高性能混凝土的研究與發(fā)展現(xiàn)狀(三)

本論文在其他論文欄目，由論文格式網(wǎng)整理,轉(zhuǎn)載請注明來源www.donglienglish.cn,更多論文,請點(diǎn)論文格式范文查看
該指標(biāo)是客運(yùn)專線對混凝土耐久性最重要、最具體的指標(biāo)。目前我國尚無電通量試驗(yàn)的國家標(biāo)準(zhǔn)，鐵路行業(yè)電通量試驗(yàn)方法是以美國ASTMC1202 快速電量測定方法為基礎(chǔ)制定的，其所測指標(biāo)可以最大程度地區(qū)分和評價(jià)混凝土的密實(shí)度，而密實(shí)度正是影響混凝土耐久性最為關(guān)鍵的因素。以往多是以抗?jié)B性來評價(jià)混凝土的密實(shí)程度，但實(shí)踐證明，抗?jié)B試驗(yàn)只適合于判定較低強(qiáng)度等級混凝土的密實(shí)性，當(dāng)強(qiáng)度等級超過C30后，抗?jié)B等級幾乎都能達(dá)到P20以上，再往下試驗(yàn)比較困難。這正是用電通量指標(biāo)取代抗?jié)B標(biāo)號作為混凝土耐久性控制的主要原因。混凝土的電通量主要取決于水膠比，通過大量試驗(yàn)得到規(guī)律，一般水膠比小于0.5時(shí)基本可滿足電通量小于2000 的要求，水膠比小于0.45時(shí)基本可滿足電通量小于1500的要求。
（三）高性能混凝土的施工控制
1.攪拌
混凝土原材料應(yīng)嚴(yán)格按照施工配合比要求進(jìn)行準(zhǔn)確稱量,稱量最大允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定(按重量計(jì)):膠凝材料(水泥、摻合料等)±1%；外加劑±1%；骨料±2%；拌合用水±1%。應(yīng)采用臥軸式、行星式或逆流式強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌混凝土,采用電子計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量原材料。攪拌時(shí)間不宜少于2min,也不宜超過3min。炎熱季節(jié)或寒冷季節(jié)攪拌混凝土?xí)r,必須采取有效措施控制原材料溫度,以保證混凝土的入模溫度滿足規(guī)定。
2.運(yùn)輸
應(yīng)采取有效措施，保證混凝土在運(yùn)輸過程中保持均勻性及各項(xiàng)工作性能指標(biāo)不發(fā)生明顯波動(dòng)。應(yīng)對運(yùn)輸設(shè)備采取保溫隔熱措施,防止局部混凝土溫度升高(夏季)或受凍(冬季)。應(yīng)采取適當(dāng)措施防止水分進(jìn)入運(yùn)輸容器或蒸發(fā)。
3.澆筑
(1)混凝土入模前,應(yīng)采用專用設(shè)備測定混凝土的溫度、坍落度、含氣量、水膠比及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合設(shè)計(jì)或配合比要求的混凝土方可入模澆筑。混凝土的入模溫度一般宜控制在5～30℃(2)混凝土澆筑時(shí)的自由傾落高度不得大于2m當(dāng)大于2m時(shí),應(yīng)采用滑槽、串筒、漏斗等器具輔助輸送混凝土,保證混凝土不出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象。（3）混凝土的澆筑應(yīng)采用分層連續(xù)推移的方式進(jìn)行,間隙時(shí)間不得超過90min,不得隨意留置施工縫。（4）新澆混凝土與鄰接的己硬化混凝土或巖土介質(zhì)間澆筑時(shí)的溫差不得大于15℃。
4．振搗
可采用插入式振動(dòng)棒、附著式平板振搗器、表面平板振搗器等振搗設(shè)備振搗混凝土。振搗時(shí)應(yīng)避免碰撞模板、鋼筋及預(yù)埋件。采用插入式振搗器振搗混凝土?xí)r,宜采用垂直點(diǎn)振方式振搗。每點(diǎn)的振搗時(shí)間以表面泛漿或不冒大氣泡為準(zhǔn),一般不宜超過30s,避免過振。若需變換振搗棒在混凝土拌合物中的水平位置,應(yīng)首先豎向緩慢將振搗棒拔出,然后再將振搗棒移至新的位置,不得將振搗棒放在拌合物內(nèi)平拖。
5.養(yǎng)護(hù)
