高强高性能混凝土技术

高强高性能混凝土技术（共9篇）

高强高性能混凝土技术 篇1

摘要：混凝土作为应用最广泛、最大宗的建筑结构材料在整个土木建筑中起着不可替代的巨大作用, 它随着世界科技的迅速发展, 也进人了高科技行列。高强混凝土技术是通过掺入高技术减水剂和优质掺全料, 采用普通设备和常规的生产工艺, 生产出强度等级更高、施工性能更佳、综合技术经济效益更好的混凝土。本文主要针对高强高性能混凝土进行概述, 混凝土技术发展方向进行探讨。

关键词：高强,高性能,混凝土,混凝土技术,发展

1 高强高性能混凝土的特性

所谓高强高性能混凝土是指用常规的水泥、砂石作原材料, 用常规的制作工艺, 外加超塑化剂, 或同时外加一定量的超细活性掺合料, 使拌合物具有良好的工作性, 并在硬化后具有高强度、高耐久性、高体积稳定性的混凝土。

(1) 高强度

混凝土强度是整体结构最基本的技术性能要求, 结构不同对混凝土强度值的要求也不一样。实验结果表明, 当强度从C40上升到C80时, 混凝土的单价增加约50%, 同时承受荷载的能力也会增加1倍。由于具有减小断面面积、减轻结构自重的特点, 高强混凝土很快得到了建筑行业的青睐, 后来基于耐久性的技术要求, 又逐步发展成为高强高性能混凝土。由于高强混凝土的强度和弹性模量较高, 可以利用这一特性大幅度的减少高层和超高层建筑物纵向受力结构的截面尺、扩大建筑使用面积, 很大程度上改善了建筑物的使用功能;还由于结构截面尺寸的减小, 大大减少了建筑物结构的自重, 从而解决了建筑物的结构自重占主要因素的问题。不仅如此, 由于混凝十强度的提高, 还能节约混凝土的原材料、加快施工进度提高建筑工程的经济效益。

(2) 高耐久性

高强高性能混凝土的耐久性很好, 一般可达到几十年甚至上百年, 是普通混凝土耐久性的3到10倍。混凝土耐久性的分析检验有两个方面:自然老化和人为劣化。自然老化是指混凝土在自然环境下随着时间增长而产生的性能破坏, 例如产生裂缝、剥落、碳化等现象, 结构安全度降低。人为劣化是指混凝土结构在日常使用过程中, 由于各方面的人为因素导致混凝土的使用功能降低而无法再满足生产生活需要。

(3) 高体积稳定性

混凝土的体积稳定性是结构的受力性能甚至结构的安全性的直接影响因素, 混凝土体积稳定性的检验可分成三类:收缩变形――混凝土在整个凝结过程中发生的体积变形;混凝土在荷载作用下产生的变形, 譬如弹性变形、混凝土的徐变;温度变形――在温度作用下混凝土发生变形。高性能混凝土通过减少用水量和水泥用量、采用弹性模量较高的集料等措施, 提高了混凝土密实性、混凝土强度, 改善混凝土级配。由于高强混凝土的强度高, 所以其变形很小, 使得混凝土的刚度大大增加, 减少了混凝土预应力的损失。因此, 高强混凝土能适应现代建筑结构向大跨度、重载、超高层和承受恶劣环境条件的需要。

高性能混凝土在配制时强调低水灰比、优质原材料, 外加足量的矿物集料和减水剂, 以控制水泥用量, 降低混凝土内部孔隙率, 提高混凝土强度、耐久性。与普通混凝土相比:HPC原材料组分增加;施工工艺要求严格;管理人员及施工操作人员自身素质要求高, 混凝土的内部均匀性、致密性提高;混凝土拌和物性能、力学性能、特别是耐久性能均大大改善和提高。

2 高强高性能混凝土---混凝土技术发展方向

高强高性能混凝土的组分较多, 对性能影响的因素较为复杂, 因而对施工工艺和质量控制有更严格的要求, 必须对高强高性能混凝土的外加剂掺量与用水量进行严格控制。高强高性能混凝土适宜于商品混凝土搅拌站生产, 搅拌站应配有计算机自动控制系统, 自动精确计量原材料, 并能对原材料品质均匀性、配合比参数的变化等通过人机对话进行监控与反馈分析。

2.1 高强高性能混凝土的搅拌

搅拌时应注意外加剂应在加水到一半时开始加入, 加入后约20 s, 搅拌均匀后才可投入粗骨料。全部材料投入搅拌机后, 至少搅拌40 s才能出料。

2.2 高强高性能混凝土的运输

高强高性能混凝土采用混凝土搅拌运输车, 搅拌运输车应保持清洁。装料前应反转倒清筒体内积水、积浆。运输过程中和卸料时不得往筒体内注水, 运输结束后应及时清洗。搅拌运输车在运输过程中, 应保持筒体按一定速度旋转。运送至浇筑地点给混凝土泵喂料前, 应中高速旋转搅拌筒, 使混凝土拌和均匀, 然后卸料。

2.3 高强高性能混凝土的泵送

高强高性能混凝土水灰比小、黏性大、泌水较少, 不易离析, 泵送阻力大, 宜采用固定高压泵和高压泵管。混凝土泵送时速度不宜过快, 过快对高强高性能混凝土不利, 且混凝土泵和泵管承受压力较大, 易爆管和爆卡。现场施工中, 一次最多浇注C80混凝土815.5m3, 计70h。配备2台三一重工HBT60C高压泵, 泵送水平距离57m, 垂直高度9.5m, 泵送压力最大为20Mpa。

2.4 高强高性能混凝土的浇筑

高强高性能混凝土因浆量较大, 黏性较高, 流动速度慢, 不易充盈模腔, 相对普通混凝土, 振动时间要加长, 抽拔棒的速度要慢, 因此要注意加强对振捣质量的控制。施工中, 混凝土采用高频振动器捣固, 人员定点定位负责, 防止漏振。

2.5 高强高性能混凝土的养护

高强高性能混凝土由于水灰比小, 基本不泌水, 因此养护比普通混凝土更为重要。由于一次浇筑时间长, 对早期浇筑的混凝土在混凝土终凝后应立即进行养护, 养护采取在模板外侧加挂两层棉被, 模板拆除后及时喷涂养护液。在混凝土浇筑前埋设测温管, 做好混凝土内部和表面温度监测, 当内外温差超过25℃应及时采取防范措施。

3 结束语

高强高性能混凝土诸多优良特性, 如高强、早强、高变形模量和高抗渗性, 使混凝土工程结构的各主要性能指标得以提高。尤其在降低结构自重、增大建筑使用面积、减少材料消耗、节省施工费用和投资、缩短工期、扩大混凝土结构应用领域等方面, 效果非常明显。因此, 高强高性能混凝土的研究开发得到了各国高度重视, 是混凝土技术发展方向。

参考文献

[1]邢锋, 冷发光, 冯乃谦, 李伟文;高性能混凝土骨料数量效应研究[J];四川建筑科学研究;2001年02期

[2]钱晓倩;高性能混凝土原材料和配合比设计中的问题与对策[J];混凝土;1998年01期

[3]尹健, 周士琼, 谢友均.高性能复合磨细粉煤灰混凝土的研究与应用[J].新型建筑材料, 2000, (3) :4-7.

