高性能混凝土技术开发与应用研究论文_姜述宏

高性能混凝土技术开发与应用研究论文_姜述宏

山东平安建设集团有限公司 山东济南 250300

摘要:在经济高速发展下,不少产业都有了超前的发展,高性能混凝土也不断在技术上有不少开发,本文主要对高性能混凝土特征进行分析,因为影响高性能混凝土性能因素较多,下面就从实际应用进行分析,探讨了高性能混凝土配制施工技术,并对高性能混凝土发展趋势做出展望。

关键词:高性能混凝土、施工技术、技术开发

前言:随着社会进步和人们对资源、环境、施工、使用及性能要求的不断提高,混凝土面临着来自使用环境条件恶劣、高耐久性要求的更大挑战,也就在一定程度上促进了高性能混凝土技术的不断开发利用,下面就对高性能混凝土技术开发与应用进行分析探讨。

一、高性能混凝土的性能研究和应用分析

1、高性能混凝土的概念

高性能混凝土是近20年来发展的一种新型混凝土。欧洲混凝土协会和国际预应力混凝土协会将(HPC)定义为一种与水胶比低于0.40的混凝土;在日本,将高流态自密实混凝土成为HPC;中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会将HPC定义为以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土。虽然在不同的国家,不同的学者和工程技术人员,HPC的理解是不同的。例如,美国的学者们更注重高强度和尺寸稳定性,欧洲学者更注重耐久性,而日本学者则重视高工作性。但它们的基本点是高耐久性,这是符合这方面的知识。

2、高性能混凝土的性能

(1)耐久性。高效减水剂和矿物质超细粉的配合使用,能够有效的减少用水量,减少混凝土内部的空隙,能够使混凝土结构安全可靠地工作50~100年以上,是高性能混凝土应用的主要目的。

(2)工作性。坍落度是评价混凝土工作性的主要指标,HPC的坍落度控制功能好,在振捣的过程中,高性能混凝土粘性大,粗骨料的下沉速度慢,在相同振动时间内,下沉距离短,稳定性和均匀性好。同时,由于高性能混凝土的水灰比低,自由水少,且掺入超细粉,基本上无泌水,其水泥浆的粘性大,很少产生离析的现象。

(3)力学性能。由于混凝土是一种非均质材料,强度受诸多因素的影响,水灰比是影响混凝土强度的主要因素,对于普通混凝土,随着水灰比的降低,混凝土的抗压强度增大,高性能混凝土中的高效减水剂对水泥的分散能力强、减水率高,可大幅度降低混凝土单方用水量。在高性能混凝土中掺入矿物超细粉可以填充水泥颗粒之间的空隙,改善界面结构,提高混凝土的密实度,提高强度。

(4)体积稳定性。高性能混凝土具有较高的体积稳定性,即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热,硬化后期具有较小的收缩变形。

(5)经济性。高性能混凝土较高的强度、良好的耐久性和工艺性都能使其具有良好的经济性。高性能混凝土良好的耐久性可以减少结构的维修费用,延长结构的使用寿命,收到良好的经济效益;高性能混凝土的高强度可以减少构件尺寸,减小自重,增加使用空间;HPC良好的工作性可以减少工人工作强度,加快施工速度,减少成本。

二、高性能混凝土的研究现状

从20 世纪60 年代开发了应用高效减水剂之后,混凝土迈进了高强度和高流态的新领域,而在之后的90 年代开发了粉体工程,使混凝土技术更上一层楼,迈进了高性能的时代,近年来C60 高性能混凝土应用越来越广泛了,大到铁路建设、桥梁建设小到公路、建筑物这些工程都应用了C60 高性能混凝土,除了C60 混凝土以外,C80 混凝土也在工程中试点进行应用。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆国际上现在工程上获得应用的强度为90MPa、100MPa、110MPa、120MPa 甚至还有些大于150MPa、200MPa 的高性能混凝土也在个别的工程上得到了应用,但是这些强度很强的高性能混凝土结构工程如桥梁、道路、海港和污水建筑物还是过早的遭到了破坏这些破坏不是由于强度不够,而是耐久性不足。修复这些损坏的混凝土建筑物的费用非常的昂贵,就美国来说吧,每年由于修复劣化混凝土的费用多达2000 亿美元之多,这个数据很说明问题,于是有很多的设计者意识到了混凝土耐久性的重要性,所以开始往使用年限较长的高性能混凝土结构上面发展,例如:如何将混凝土的施用年限从三五十年增加到100 年。针对这一个问题,发达国家早在20 世界80 年代开始就掀起了改善混凝土材料那就行的研究高潮,并且在很多方面都得到了重视。一直到现在这个问题一直都是土木工程领域中研究的重点,现在高性能混凝土发展的方向主要是有三个方向,一是绿色高性能混凝土,二是超高性能混凝土,三是智能混凝土。