高性能混凝土早期強(qiáng)度增長較快,一般3天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%,7天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%,因而,混凝土早期養(yǎng)護(hù)特別重要。通常在混凝土澆注完畢后采取以帶模養(yǎng)護(hù)為主,澆水養(yǎng)護(hù)為輔,使混凝土表面保持濕潤。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。
6．質(zhì)量檢驗(yàn)控制
除施工前嚴(yán)格進(jìn)行原材料質(zhì)量檢查外，在混凝土施工過程中，應(yīng)對混凝土的以下指標(biāo)進(jìn)行檢查控制：混凝土拌合物：水膠比、坍落度、含氣量、入模溫度、泌水率、勻質(zhì)性。硬化混凝土：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度、同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性、電通量等。
四、高性能混凝土的特點(diǎn)
（一）高耐久性能
高性能混凝土的重要特點(diǎn)是具有高耐久性耐久性則取決于抗?jié)B性;抗?jié)B性又與混凝土中的水泥石密實(shí)度和界面結(jié)構(gòu)有關(guān)。由于高性能混凝土摻加了高效減水劑,其水膠比很低(≤0138),水泥全部水化后,混凝土沒有多余的毛細(xì)水,孔隙細(xì)化,最可幾孔徑很小, 總孔隙率低;再者高性能混凝土中摻加礦物質(zhì)超細(xì)粉后,混凝土中骨料與水泥石之間的界面過渡區(qū)孔隙能得到明顯的降低,而且礦物質(zhì)超細(xì)粉的摻加還能改善水泥石的孔結(jié)構(gòu), 使其≥100μm的孔含量得到明顯減少,礦物質(zhì)超細(xì)粉的摻加也使得混凝土的早期抗裂性能得到了大大的提高。以上這些措施對于混凝土的抗凍融、抗中性化、抗堿- 集料反應(yīng)、抗硫酸鹽腐蝕,以及其它酸性和鹽類侵蝕等性能都能得到有效的提高。
（二）高工作性能
高性能混凝土具有良好的流變學(xué)性能, 高流動(dòng)性,不泌水,不離析,能在正常施工條件下保證混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性和均勻性,對于某些結(jié)構(gòu)的特殊部位(如梁柱接頭等鋼筋密集處)還可采用自流密實(shí)成型混凝土,從而保證該部位的密實(shí)性,這樣就可以減輕施工勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約施工能耗。
（三）其它
高性能混凝土具有較高的韌性、良好體積穩(wěn)定性和長期的力學(xué)性能穩(wěn)定性。高性能混凝土的高韌性要求其具有能較好地抵抗地震荷載、疲勞荷載及沖擊荷載的能力,混凝土的韌性可通過在混凝土摻加引氣劑或采用高性能纖維混凝土等措施得到提高。高性能混凝土的體積穩(wěn)定性表現(xiàn)在其優(yōu)良的抗初期開裂性, 低的溫度變形、低徐變及低的自收縮變形。雖然高性能混凝土的水灰比比較低, 但是如果將新型高效減水劑和增粘劑一起使用, 盡可能地降低單方用水量, 防止離析,澆筑振實(shí)后立即用濕布或濕草簾加以覆蓋養(yǎng)護(hù), 避免太陽光照射和風(fēng)吹, 防止混凝土的水分蒸發(fā), 這樣高性能混凝土早期開裂就會(huì)得到有效的抑制。高性能混凝土摻加了粉的普通混凝土都得到了顯著降低, 這對于大體積混凝土的溫控和防裂十分有利。國內(nèi)已有研究表明,對于外摻加40%粉煤灰的高性能混凝土,不管是在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)還是在蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下,其360d齡期的徐變度(單位徐變應(yīng)力的徐變值)均小于同強(qiáng)度等級的普通混凝土,高性能混凝土徐度度僅為普通混凝土的50%左右。高性能混凝土長期的力學(xué)穩(wěn)定性要求其在長期的荷載作用及惡劣環(huán)境侵蝕下抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及彈性模量等力學(xué)性能保持穩(wěn)定。