高强泵送混凝土施工技术的研究 篇2

【关键词】高强泵送混凝土；施工技术；研究

0.引言

在社会经济高速发展的新时代，人们的生活生产水平不断提高，因此人们对生活的物质条件也提出了更高的要求。而随着现代建筑行业的高速发展，在现代的建筑领域中涌现出了大批先进的施工技术和施工材料，从而为进一步促进建筑行业发展和现代的建筑工程建设以及满足人们对建筑的要求奠定了基础。在现代的建筑工程中，随着人们对混凝土强度的要求逐渐提高，通常会应用到高强混凝土，而高强混凝土其以抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低等优越性在现代的建筑工程中深受欢迎。而随着泵送混凝土的应用发展，现代的混凝土施工中，泵和高强混凝土得到了完美结合，从而有效的提高了高强混凝土施工的效率和质量。因此，为了提高高强泵送混凝土施工技术的水平和促进建筑行业的发展，必须加大对高强泵送混凝土施工技术的研究力度。在高强泵送混凝土施工中，科学合理的施工技术能够大幅度提高泵送混凝土施工的质量和效率，并且还能够为社会节约大量的能源资源以及工程成本。本文从高强泵送混凝土施工性能的评价出发，对高强泵送混凝土施工技术进行研究，并对该技术进行了详细地阐述，希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为我国今后的高强泵送混凝土施工起到一定的参考作用。

1.高强泵送混凝土施工性能的评价

1.1评价方法

在现代的高强泵送混凝土施工中，混凝土拌合物必须要具备良好的工作性，才能够使施工时操作更加方便，并且也便于确保施工的质量。传统的混凝土的工作性是可塑性和稠度以及易修饰性的总称。而对于高强泵送混凝土来说，工作性还应包括充填性、可泵性和稳定性（即抗泌水和抗离析性）等概念。因此，在评价高强混凝土拌合物的工作性时，就不能只考察用以表证流动性的坍落度值。由于目前尚没有评价混凝土工作性的统一方法和标准，本研究中，借鉴了国外的一些评价方法和实验中摸索出来的方法。

1.1.1坍落度（SL）与坍落流动度（SLf）之比值（SL/SLf）

所谓坍落流动度即拌合物坍落稳定时所铺展的直径。一般认为，坍落度（SL）与坍落流动度（SLf）之比值（SL/SLf）约等于0.4时，拌合物工作性好。

1.1.2 L—流动值（Lf）

测L—流动值的试验。试验前用湿布湿润L型仪内壁，并把L型仪置于水平位置，将混凝土拌合物用小铲缓慢装入竖箱内，装满后用抹刀抹平。然后，上提挡板，从上提挡板时开始计时，量取2min时混凝土拌合物流动的长度Lf。一般认为Lf在500mm—700mm范围内，其拌合物的工作性好。

1.1.3 充填性试验

用U型仪评价混凝土充填性能。U型仪分左右两腔，中间有距底板一定距离的隔板分开，并用挡板挡住间隙。试验前用湿布湿润两腔内壁，试验时，将混凝土拌合物缓慢加入左侧腔内，加满后用抹刀抹平。上提挡板，混凝土拌合物从底部间隙流过，从上提挡板开始计时。测量2min时两腔混凝土拌合物顶面高差△h，若△h≤25mm，拌合物充填性良好。

1.1.4抗离析性能试验

按充填性试验测得两腔混凝土拌合物顶面高差小于25mm的条件下，将两腔内混凝土拌合物分别称重得H1和H2，并用5mm筛筛去砂浆，将粗骨料上的砂浆用水洗干净，用毛巾将粗骨料擦至饱和面干，再分别称重G1和G2后，计算△G两腔粗骨料含量误差百分比。

1.1.5保塑性试验

保塑性试验是用以评价混凝土拌合物流动性随时间延续而逐渐降低程度的指标。新拌混凝土拌合物即使满足上述①、②、③和④所规定的指标要求，而保塑性不好，那么在实际工程中也难以组织施工。拌合物保塑性的评价方法是：将拌合物制作好后，放在温度为20±3℃，湿度为90%以上的环境下静止120min后，再将拌合物放入强制式搅拌机中搅拌60S，按上述①、②、③和④方法重新评价SL/SLf、Lf、△h和△G值，若上述各值均在规定的范围内，则认为拌合物的保塑性良好。

1.2评价结果

依据上述规定的评价方法，对最终确定的各等级混凝土拌合物进行施工性能评价，所检测结果列于表1中，可以看出，上述各配比配制的混凝土不仅能满足各等级强度指标要求，也能满足施工技术要求。

2.高强泵送混凝土的制备方案

为保证高强泵送混凝土的泵送性能，其制备方式主要采取以下三种方式：

（1）在工程现场，把泵送剂加入基体混凝土中，经搅拌后进行流态化、泵送浇注。

（2）在基体混凝土的制备场所（商品混凝土搅拌站）将泵送剂加入基体混凝土中，一面搅拌、一面运输，到达工程现场后，搅拌流化，泵送浇注。

（3）在基体混凝土的制备场所，把泵送剂添加到基体混凝土中，搅拌后成为泵送混凝土，将泵送混凝土运至施工现场，泵送浇注。

3.高强泵送混凝土施工计划概念

在进行高强泵送混凝土施工时，首先必须要拟定一套科学合理的施工计划。并且还要对混凝土的种类和配合比以及泵的类型等进行严格的筛选和深入分析。科学合理的高强泵送混凝土施工计划，能够有效的控制混凝土的质量问题，从而减少混凝土中麻面和蜂窝等问题的产生。因此，采用泵送施工时，要搞清楚混凝土泵的能力与浇注及整平作业的关系——即制订泵送混凝土施工计划概念图。

例如浇注混凝土的垂直距离在40m以内，水平距离10m，混凝土的浇注量约为25m3/h，其水平距离30m，垂直距离仍为40m时，则浇注量只有20m3/h左右。泵送量、水平运输距离、垂直运输距离及混凝土的捣固整平方法等工序是有机联系的。按照全面计划泵送施工，就可以保证混凝土的质量。

4.结束语

高强高性能混凝土技术 篇3

在过去几十年的混凝土科技发展过程中, 混凝土的强度不断得到提高, 先后出现了高强混凝土 (HSC) 和超高强混凝土 (UHSC) 。高强和超高强混凝土致密的微观结构使其具有高强度和高耐久性特征, 应用高强超高强度混凝土能够减小构件截面尺寸、降低结构自重, 并使结构具有较高的刚度, 还能够增加结构的使用寿命, 适应现代工程结构向大跨度、重载、超高层发展和承受恶劣环境作用的需要[1]。当前现代建筑正向着高层化、大跨度、轻量型方向发展, 因此研究高强和超高强混凝土有着重大的现实意义[2,3,4,5,6]。

作为第三代高性能减水剂的代表, 聚羧酸减水剂在高强和超高强混凝土中起着至关重要的作用。尤其, 高强和超高强混凝土一般采用低水胶比, 高胶材用量和加入超细微粉等方法来制备高强和超高强混凝土。因此对减水剂的减水率、抗吸附能力和抗粘性提出了更高的要求。本文采用醚类聚羧酸减水剂和酯类减水剂按比例掺配, 在不加入引气剂和消泡剂的情况下, 成功配制了性能优异的高强和超高强混凝土, 不仅易于施工, 而且具有较好的力学性能和耐久性能。

1 聚羧酸减水剂的合成

1.1 醚类聚羧酸减水剂的合成

向装有搅拌器, 温度传感器和滴定装置的反应釜中加入改性聚醚大单体和部分去离子水。搅拌升温至一定温度后直接加入引发剂;然后, 分别滴加丙烯酸单体和链转移剂, 并控制滴定时间。滴定完成后, 保温1~3h反应结束, 然后降温至50℃以下, 加入一定浓度氢氧化钠中和至p H=5~7, 即得到醚类聚羧酸减水剂母液。

1.2 酯类聚羧酸减水剂的合成

将甲基聚氧乙烯醚和甲基丙烯酸等单体, 阻聚剂, 浓硫酸加入反应釜中, 升温到一定温度, 保温4~7h后, 降温到40℃以下, 加入一定浓度氢氧化钠水溶液和调聚剂后, 变得单体溶液。

向装有搅拌器, 温度传感器和滴定装置的反应釜中加入去离子水, 搅拌升温到一定温度后分别滴定单体溶液和引发剂溶液;滴完后保温2~5h反应结束, 然后降温到50℃以下, 加入一定浓度的氢氧化钠中和至p H=5~7, 即得到酯类聚羧酸减水剂母液。

2 混凝土原材料

水泥:海螺P.II52.5硅酸盐水泥, 性能指标符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》要求。细骨料:漳州天然河砂, 细度模数2.8, 含泥量0.9%。粗骨料:翔胜建材有限公司, 5~25mm洁净碎石。粉煤灰:福建新源粉煤灰开发有限公司, Ⅰ级灰, 性能指标符合GB/T1596-2005标准F类Ⅰ级品技术要求。矿粉:三钢基团 (龙海) 矿微粉有限公司, 级别S95, 性能指标符合GB/T 18046-2008。硅灰:上海天凯硅粉材料有限公司生产, 平均粒径在0.15~0.20μm, 比表面积为15000~20000 m2/kg。外加剂:采用醚类聚羧酸减水剂母液与酯类聚羧酸减水剂母液, 再加入一定的缓凝剂掺配而成。