三、高性能混凝土在结构工程中的应用

高性能混凝土在结构中的应用,首先要重视对材料的选择及配合比的设计,高性能混凝土的耐久性在很大程度上决定了工程的耐久性,混凝土的生产和施工则将决定混凝土性能,也决定了工程施工质量,保证了高性能混凝土的性能成为了我们施工的重要因素,其中一项混凝土性能的主要因素有加料的正确与否、拌合的彻底性和均匀性、运输和搬运的过程中混凝土拌合物的不离析、振捣的密实程度,养护是否充分等因素都保证着高性能混凝土质量,都是影响混凝土质量的重要因素。

在施工过程中,高性能混凝土可以应用普通混凝土施工设备,但其在施工质量控制时应更严格,首先,配料计量误差需要控制在一定范围之内,原材料的质量变化的检查次数要增加,混凝土拌合眼完全均匀,但也应保证新拌混凝土的施工性能。HPC 特别强调的一个方面就是为了有利于浇筑的有力进行,应该具有适宜的和易性,只有具备了最基本的适合浇筑的和易性才能够保证满意的浇筑的质量,一般情况下HPC 都是需要较大的,比如:10 -20cm 的坍落度,但是由于HPC 的胶凝的材料用量比较的大,水灰比比较的小,混凝土的拌合物比较的粘稠,所以坍落度损失的速度比较的快,但是如果坍落度的损失过于大的话,会造成不利于混凝土浇筑、密实和均匀化发展,会影响整个结构的质量。所以我们在高性能混凝土施工的过程中出了要求高效的减水剂具有良好的控制塌落度损失性能之外,还应该注重施工组织的安排,在施工组织的安排中应该尽量的减少混凝土塌落度的损失,使工程的质量达到最好,损失达到最少。

四、高性能混凝土发展和应用中所面临的问题

在高性能混凝土的应用过程中也存在一些问题,在高性能混凝土的原材料方面,我国水泥质量不稳定,离散性大;在骨料方面,粗骨料质量低劣,含泥量大,级配较差,细骨料细度模数不合要求;在外加剂和外掺料的选择上,尚缺乏充分的适用性的研究。在高性能混凝土的施工过程中,施工人员的技术水平有限,养护措施不到位,使HPC的密实性和质量不稳定;在高性能混凝土的耐久性方面,由于高性能混凝土微管中水分的蒸发与凝聚而产生的收缩,使混凝土表面产生裂缝,这对HPC的抗碳化、抗冻融循环作用以及抗氯离子扩散等都是不利的,高性能混凝土的水泥用量高,水灰比低,硬化后长期处于水中时,水分通过微管扩散到内部,未水化的水泥粒子进一步水化,产生微膨胀也会使混凝土表面产生裂缝,为各种有害介质渗透提供通道,给氯离子侵入、碱骨料反应的发生和钢筋锈蚀创造可能;在高性能混凝土的设计方面,由于高性能混凝土的后期强度增长不及普通混凝土,而且脆性大,需要特别注意。同时,在高性能混凝土的研究方面,现在的研究以实验室研究为主,但是实验室的情况与实际工况相差较大,这不利于今后高性能混凝土的推广应用。

结束语:

高性能混凝土以其优异的性能使得普通混凝土向高性能混凝土发展成为必然趋势。高性能混凝土是混凝土技术进步的标志。我国在发展高性能混凝土方面才刚刚起步,需要科研、教学、设计、施工部门携手协作,共同促进高性能混凝土的发展

参考文献:

[1]孙绪杰;用巨型框架结构套建增层的房屋设计与施工方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

[2]施志业;郑建军;周欣竹;;混凝土保护层锈胀裂缝扩展规律试验研究[J];甘肃水利水电技术;2010年03期

[3]冯兴国;应力作用下碳钢在混凝土环境中的腐蚀与钝化[D];北京化工大学;2012年

论文作者:姜述宏

论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿

论文发表时间:2016/3/22

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