五、綠色高性能混凝土
（一）研發(fā)綠色高性能混凝土的必要性
1990年美國首先提出了高性能混凝土,得到了世界各國和專家的認(rèn)可,法國政府組織包括政府研究機(jī)構(gòu)、高等院校、建筑公司等單位開展了高性能混凝土的研究。1996年,法國公共工程部和教育與研究部又組織了為期4年的國家研究項(xiàng)目“高性能混凝土2000",投人了600萬美元作為研究經(jīng)費(fèi)。1994年,美國聯(lián)邦政府16個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)合提出了一個(gè)在基礎(chǔ)設(shè)施施工中應(yīng)用高性能混凝土的決議,并決定在10年投資2億美元進(jìn)行研究。綠色是綠色環(huán)保,人類社會(huì)越發(fā)展,對綠色環(huán)保的要求越迫切。國外有位學(xué)者寫一篇綜述,題為“昨天和今天的水泥,明天的混凝土”,文中指出21世紀(jì)水泥工業(yè)應(yīng)改名為水硬性膠凝材料工業(yè),而且應(yīng)是一種綠色工業(yè)。水泥和混凝土堪稱為世界上耗用量最大的材料,在我國尤其如此。我國人多地少,資源缺乏,同時(shí)也是世界上能源消耗的大國,以水泥和混凝土為例,我國水泥的年產(chǎn)量大約9億噸,占世界水泥產(chǎn)量的三分之一,混凝土產(chǎn)量約12億m3,世界混凝土年產(chǎn)量大約30億m3,混凝土的大量使用,需要大量水泥,水泥的生產(chǎn)又極大地影響了環(huán)境,直接影響子孫后代的生活,所以綠色高性能的發(fā)展是事在必行。綠色高性能混凝土的研究及使用,即保護(hù)了環(huán)境,又提高了混凝土的性能。以粉煤灰為例,現(xiàn)已研發(fā)與使用的綠色高性能混凝土,絕大部分把粉煤灰作主要摻料,粉煤灰是工業(yè)廢料,如不很好利用,會(huì)對環(huán)境造成二次污染,在綠色高性能混凝土中采用粉煤灰,即解決了二次污染,又降低了混凝土的成本,同時(shí)提高了混凝土的性能,主要表現(xiàn)在提高了混凝土的耐久性和工作性。混凝土的評價(jià)已由高強(qiáng)度轉(zhuǎn)為高性能,高性能中耐久性是一個(gè)主要的評定標(biāo)準(zhǔn),混凝土不是一勞永逸的材料,它也是隨時(shí)間的增長、環(huán)境的影響和使用情況直接影響其使用壽命,一些發(fā)達(dá)國家面臨這個(gè)問題, 我們國家也面臨同樣的問題。1991年美國在提交國會(huì)《國家公路與橋梁現(xiàn)狀》的報(bào)告中指出,為了修理或更換現(xiàn)已存在缺陷的橋梁,需投資91 億美元如拖延維護(hù)進(jìn)程,費(fèi)用將增至1310億美元,美國每年用于混凝土維修的費(fèi)用大約300億美元。我國是發(fā)展中國家,在工程建設(shè)中基本沒有維修費(fèi)用,工程費(fèi)用主要在新建工程,建國以來,五、六十年代的工程量大,經(jīng)過幾十年的使用,可以說需維修的工程量肯定也是巨大的,費(fèi)用是驚人的,因此,站在歷史的角度,站在發(fā)展的角度,研究混凝土高性能的意義巨大。
（二）綠色高性能混凝土的可行性
綠色高性能混凝土是混凝土發(fā)展的方向,是我國國情的需要,是建筑工程發(fā)展的需要,是為了子孫后代造福的需要, 2005年建設(shè)部發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步做好建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)推廣應(yīng)用的通知》(建質(zhì)〔2005〕)26號)文件中第2項(xiàng)既是“高性能混凝土技術(shù)”。建設(shè)部部長汪光熹在第2屆國際智能綠色節(jié)能大會(huì)上表示:中國將大力開展科技創(chuàng)新以支援和促進(jìn)行業(yè)發(fā)展,將對既有建筑節(jié)能改造成套技術(shù),低能耗大型公關(guān)建筑技術(shù)等加快技術(shù)公關(guān),推動(dòng)以節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)保為核心的建筑技術(shù)發(fā)展,逐步提高綠色建筑比重。因此,研發(fā)綠色高性能混凝土體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展觀,是利國利民,惠及子孫之事。上述這些都為綠色高性能混凝土的研究與應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