3 混凝土配合比设计

在优选原材料的基础上, 综合考虑总胶材用量、硅灰替代量及砂率等因素, 并初步设计C80、C90和C100混凝土配合比, 见表1。

4 试验结果与分析

4.1 试验结果

按照表1的混凝土配合比进行试配, 试配结果如表2所示。

4.2 结果分析

4.2.1 硅粉的影响

硅粉, 也叫微硅灰, 是一种0.5μm以下的球形超细粒子, 适当的掺量不仅能提高混凝土的强度而且还能改善混凝土的流动性和施工性, 是高强、超高强混凝土配制中不可缺少的粉体材料。由表2的实验结果可以看出, 在C80混凝土中, 以硅粉代替矿粉, 混凝土试块的抗压强度有一定程度的提升, 而且可以较好改善混凝土的工作性和可泵性。这是因为硅灰由于十分细小, 又是球形, 起到了“滚轮”的效应, 从而提高了混凝土的流动性。但是硅粉由于细度较低, 对聚羧酸减水剂存在较大的吸附, 需要一定程度提高混凝土外加剂的掺量。

4.2.2 醚类和酯类聚羧酸减水剂使用量的影响

由表2数据可知, 在配置高强和超高强混凝土时, 酯类聚羧酸减水剂掺配比例提高, 混凝土容重变小, 试块的抗压强度变低, 且比较容易出现损失过快的现象。从中可以看出, 醚类聚羧酸减水剂具有较好的保坍能力;而酯类聚羧酸减水剂有较大的引气能力, 降低了混凝土容重, 但是其坍落度损失过快。这样可以通过调整酯类和醚类聚羧酸的比例, 来控制混凝土的拌合状态。且由表1可的, 在此配合比下醚类聚羧酸和酯类聚羧酸按3∶2配备效果会较好。

4.2.3 不同标号混凝土的性能

由表2可知, 采用醚类聚羧酸和酯类聚羧酸掺配的混凝土外加剂, 在配置C80、C90和C100的混凝土中均有较为突出的表现。混凝土的包裹性和流动性均相当优异, 为生产施工带来了很大的便利。

5 总结

(1) 醚类聚羧酸减水剂和酯类减水剂按3∶2比例掺配, 在不加入引气剂和消泡剂的情况下, 成功配置了C80和C90高强及C100超高强混凝土。混凝土拌合物工作性、可泵性、施工性良好, 力学性能满足设计要求。

(2) 在高强和超高强的混凝土中, 硅灰的使用会提高混凝土抗压强度, 并且很大程度上改善混凝土的流动性和包裹性, 降低高强超高强混凝土的粘性, 提高可泵性;但是硅灰对聚羧酸减水剂存在一定的吸附, 会影响外加剂掺量。

参考文献

[1]王卫仑, 胡佳山, 李仕群, 等.超高强磷铝酸盐水泥混凝土的强度发展研究[J].混凝土, 2012, (4) :49-51.

[2]刘钢, 陈明宇.“双百混凝土”-抗压强度C100、耐久性100年高性能混凝土的研究[J].江苏建筑, 2011, 144:48-76.

[3]肖志湖, 孙永华, 黄沙, 等.聚羧酸高性能减水剂在高强预应力混凝土管桩中的应用[J].江西建材, 2011 (2) , 115:21-22.

[4]李晓文, 朱炎宁, 张平, 等.C80泵送混凝土在新疆地区的应用研究[J].商品混凝土, 2011, 11:61-65.

[5]郑捷.高强、超高强混凝土研制中的几个关键问题[J].商品混凝土, 2012 (6) :37-39.

高强高性能混凝土技术 篇4

关键词:预应力管桩;液压法

中图分类号:TU528.571 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)30-0026-02

高强度预应力混凝土管桩代号为PHC(简称PHC管桩),是采用先张预应力离心成型工艺,并经过1 MPa、180 ℃左右的蒸汽养护,制成一种空心圆筒形混凝土预制构建。由于其自身具有单桩承载力高、应用范围广、沉桩质量可靠、工程造价相对便宜、机械化施工程度高、施工质量有保证等优点,而广泛应用于房屋建筑和桥梁、码头等工程中。但长期以来,预应力混凝土桩基在施工时,采用的是用柴油锤击入桩,其不仅噪音大,还伴有浓烟油污,不符合环境和文明施工的要求。在这样的情况下,采用液压法压桩,其既无噪声也对环境无任何污染,迅速代替了锤击入桩法。为此,本文主要談谈高强度预应力混凝土管桩液压法的施工技术。

1高强度预应力管桩的试验

目前,管桩的单桩竖向承载力的测试依靠静载试验和高应变试验。

1.1静载试验

管桩的单桩竖向抗压静载试验是静载试验法的一种,其主要是通过模拟实际荷载情况,采用油压千斤顶加载,得出一系列关系曲线,最后综合评定确定单桩的极限承载力。其千斤顶的加载反力装置有以下几种方法:

(1)锚桩横梁反力装置:由4根锚桩、主梁、次梁、油压千斤顶以及测量仪表等组成。锚桩、反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2倍～1.5倍。

(2)压重平台反力装置:由支墩、钢横梁、钢锭、油压千斤顶及测量仪表等组成。压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍;压重应在试验开始前一次加上,并均匀稳固的放置于平台上。

(3)锚桩压重联合反力装置:当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时,横梁上放置或悬挂一定重物,由锚桩和重物共同承受千斤顶加压的反力。

但需注意一点,静载试验应在管桩的桩身与土体的结合达到设计要求的前提下方能进行。如砂类土的管桩,不应少于7 d;粉土和黏性土的,不应少于15 d;淤泥或淤泥质土的,不应少于25 d。

1.2高应变试验

高应变试验是动测法的一种,作为静载试验的补充。其是利用一定重量的重锤,在一定落距下冲击桩顶,使桩产生一定贯入度而测出单桩竖向承载力。高应变试验应在静载试验结束7 d后进行,其先在距桩顶一定距离处安装环形应变传感器和加速度传感器,然后垂直对中桩轴心,自由落下重锤锤击桩顶,使桩周土在冲击荷载下产生塑形变形,通过PDA接收、调制、A/D转换和运算,得到CASE法实测结果。在CASE测试基础上,运用实测曲线拟合法进行拟合分析,经过多次循环直到最终获得满意的拟合结果。

2压桩前的准备工作

2.1施工队资质审查

在压桩前应审查:施工队的技术力量和压桩水平;审查施工组织设计、施工压桩路线、施工进度计划,评价其可行性;审查施工技术员、焊工、记录员及开机员等是否都具备相应技术资格证和上岗证。

2.2桩机的选择

在压桩前,应根据具体工程的地质材料和设计的单桩承载力要求等,准确配备足额重量和选用相应的液压桩机。一般情况下,桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍。

2.3施工放线与定桩位

压桩前,项目管理人员应对已定好的轴线位进行复核,根据建筑物与结构桩位图逐位校核,确保放线和桩位的准确性,且符合管桩的规范要求。

2.4桩尖、桩身质量检查

首先应严格按照有关规范和设计图纸要求对所有进场的桩尖进行测量,不满足设计和管桩规范要求的应及时更换。其次,应测量所有进场管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸,及其偏差应符合规范中的规定:桩段长度L,0.7 %L～-5 %L;端部倾斜≤0.5 %D;外径D≤600 mm;壁厚不小于设计壁厚;保护层厚度±5 mm;桩身弯曲度≤L/1 000;桩端板外径0 mm～-1 mm;内径±2 mm;厚度正偏差不限,负偏差为0。最后,应仔细检查桩身的外观质量,如检查其是否粘皮麻面、内外表面是否露筋、表面是否裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情况,不符合管桩规范要求的,责令厂家退回。

3液压打桩的施工方法

3.1施工程序

液压管桩的施工程序为:测量定位→桩机就位→复核桩位→吊桩插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→桩质量检验→切割桩头→填充管桩内的细石混凝土。

3.2施工要点

(1)静力压桩单桩竖向承载力,可通过桩的终止压力值大致判断,但因土质的不同而异。桩的终止压力不等于单桩的极限承载力,要通过静载对比试验来确定一个系数,然后再利用系数和终止压力,求出单桩竖向承载力的标准值。如判断的终止压力值不能满足设计要求,应立即采取送压加深处理或补桩,以保证桩基的施工质量。

(2)垂直度控制。调校桩的垂直度是沉桩质量的关键,须高度重视。当插桩和接桩时,桩机驾驶人员在施工长的组织、指挥下,掌握好双方角度尺两个方向上都归零点,使桩机纵横方向保持水平,调整好桩的垂直度,然后开始沉桩,且在沉桩过程中要经常检查桩身垂直度。

(3)接桩控制。接桩时应检查上下节桩的轴线是否一致,其中心线偏差不得>10 mm,节点弯曲矢高不得>1 ‰桩长;上下端板是否清理干净。当下节桩的桩头距地面1 000 mm～1 200 mm时,即可进行焊接接桩。焊接接桩钢板宜用低碳钢,焊条采用E4300-4313焊条质量不低于二级。焊接时宜2名～3名焊工同时施焊,先在上节桩找正方向后,对称点焊4点～6点,焊接层数不得少于两层,内层焊渣须清理干净后方能焊外层,焊缝须刷防腐油一道且应连续饱满。为保证焊接质量,焊毕应冷却8 min后方可施压,严谨用水冷却或焊好后立即施打。焊接接桩应做好隐蔽工程验收。

(4)送桩控制。为将管桩打到设计标高,需要采用送桩器。送桩器是用钢板制作,其设计原则是打入阻力不能太大,易拔出;能将冲击力有效地传到桩上,并能重复使用。

(5)终压(即终止压桩)。应根据质监部门、设计单位、施工单位、建设单位、勘察单位及监理单位等有关部门在试桩会议中根据试桩的实际情况确定的标准进行终压。如压桩到设计桩长时,压力表的压力达到单桩承载力n倍时,即可停止压桩,否则应增加桩长,并会同设计单位另行处理。

3.3压桩线路的选定

预应力桩基施工时随着压桩段数的增多,各层地质构造土体密度随之增高,土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大,压桩所需的压入力也在增大。为使压桩中各桩的压力阻力基本接近,入桩线路应选择单向行进,不能从两侧往中间进行(即所谓打关门桩),以避免地基土在入桩挤密过程中上溢使地表升高,又不致因土的挤压而造成部分桩身倾斜,保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。

3.4管桩与承台的连接方式

由于管桩的桩头在施工的过程中均采用专用工具锯断,断口平齐,因此管桩与承台的连接不能利用桩身内的钢筋伸入承台作为连接的钢筋,而是应在桩头的桩管内填充4200 mm高的C30细石混凝土,并在混凝土中均分插入6ф14钢筋与承台连接。另外,为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作,在底板基础钢筋绑扎前,当土方开挖至设计标高露出管桩后,应清理管桩孔内的垃圾及污物,用多层板作底模,用12铁丝悬吊于孔内,钢筋按要求绑扎,混凝土中微掺UEA膨胀剂(掺量10 %),使管桩与基础相连接。

4管樁的设计及施工中应注意的事项

(1)由于管桩的造价较高,因此在设计时应根据上部荷载、工程地质条件等综合考虑,且同一工程中桩的规格、型号不应太多。

(2)管桩的单桩承载力应综合考虑地质情况和桩身强度后确定。

(3)为使各层土体能正确反映其抗剪能力,沉桩速度宜控制在l m/min左右;当地基表层中存在大块石头等障碍物时,要避免压偏。

(4)管桩身不受损坏;桩帽、桩身和送桩的中心线应重合;压同一根桩应缩短停息时间。

(5)压桩机的液压入桩有一定的垂直行程高度,开动油泵使之上移,再抱桩固定压入,循环作业。在开始的第一、二个行程,要特别注意控制桩身的垂直度。

(6)记录入桩行程深度及相应压力值,以判别入桩情况正常与否及桩的承载能力。

(7)为减少静力压桩的挤土效应,应设置袋装砂井或塑料排水板;设置隔离板桩;压桩过程中应加强邻近建筑物、地下管线的观测、监护;在打桩过程中应详细观察周围建筑物沉降或上升情况等。

(8)当出现初压时桩身发生较大幅度移位、倾斜;压入过程中桩身突然下沉或倾斜;桩顶混凝土破坏或压桩阻力剧变等情况,应暂停压桩并及时与有关单位研究处理。

综上所述,预应力管桩液压法沉桩过程非常复杂,其与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序及进度等有关。因此在施工中,应做好管桩的静载试验或高应变检测,并严格按照管桩的规范要求进行施工,只有这样,才能确保工程的施工质量。

参考文献

1 蒋志军、王建中.高强度预应力管桩静载试验与高应变试验的对比[J].四川建筑,2008.28(3)

2 《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)

Discusses the Prestressed Concrete Steel Pipe Driven in as

Piling Hydraulic Pressure Method Construction Technique

Wang Binyu

Abstract: This paper from the high strength pre-stressed steel pipe driven in as piling’s experiment, the pressure pile’s preparatory work, the hydraulic pressure cuts in line the job practice which and in the steel pipe driven in as piling design and the construction should pay attention to carry on the elaboration.

高强高性能混凝土技术 篇5

关键词：高性能,高强,混凝土,质量控制

引言

我国的体育教育主要以传授与体能锻炼为核心, 忽视对学生的兴趣引导与稳定体育情感的培养, 导致学生虽然酷爱体育, 但对之非常黯然, 甚至出现部分学生寻找借口逃避上课, 这不能不说是体育教育的悲哀。更新教学理念, 改善教学方法无疑是改变这一现状的举措之一。

针对当前我国学校体育排球教学中, 教师无法较好的营造活跃教学气氛, 在准备部分教学中无十分适合排球特点的体育游戏。结合学生大多处于被动的受支配地位, 主动参与性严重不足的现状, 设计一个适合排球专业教学的体育游戏, 并研究体育游戏在排球教学中的创编原则和组织教法的要求, 通过对在校生的教学实验来检验其影响。

1 体育游戏的概念

何谓体育游戏?体育游戏是游戏的一种。它是按一定的目的和规则进行的一种有组织的体育活动, 也是一种有意识、创造性和主动性的活动, 其基本特征是大众性、普及性和娱乐性。它以体育动作为基本内容, 以游戏为形式, 以增强学生体质为主要目的的特殊的体育活动。体育游戏可分为活动性游戏和竞赛性游戏。竞赛性游戏是活动性游戏发展的高级阶段, 如球类运动中的篮球、排球、足球、手球、乒乓球;田径运动中的接力跑、障碍跑游戏等。竞赛性游戏有规定的场地、器材和比赛时间, 有固定的成员和严格的统一规则, 具有复杂的技术和战术, 并且需要专门的训练。而活动性游戏, 则不需要专门的训练和较复杂的规则, 参加游戏的人数没有限制, 场地、器材以及比赛时间, 也没有严格的规定, 它最适合于儿童和青少年活动。

2 研究对象和方法

2.1 研究对象

我院某专业一年级1、2班全体同学94人, 实验前随机确定1班为实验班, 人数45, 2班为对照班, 人数49。对两班学生进行全面的测试和了解, 两班在相关的行为与能力方面基本处于平行水平, 无明显差异。两班学习内容、学习进度一致, 均由同一教师同一场地和相同的器材设施上课。

2.2 研究方法

2.2.1 实验法

在其他条件相同的排球教学课上, 实验班在准备部分以设计的游戏为主, 而对照班以常规教学为主。

扇形传多球比赛:在操场的平面上画若干个直径为6M的圆圈, 将学生分为6人一组。由两组各出5人, 每人各持一球沿圆圈面向圆心等距站成两个半圆, 各组分别一名无球者背对背面向本组站在圆中央。听信号开始, 各组分别由排头一次向圆圈中央的无球者传球。中央人接到球后迅速回传, 并做好一个球的准备, 当传到排尾时, 按开始方法回传至排头为一轮。