（三）綠色高性能混凝土的發(fā)展
1997年3月的“高強(qiáng)與高性能混凝土”會(huì)議上,吳中偉院士首次出“綠色高性能混凝土(GHPC) ”的概念,并指出: GHPC是混凝土的發(fā)展方向,更是混凝土的未來。提高混凝土的綠色度,可以節(jié)約更多的資源與能源,將對環(huán)境的破壞減到最小。人類已經(jīng)進(jìn)入21世紀(jì),混凝土應(yīng)該更多地?fù)郊庸I(yè)廢渣摻和料,更多地節(jié)約水泥,有更高的強(qiáng)度和耐久性。高性能混凝土(HPC)具有下列特征:(1)更多地節(jié)約熟料水泥,降低能耗與環(huán)境污染;(2)更多地?fù)郊庸I(yè)廢料為主的細(xì)摻料;(3)更大地發(fā)揮混凝土的高性能優(yōu)勢,減少水泥與混凝土的用量。因此,高性能混凝土本身就可成為綠色混凝土。事實(shí)上,許多工程如大體積水工建筑、基礎(chǔ)等對強(qiáng)度要求不高,但對耐久性、工作性、體積穩(wěn)定性、低水化熱等有很高要求,都應(yīng)采用HPC。例如日本跨海明石大橋基墩混凝土(50萬m3)要求高耐久性、高抗沖刷性與低升溫,而強(qiáng)度只要求20MPa,使用的就是摻加了復(fù)合外加劑與復(fù)合細(xì)摻料的HPC。由此可見,高性能混凝土并不一定強(qiáng)調(diào)高強(qiáng),我國目前也己完成了普通混凝土的高性能化的研究和應(yīng)用。因此,傳統(tǒng)的GHPC的應(yīng)用范圍可以進(jìn)一步擴(kuò)大,可以將歐美對HPC強(qiáng)度的低限50MPa降低到C30左右,原則是只要不損害混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如孔結(jié)構(gòu)、水化物結(jié)構(gòu)與界面結(jié)構(gòu)等,保證混凝土具有良好的耐久性與體積穩(wěn)定性。納米混凝土、再生混凝土、免振搗自密實(shí)高性能混凝土等都是綠色高性能混凝土。綠色高性能混凝土已被廣泛應(yīng)用于市政工程、民用建筑和工業(yè)建筑,與普通混凝土相比,高性能混凝土具有更好的施工性能和耐久性,同時(shí)可以更多地利用工業(yè)廢渣及其它廢棄物,有良好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保意義,因此,綠色高性能混凝土是混凝土的發(fā)展方向。
六、高性能混凝土的發(fā)展前景
隨著HPC的開發(fā)和應(yīng)用, 建筑對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響正引起社會(huì)的關(guān)注。建筑物在建造和運(yùn)行的過程中需消耗大量的自然資源和能源,并對環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。有專家指出, 作為建筑工業(yè)主要原料的水泥,實(shí)際上是一種不可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品。因此,高性能混凝土的技術(shù)核心是在限制水泥用量以獲得混凝土高性能的同時(shí),堅(jiān)持其可持續(xù)性的發(fā)展原則。21世紀(jì)前后, 吳中偉等提出了綠色混凝土的概念,在高性能混凝土的基礎(chǔ)上增加了三個(gè)含義:1)節(jié)約資源、能源;2)不破壞環(huán)境,更有利于環(huán)境;3)可持續(xù)發(fā)展, 既要滿足當(dāng)代人的需求,又不危害后代人滿足其需要的能力。大力開展綠色高性能混凝土的研究和應(yīng)用高性能混凝土具有普通混凝土無法比擬的優(yōu)良性能,對混凝土的發(fā)展將起重要作用, 并為HPC的發(fā)展指明了非常明確的方向。