规则:a.站在圆圈中央的学生传两轮后, 与本组一人交换位置, 6人都交换一遍。先完成的组为胜。b.传球方使用排球的垫传方法。c.出现失误, 由站在圆圈边的学生捡球回来, 重新继续, 三局两胜制。

研究者对上课时的学生在参与游戏过程中的相关行为和基础部分的上课情况进行观察, 并采用测量法和记录学生的相关数据, 加以整理比较。

2.2.2 文献资料法

查阅有关体育游戏和排球教学的相关资料, 以及游戏的具体形式、内容和操作方法的文献。

3 结果和分析

3.1 体育游戏 (扇形传多球比赛) 在准备部分对学生的机能情况的影响

为了检验和测量游戏教学用于准备活动后, 对学生机能的影响, 在实验中, 通过游戏前后的测量, 记录出学生脉搏, 和询问学生对游戏教学的兴趣程度和建议。

实验表明, 实验班的学生技能状况明显好于对照班的学生, 活动兴趣高和积极热情。扇形传多球比赛符合体育游戏的特点。

体育游戏是有目的有意识的活动。任何一种体育游戏总是具有一定的目的, 或是为了传授生活和劳动的技能, 或是为了发展游戏者的体力和智力, 或是为了身体教育和娱乐。由于体育游戏是人类有意识的活动, 因而在游戏活动过程中, 人们可以创造性发展游戏的内容, 制定游戏的规则, 传授游戏的经验以及不断的创造出新游戏。体育游戏具有竞赛的因素和一定的情节, 这就增加了它的趣味性和吸引力。游戏总是受一定规则和要求制约, 规则本身有一定的教育意义, 可以调节游戏者间的关系, 使游戏得以公平、公正、安全、顺利进行。它是一种辅助教学, 提高学生中枢神经系统的兴奋性, 克服各器官的生理惰性。使机体很快进入工作状态, 同时根据不同课程、不同项目的需要, 适当的安排一些专项内容相关的游戏, 将所学的某些动作安排在游戏中, 既能达到活动的目的, 又在快乐的游戏中熟练复习, 巩固了所学的动作。

3.2 体育游戏对学生上排球课的基础部分的影响及创编原则和组织要求

排球教学中的技术特点分为:垫球、双手传球、扣球、拦网、发球。运用体育游戏进行准备活动的目的是使学生从心理上和生理上为排球课的基本部分教学做准备, 通过准备活动表现出良好的身体机能状态和心理状态, 把学生的兴奋性调节在一个适宜的状态, 因此教师在组织游戏时一定要有效的控制和调整体育游戏在身体素质练习中的运用, 身体素质练习一般动作难度小、负荷大, 比较单调, 采用游戏法练习, 可以增加趣味性, 调动学生积极性。创编和选择的游戏要符合学生的年龄特点, 游戏的动作、情节、规则和组织方法都要与学生的身体条件、认识能力和心理态度相适应。只有学生感到有兴趣的游戏, 才可能达到预期的教学效果。创编和选择的游戏要方便教学, 简单易行, 有许多好的游戏, 无论从形式或内容上都很新颖且富有吸引力, 但由于组织方法较复杂或者需要较大的场地和器材, 不能方便教学, 这样的游戏最好不要选用。体育游戏在学校体育教学中有着不可替代的健身作用, 教师要根据体育教学的各个环节的任务要求, 选择、创编一些有针对性, 适用性强的游戏方法, 对学生实施健身教育, 这也是目前学校体育教学的又一发展方向和改革途径。

4 结论

课堂是实现体育教育社会化功能的环境, 在教学中采用游戏, 让学生在无拘无束的情况下进行排球技术的练习, 有助于学生积极有效的完成教学内容, 并有利于学生的身心健康发展。

排球教学中采用游戏, 可以培养学生有效地提高其在排球教学中的注意力, 培养其观察力, 使得排球教学中存在的问题可以及早发现, 予以纠正。

在排球体育技能教学中, 正确的运用游戏法, 可以改变单一枯燥的练习方式, 提高学生学习兴趣。在变化的情况下强化动作技能, 促进动作定性的形式。

高强高性能混凝土技术 篇6

目前,混凝土中所使用的细集料仍主要是河砂。一方面,随着基础设施的大规模建设,天然河砂已难以满足需求;另一方面,出于保护环境的考虑,我国许多地方已开始限制从江河中挖掘砂石材料。在此情况下,河砂价格不断上涨,为了降低成本,越来越多的地方采用破碎石灰石生产机制砂替代天然河砂。但在石灰石破碎过程中,有大量的石屑粉产生,过量的石屑粉混杂在机制砂中对混凝土性能有不良影响。如果对石屑粉这一副产品处理不当,不仅污染环境,同时也浪费资源。

大量研究(如石灰石粉的微集料作用,石灰石粉对水泥水化的种种物理化学作用,CaCO3与水泥水化产物反应生产的新生水化相等)表明石灰石不完全是一种惰性混合材料。随着超细粉磨技术的进步,利用超细石灰石粉作为混凝土掺合料具有了更好的条件。

1 原材料及试验仪器

1.1 原材料

水泥:P.O52.5R,重庆腾辉地维水泥厂生产;

粗集料:5 mm～25 mm连续级配,歌乐山石灰岩碎石;

细集料:中砂,四川简阳;

石灰石粉:比表面积为2 000 m2/kg;

外加剂:萘系高效减水剂,重庆市建研科技有限公司。

1.2 仪器设备

KYKY-1 000B型扫描电镜。

2 试验方法

混凝土工作性能按GB 50080-2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准测试,混凝土抗压强度、抗折强度按GB 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准测试。

混凝土抗硫酸侵蚀方法设计如下:

试件规格采用10 cm×10 cm×10 cm的立方体混凝土试块,每组3块。试件成型后,先在标准养护室中养护28 d,然后移入清水中养护7 d,再在成型室中养护2 d,称出各组试件的重量,放入事先配制好的pH=1的硫酸溶液中浸泡。不同种类试件各浸泡2组,其中一组试件表面涂抹一层清漆,另一组不作处理。在做抗压试验之前,剥除试件表面清漆,以比较受压表面发生侵蚀后凹凸不平的试件与表面未被侵蚀的试件的力学性能变化。在试件浸泡的最初3 d,每天调节浸泡溶液酸度,保持pH=1。3 d后,每隔3 d调节浸泡溶液酸度。试件每隔7 d从硫酸溶液中取出,在成型室中养护2 d后,称量其重量,比较试件的重量变化,并观察试件外观变化。浸泡60 d,试件做强度试验后,剥去外层,喷上浓度为1%的酚酞溶液观察其中性化深度。试验用混凝土配合比见表1。

3 结果及讨论

3.1 石灰石粉对混凝土工作性能的影响

混凝土工作性能试验结果见表2。从试验结果可以看出,在水胶比相同时,随着石灰石粉掺量增加,混凝土的坍落度增大,坍落度保持性能提高;在保持混凝土坍落度不变时,混凝土单位体积用水量减少。

当石灰石粉磨细到一定程度时,其颗粒比水泥颗粒更细,且颗粒表面比较圆滑,与水泥相比,超细石粉需水量更小,具有良好的形态效应与填充效应。超细石灰石粉掺入混凝土时,表面致密光滑的石灰石粉颗粒分散在水泥颗粒之间,具有分散作用,与此同时,细小的石灰石粉颗粒对水泥水化过程中形成的“絮凝结构”有着解絮作用;超细石灰石粉颗粒呈球状,表面光滑,在水泥颗粒间可以发挥“滚珠”作用,增加混凝土拌合物的流动性;由于超细石粉需水量更小,因而可以减少拌合物的用水量;混凝土中部分水泥被超细石粉所取代,水泥用量降低,整个体系的水化速度随之减缓,因而也减少了坍落度的经时损失。

因此,在配制高强高性能混凝土时,掺入适量的超细石灰石粉可以减小混凝土的坍落度损失,提高坍落度保持性能,改善新拌混凝土的工作性能。

3.2 石灰石粉对混凝土力学性能的影响

超细石灰石粉掺量为5%(LS2-5组)和10%(LS2-10组)的混凝土各个龄期抗压强度均高于未掺加石灰石粉(LS-0组)的混凝土。当石粉掺量继续增加,达到20%(LS2-20组)时,除3 d强度以外,抗压强度均低于未掺加石灰石粉(LS-0组)的混凝土。当石灰石粉掺量为10%时,混凝土各龄期抗压强度远高于未掺加石灰石粉的混凝土,并高于石粉掺量为5%的混凝土。石灰石粉的掺入,改善了混凝土工作性能,在保持混凝土坍落度不变的情况下,使混凝土水胶比降低,从而使混凝土的抗压强度得到提高。当石灰石粉的掺量过多时,对混凝土的抗压强度有降低的作用。所以混凝土中石灰石粉的掺量不宜过大。

混凝土28 d抗折强度分别为8.55 MPa(LS-0组),8.85 MPa(LS2-5组),9.15 MPa(LS2-10组)和8.32 MPa(LS2-20组),与抗压强度发展规律是一致的,其中,LS2-10组抗折强度最高。

成型LS2-10组混凝土试件,在标准条件下养护56 d,再压碎,从混凝土内部随机选取无大颗粒骨料的水泥浆浸泡到无水乙醇中使其停止水化,在烘箱中(60 ℃)烘至恒重,镀一层金属膜后用扫描电镜观察其水化产物的形貌。可以看出,水泥石中生成了大量AFt,AFt为细长纤维状,C-S-H凝胶与AFt交错在一起。Monterio和Mehta从试验中发现,在石灰石质集料与水泥浆体的界面上出现了一种新生成相,使界面区变得较为密实,粘结强度提高。路平和路树标[3]在以石灰石粉作掺合料的试验中同样发现了这种新生成相即碱式碳酸钙,Ca(OH)2晶体聚集在CaCO3周围,与CaCO3发生反应,生成碱式碳酸钙。这也说明CaCO3并不是惰性材料,而是与周围介质发生了反应。

3.3 石灰石粉对混凝土抗硫酸侵蚀性能的影响

超细石灰石粉掺量分别为0,5%,10%与20%。混凝土重量损失试验结果如图1所示,各组混凝土对应龄期的重量损失随石粉掺量增加呈递减趋势。因此,用超细石灰石粉作为混凝土的掺合料,可以大大改善混凝土抗硫酸侵蚀性能。

超细石灰石粉作为混凝土掺合料时,随着掺量增加,试件耐硫酸侵蚀性能提高,强度损失、质量损失显著减小,外观破坏减轻。

4 结语

1)在配制高强高性能混凝土时,掺入适量的超细石灰石粉可以减小混凝土的坍落度损失,提高坍落度保持性能,改善新拌混凝土的工作性能。2)石灰石粉的掺入,改善了混凝土工作性能,在保持混凝土坍落度不变的情况下,使混凝土水胶比降低,从而使混凝土的抗压强度得到提高。当石灰石粉的掺量过多时,对混凝土的抗压强度有降低的作用。所以混凝土中石灰石粉的掺量不宜过大。3)用超细石灰石粉作为混凝土的掺合料,可以大大改善混凝土抗硫酸侵蚀性能。

摘要：针对超细石灰石粉作为掺合料对配制高强高性能混凝土的影响,研究分析了超细石粉对混凝土性能的影响,以实现在混凝土各项性能满足要求的情况下,合理减小坍落度,降低水胶比,改善抗硫酸侵蚀性能,从而提高经济效益。

关键词：超细石灰石粉,高强高性能混凝土,混凝土性能

参考文献

[1]P.K.Mehta.Advancements in Concrete Technology[J].Con-crete International,1999(2):40-41.

[2]刘秋美,曹建新,杨林.磷渣粉对混凝土物理性能影响的研究[J].山西建筑,2007,33(21):175-176.

高强高性能混凝土技术 篇7

C80高强混凝土在国外已有相当的研究与应用水平,如日本在20世纪70年代已能配制C80～C90的高强混凝土。美国、加拿大也在工程中应用C60～C100混凝土,最高达C120级的高强混凝土。

1 高强混凝土的特点

高强混凝土同时也是高性能混凝土。其特点主要是高强度、流动性好、可泵性好、低坍落度损失、耐久性好。

1)低水胶比。水胶比的大小直接控制着混凝土强度。拌制混凝土用水量的多少,直接影响混凝土的强度、耐久性和混凝土收缩性。过去使用的混凝土水胶比一般不小于0.5;但高强混凝土的水灰比一般低于0.35,而像C80及其以上级别的高强度混凝土水胶比则要更低。2)高效减水剂。高强混凝土的强度对水灰比的少许变化都非常敏感。即使这样低的水灰比,仍可使混凝土的坍落度达到可以泵送的程度。而实现如此低的水灰比全赖于高效减水剂,也正是高效减水剂的问世,才使混凝土技术跨入了一个新的时代,它使混凝土同时具有高强度和高流动性变得相当容易[2]。3)低水泥用量。高强混凝土强度的大幅度提高并不完全靠高标号水泥和增加水泥用量。国内外大量研究和实践表明,高强混凝土C50～C120所需水泥量通常在400 kg/m3～550 kg/m3之间,可通过掺加粉煤灰、磨细矿渣、硅粉等矿物掺合料来提高混凝土的强度。掺加矿物掺合料可以减少混凝土中的空隙,增加了胶凝材料的活性,明显提高混凝土的强度,同时还可以显著提高混凝土的抗渗、抗冻、抗腐蚀等性能。4)粗骨料粒径较小。试验表明,高强混凝土的破坏面通常穿过石子和水泥浆,而不是绕着骨料表面。因此,骨料对高强混凝土的强度起着决定性的控制作用,其强度上限往往是由骨料决定的。骨料是一种非均质的脆性材料,骨料颗粒愈大愈可能存在更多的内部缺陷,故其尺寸愈大强度愈低。而较小的骨料内部无缺陷,且能够增加与水泥浆的粘结面积,界面受力比较均匀。据试验资料,骨料最大粒径为12 mm～15 mm时获得最高的混凝土强度。所以,高强混凝土的骨料最大粒径一般限制在20 mm以下,最大不超过25 mm,且宜采用连续级配。

2 C80高强混凝土的配制技术

本试验立足于安徽原产地材料,通过对骨料的优选,在掺加高效减水剂和复合矿物掺合料的情况下,配制出强度高、工作性能优异、耐久性能好而成本相对较低的混凝土。

3 原材料选择

1)水泥。采用海螺牌P.O42.5普通硅酸盐水泥。2)骨料。本次试验采用的细骨料为淮滨中砂,质地坚硬,级配良好,细度模数为2.9,含泥量为0.5%;粗骨料选用怀远花岗岩,骨料为5 mm～25 mm的连续级配,针片状含量2.6%,含泥量0.6%,压碎指标6.8%。3)外加剂。用于配制高强混凝土的高效减水剂除满足减少用水量,降低水胶比,大幅度提高强度外,还应能消除水泥、掺合料之间由于表面张力而产生的互锁效应,较好地分散掺合料和水泥颗粒,使其不易絮结成块,增加混凝土的流动性。选用淮南矿业集团合成材料有限责任公司生产的NF高效能减水剂。4)磨细掺合料。双掺粉煤灰和磨细矿渣,粉煤灰采用平圩电厂生产的Ⅰ级粉煤灰,磨细矿渣采用合肥钢铁集团精建材有限公司生产的磨细矿渣,比表面积为3 800 cm2/g。

4 C80混凝土配合比试验

1)试配强度。

根据混凝土配合比设计规程,C80混凝土的配制强度按90 MPa设计,强度保证率为100%。

2)水胶比。

配制C80高强高性能混凝土必须采用低水胶比。在试配中我们认为水泥和掺合料的用量不宜过大,水泥用量不宜超过450 kg/m3,磨细矿物掺合料用量不大于150 kg/m3。为保证混凝土和易性,水胶比采用0.25～0.27,太小保证不了混凝土的坍落度,太大混凝土强度无法保证。