結(jié) 束語
探討了高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求和技術(shù)途徑，主要從原材料的選擇、配合比參數(shù)的合理確定等方面進(jìn)行了闡述。通過摻入礦物微細(xì)粉和高性能化學(xué)外加劑的技術(shù)途徑來配制高性能混凝土，既可改善混凝土的性能，又能降低生產(chǎn)成本，有利于高性能混凝土的推廣應(yīng)用。文中提出的設(shè)計(jì)方法具有準(zhǔn)確、簡捷、適用范圍廣及程序化的特點(diǎn)，采用此方法配制的混凝土具有良好的工作性、力學(xué)性及耐久性。通過對高性能混凝土抗凍性能試驗(yàn)研究可得出以下結(jié)論,混凝土的抗凍性主要與所引入的空氣含量、氣泡的質(zhì)量、混凝土強(qiáng)度和水膠比等因素密切相關(guān)，高性能混凝土的含氣量宜為2%～4%，這樣配制的混凝土具有200次以上的抗凍性能。高性能混凝土的抗凍性能與外加劑密切相關(guān)，外加劑的摻量存在一個(gè)最優(yōu)值，本試驗(yàn)中最優(yōu)摻量在0.95%～1.00%之間。如今我國HPC發(fā)展形勢一片良好，但是要使HPC 在建筑工程中推廣使用還需一個(gè)認(rèn)識和實(shí)踐的過程。隨著我國建筑基礎(chǔ)建設(shè)的不斷增強(qiáng)，HPC必將成為新世紀(jì)的重要建筑工程材料。

致謝
在大學(xué)將近三年學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束。
在此論文的完成之際,首先非常感謝老師的關(guān)心與指導(dǎo)。感謝土木工程系的所有老師

參考文獻(xiàn)
[1] 吳中偉.高性能混凝土[M].北京:中國鐵道出版社,1999.
[2] 吳中偉,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中國鐵道出版社，1999.
[3] 丁大鈞.高性能混凝土及其在工程中的應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.
[4] 俞瑞堂．高性能混凝土的發(fā)展與展望[M]．水利水電工程設(shè)計(jì)，1997.
[5] 陳肇元.等.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2004.
[6] 卞春麗,梁曉平.高性能混凝土技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用[J].山西建筑 2007 ,33 (2) :1822183.
[7] 陳家輝.高性能混凝土應(yīng)用現(xiàn)狀及其前景[J]廣東土木與建筑, 2000,(05).

首頁上一頁 1 2 3 下一頁尾頁 3/3/3

相關(guān)論文


上一篇：永不停歇的永遠(yuǎn)――談鐵凝的創(chuàng)作..	下一篇：CRS屬性參數(shù)與Fresnel帶的計(jì)算

Tags：高性能混凝土研究發(fā)展現(xiàn)狀

【收藏】【返回頂部】