3)高效减水剂对C80混凝土强度的影响。

该高效减水剂不仅能增大混凝土拌合物的坍落度,还能减少混凝土拌合物坍落度的经时损失,保证混凝土良好的施工可操作性。经试验比较,掺量分别为1.5%,1.6%,1.8%时对C80混凝土的和易性进行对比(见表1)。和易性和强度均以1.8%最佳,所以减水剂选用掺量为胶结料重量的1.8%为宜。

4)C80混凝土配合比(见表2)。

5 C80混凝土的物理力学性能

1)混凝土的抗压强度(见表3)。

从表3可以看出,C80高强混凝土的早期强度发展较快,3 d可达28 d强度的63.7%,7 d强度为28 d强度的76.9%,28 d强度达到设计强度,60 d和90 d强度均有不同程度增长。

2)抗拉强度。用两组6个100 mm×100 mm×100 mm的试件在万能试验机进行劈裂抗拉试验,破坏荷载平均值为67 kN。经公式计算(乘以尺寸换算系数0.85)得到fts=5.69 MPa。

3)轴心抗压强度。试验采用100 mm×100 mm×300 mm的试件,测得C80混凝土的轴心抗压强度为81.7 MPa,略小于立方体抗压强度。

4)弹性模量。用100 mm×100 mm×300 mm的试件,采用应变片和应变仪来测量应变。测得的C80混凝土的弹性模量Ec=4.02×104 MPa,相对于普通混凝土,其弹性模量较高,说明混凝土强度越高,Ec值也越大。

6结语

在原材料因地制宜的情况下,通过优选骨料、掺加高效减水剂、双掺粉煤灰和磨细矿渣掺合料,得到了C80的优化混凝土配合比,配制的混凝土具有良好的和易性,保证了混凝土的施工质量。同时对C80高强高性能混凝土的物理力学性能进行了试验,与普通混凝土相比较,各性能均在不同程度上有所提高。

参考文献

[1]陈肇元,朱金铨,吴佩刚.高强混凝土及其应用[M].北京:清华大学出版社,1992.

[2]朱清江.高强高性能混凝土的研制及其应用[M].北京:中国建材工业出版社,1999.

高强高性能混凝土技术 篇8

高性能混凝土 (High Performance Concrete, 简称HPC) 是一种体积稳定性好, 具有高耐久性, 高强度与高工作性能的混凝土。

1 力学性能

1.1 高强混凝土的力学性能

1) 抗压强度、抗拉强度。有实验表明:高强混凝土的强度增长较快, 一般3 d达到28 d强度的60%以上, 7 d达到85%左右。由图1可见, 高强混凝土比普通混凝土早期强度增长更快, 一方面是由于掺加高效减水剂所具有的分散作用有利于水泥水化反应的进行;另一方面是由于高效减水剂一般均具有早强的性能。抗拉强度随抗压强度的增长而提高, 但是提高幅度比抗压强度小。

2) 弹性模量。高强混凝土的弹性模量较高, 按标准试验方法的试验结论知, 高强混凝土的弹性模量随着强度的提高而有所增长, 但是增长幅度小于强度增长幅度。现阶段我国对C50～C80的高强混凝土取弹性模量值在3.45×e4 MPa～3.9×e4 MPa之间, 较国外高。

1.2 高性能混凝土的力学性能

1) 抗压强度、抗拉强度。试件在最大湿度中养护一段时间后取出晾干比试件在最大湿度中连续养护的抗压强度大。即随着混凝土试件中含水量均匀的增加, 试件的抗压强度会降低, 反之, 试件的抗压强度会增加。而且抗压强度随时间显著增长, 见图2。并且, 抗拉强度也会随着抗压强度的提高而提高。

2) 弹性模量。混凝土的弹性模量与水泥胶体的性能, 骨料的刚度, 以及确定模量的方法等有着密切的关系。高性能混凝土基于附加粘结性材料的水泥, 低水灰比和精选的骨料等, 这些特性对弹性模量的影响是相当大的。

2高强、高性能混凝土的抗渗性能

2.1高强混凝土的抗渗性能

高强混凝土的渗透系数极低, 因此有着很好的抗渗性。采用双掺硅灰和高效减水剂的方法, 可以配制出强度较高、抗渗透性能极为优异的混凝土。

2.2高性能混凝土的抗渗性能

实验中制作了三组试件。试验从水压为0.1 MPa开始, 以后每隔8 h增加水压0.1 MPa, 直至4.3 MPa, 恒压8 h, 无一试件透水, 停止试验后劈开试件测定平均透水高度。基准混凝土透水高度为40.0 mm, 而掺有硅灰或硅灰和磨细矿渣复合掺加的混凝土的透水高度仅为14.0 mm和12.5 mm, 仅为基准混凝土的35%和31.0%, 这表明掺入硅灰或硅灰和磨细矿渣复合掺加的高性能混凝土具有很好的抗渗性。

3混凝土的裂缝

3.1混凝土裂缝产生原因

1) 混凝土的自身收缩和干燥收缩。混凝土自身收缩从混凝土的凝结开始, 主要是混凝土凝结后的前几天。自身收缩是由于水泥水化造成的, 水泥越细、水泥用量越大、环境条件越干燥, 混凝土的自身收缩越大。混凝土的干燥收缩是混凝土凝结后在干燥的空气中, 因混凝土由表及里持续失水而引起的, 由于混凝土表面收缩大, 内部收缩小, 致使混凝土表面受拉, 内部受压, 当混凝土表面拉应力大于混凝土的抗拉强度时, 混凝土将产生裂缝。

2) 混凝土的塑性收缩。混凝土的塑性收缩是混凝土浇灌后至凝结前产生的收缩。其主要原因也是混凝土表面水分的蒸发骨料粒径越大, 混凝土的塑性收缩将越大。

3) 混凝土的温度收缩。由于高强、高性能混凝土水泥用量大, 水化热高, 混凝土内部温度将升高, 由于构件非绝热状态, 混凝土的温度将降低, 混凝土温度收缩, 当收缩产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度时, 混凝土将开裂。

3.2预防高强、高性能混凝土开裂的措施

1) 严格选择原材料。2) 通过反复试验, 优化配合比。3) 掺加一定量的粉煤灰、混凝土膨胀剂, 以补偿收缩。4) 夏季对骨料、水等进行降温措施, 降低混凝土入模温度。5) 对骨料在搅拌前浇水, 使骨料饱水, 有利于降低混凝土的自身收缩。6) 混凝土浇筑后及时覆盖养护, 尽量早拆模板, 浇水养护, 水温与混凝土表面温差不应大于15℃, 混凝土表面始终湿润, 降低塑性收缩和干燥收缩。7) 加强混凝土的测温, 及时采取保护措施, 以利于混凝土的均匀降温。8) 对混凝土板及时浇水并用薄膜覆盖。9) 尽量避免直接使用钢模板。

4混凝土的施工工艺

4.1高强混凝土的施工工艺

1) 快速施工。由于高强混凝土坍落度损失快, 必须在尽可能短的时间内施工完毕, 保证1 h内完成。2) 密实性对混凝土的强度至关重要。在施工过程中为保证混凝土的密实性, 要采用高频振捣器, 根据结构截面尺寸分层浇筑, 分层振捣。3) 不同强度等级混凝土交汇处的施工宜先浇筑高强混凝土, 然后再浇筑低等级混凝土, 也可以同时浇筑。

高性能混凝土的施工工艺

1) 高性能混凝土中由于掺加了粉煤灰和硅粉, 和易性较好, 不易产生离析的现象, 同时由于混凝土中的各种成分之间粘结能力比普通混凝土增强, 以及由于掺加了多种外掺料, 在不同温度下混凝土的坍落度损失亦不同。因此混凝土浇筑时要根据现场施工温度选择适宜的混凝土坍落度, 提供给拌合站进行调整。2) 混凝土浇筑过程中, 要按普通混凝土施工要求进行。因为高性能混凝土掺加了粉煤灰、硅粉, 泌水率减小, 不易出浆, 故应加强表面混凝土的振捣工作。3) 混凝土浇筑完毕后要立即进行收面4) 强度等级不相同的混凝土交汇处, 应先浇筑等级高的混凝土, 严禁低等级的混凝土流入高等级的混凝土中。

5混凝土的应用和研究现状

5.1混凝土的应用

高强混凝土是高层建筑底部柱子和剪力墙的理想材料, 利用高强、高性能混凝土的高强、早强和高变形模量的特点, 来减小高层建筑底层剪力墙、柱子的截面尺寸, 增加建筑使用面积, 扩大建筑物的柱网间距, 改善建筑使用功能。

现代高强、高性能混凝土的应用已遍及桥梁工程、房建工程港口海洋工程、地下工程等各个土建工程领域。

混凝土的研究现状

5.2.1高强混凝土的研究现状

高强混凝土最核心的技术是高强混凝土配制, 因而也是高强混凝土技术发展的标志技术。国际上配制高强混凝土所采用的方法多种多样。

目前国际上配制高强混凝土所能达到最高技术水平:意大利学者采用“高硅水泥+玄武岩集料+富配比+低水灰比+最佳骨料级配+蒸压养护”的技术路线得到了抗压强度高达300 MPa的超高强混凝土。挪威的OddE.Gjorv用高质量的陶瓷集料代替矿物集料, 将混凝土的抗压强度由230 MPa提高到460 MPa。与国际技术水平相比, 我国配制高强混凝土的技术落后于世界先进水平, 尤其是高效减水剂技术至今未有重大突破。

5.2.2高性能混凝土的研究现状

能混凝土;机敏型高性能混凝土;普通混凝土的高性能化。2) 高性能混凝土的主要研究对象:高性能混凝土主要是由掺合料、减水剂和耐久性三方面的研究组成。

在混凝土中使用超细矿物掺合料必须加入减水剂。目前国内外常用的萘系、蜜胺系、木质素类减水剂都不同程度地存在较严重的坍落度损失问题。目前我国用于配制高性能混凝土的减水剂多为萘系高效减水剂与缓凝剂、引气剂复合的高性能减水剂, 减水率偏低、混凝土流动性损失过快等现象较严重。

6结语

以上简要介绍了高强混凝土与高性能混凝土在力学性能、抗渗性能、裂缝以及施工工艺等方面的特点, 体现出了这两种混凝土之间的异同和各自的优缺点;同时, 对这两种混凝土目前的应用和研究现状作了介绍。因此, 可以预见:由于这两种混凝土在性能上的无比优异性, 满足了现代建筑的需求, 必定会得到更大范围的推广和应用, 真正成为21世纪的混凝土。

参考文献

[1]张晓东, 仲伟群.高强混凝土的力学性能[J].哈尔滨建筑大学学报, 2008, 10 (20) :13-15.

[2]王臻玉, 许丹毅, 张立勇, 等.高强混凝土的抗渗性试验研究[J].新型建筑材料, 2007, 34 (9) :10-12.

[3]苏传菊, 孙养俊.高强高性能混凝土配合比设计技术研究[J].铁道建筑, 2008, 12 (9) :20-22.

[4]王子英, 张盼吉.高性能混凝土的耐久性[J].山西建筑, 2008, 34 (2) :183-184.

[5]雷颖占.高强混凝土的研究现状及发展趋势[J].工程建设与设计, 2007, 12 (34) :56-58.

高强高性能混凝土技术 篇9

1. 高强高性能混凝土主要的优缺点

(1) 高强混凝土的早期强度高, 但后期强度增长速度比普通混凝土要慢得多。

(2) 高强混凝土由于强度高, 故抗渗、抗冻、抗碳化、抗腐蚀等耐久性指标比普通混凝土都要高, 从而可以大大地提高建筑物的使用年限。

(3) 由于高强混凝土强度高, 因此, 构件截面尺寸可大大缩小, 从而可以改变“梁柱肥大”而不美观的问题, 既可以减轻建筑物的自重, 还可以增加建筑物的使用面积。

(4) 由于高强混凝土的密实度好, 抗渗、抗冻、抗压等耐久性指标均优于普通混凝土, 因此, 高强混凝土除高层建筑工程和大跨度工程外, 还可以广泛用在铁路、公路、桥梁 (隧道) 、海港、码头工程, 它耐海水侵蚀和冲刷的能力也大大高于普通混凝土, 可以延长使用年限。

(5) 高强混凝土强度比较高, 由于水泥用量大而产生的水化热急剧加大, 使混凝土内外温差过高, 容易产生裂缝, 其次强度越高, 干缩也较大, 混凝土易脆、易开裂。

(6) 高强混凝土在低水灰比的情况下, 坍落度很小, 有时甚至没有坍落度, 其成型和振捣特别困难, 特别是C80等级以上混凝土, 无法在现浇混凝土施工中广泛运用。

(7) 绝大部分建筑工地离混凝土搅拌站距离很远, 要把混凝土从搅拌站运送到工地上需要很长时间。混凝土在运输的过程中, 其坍落度随时间的增加而减小, 如何保证坍落度是发展和使用高强高性能混凝土的一个障碍。

(8) 高强度混凝土的可泵性比普通混凝土要差。

(9) 高强度混凝土的养护时间要比普通养护要长一些, 最好7～14天。

2. 高性能混凝土的配合比

(1) 高性能混凝土的配备原则

(1) 水泥:52.5Mpa级硅酸盐水泥, 实测28d强度为59.1Mpa。

(2) 细骨料:河砂, 级配良好, 表观密度2.62/om3, 堆积密度1490kg/m3, 细度模数2.85, 含泥量0.9%。

(3) 粗骨料:花岗岩碎石, 最大粒径DM分别为10.0mm和31.5mm, 均为连续级配, 表观密度2.63g/cm3, 含泥量分别为0.36%和0.31%。

(4) 复合超细粉:粉煤灰60%+矿渣40%, 比面7250cm2/g。

(5) 外加剂:缓凝剂为葡萄糖酸钠;高效减水剂, 减水率为25%-30%。

(2) 高性能混凝土的应用范围

随着材料科学的不断发展, 耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。高性能混凝土具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能, 早期强度高, 韧性高和体积稳定性好, 在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。高强混凝土的配制技术要求较严格, 对各种原材料质量和用量均有较严格要求。

(3) 要想获得优质的高强混凝土, 首先必须对原材料进行优选。其次, 一些在普通情况下不太敏感的因素, 在低水灰比的情况下变得相当敏感, 必须对各种原材料及外加剂的用量应合理选取、仔细计算。最后, 设计结果一定要进行试拌验证, 确保在实际施工时拌和物的工作上满足实际要求。目前, 高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造, 包括长大跨桥梁所用的拌和物。它们主要用于主梁、墩部和墩基, 硅粉混合水泥。

(4) 另外, 由于高性能混凝土可以显著降低结构的重量、提高受弯构件刚度, 在预应力结构中则可施加更高的预应力值, 并可利用早强特点提高张拉。并且, 高性能混凝土还具有较强的抵抗大气环境作用和化学物质侵蚀的能力以及耐磨能力, 可以广泛应用于露天工程或地下工程以及道路桥梁工程当中。

3. 结束语

随着我国国民经济的不断发展, 大力推广和发展高强高性能混凝土是建设工程发展的必然趋势, 对有效降低工程成本、缩短建设工程工期、提高建筑物的使用年限等有着重要的意义。

利用高强混凝土密度大、强度高的特点, 可用作建造承受冲击和爆炸荷载的建 (构) 筑物, 如原子能反应堆基础等。利用高强混凝土抗渗性能强和抗腐蚀性能强的特点, 建造具有高抗渗和高抗腐要求的工业用水池等。高强高性能混凝土逐步将在建筑工程、市政工程、铁路工程、公路工程、港口、机场、大跨度及预应力结构、水利等工程中的应用将越来越广泛, 随着混凝土强度等级的不断提高, 我相信在不久的将来高强混凝土C60-C80一定将会普遍得到使用, 而C80以上的混凝土将在一定的范围内可以得到使用。

参考文献

[1]迟培云, 李余波, 杨书.现代混凝土技术[M].上海:同济大学出版社, 1999

[2]浦心诚.超高强高性能混凝土[M].重庆:重庆大学出版社, 2004