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第一條、材料名稱、規(guī)格、單位、數(shù)量、單價(jià)
第二條、材料應(yīng)符合下列第_________項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(包括質(zhì)量要求)。
1、國家標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)號 。
2、地方標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)號 。
3、雙方約定的附加技術(shù)要求(見附件)。
第三條、計(jì)量方法
國家或主管部門有規(guī)定的,按規(guī)定執(zhí)行;無規(guī)定的,雙方約定為: 。
第四條、包裝標(biāo)準(zhǔn)和包裝物的供應(yīng)與回收
對于包裝標(biāo)準(zhǔn),國家或主管部門有規(guī)定的,按規(guī)定執(zhí)行;無規(guī)定的,雙方約定為:_____ 無 ____。 對于包裝物,除國家規(guī)定由甲方供應(yīng)的以外,應(yīng)由乙方負(fù)責(zé)供應(yīng);包裝物的回收為:_____ 無 ____。
第五條 交貨方法、運(yùn)輸方式、到貨地點(diǎn)
1、交貨方法:_____ ____。
2、運(yùn)輸方式:_____ ____。
3、交貨地點(diǎn):____ ___。
4、甲方應(yīng)提前_________小時(shí)以(書面/電話)方式向乙方提出供貨需求;交貨完畢雙方應(yīng)簽字確認(rèn)。
第六條、驗(yàn)收方法
1、甲方應(yīng)在貨到24小時(shí)內(nèi)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。
2、經(jīng)驗(yàn)收不合格的,甲方有權(quán)拒收并退回乙方。
3、甲方因使用、保管不善等造成產(chǎn)品質(zhì)量下降的,應(yīng)自行承擔(dān)相關(guān)責(zé)任。
第七條、價(jià)款結(jié)算及支付
1、價(jià)款的結(jié)算依據(jù):雙方簽字確認(rèn)的磅單或簽字蓋章的對賬單。
2、價(jià)款的支付方式:___ ______。
3、價(jià)款的支付時(shí)間:_____ ____。
4、在供貨過程中,如甲方不能按合同約定期限支付價(jià)款,乙方可中止供貨,但應(yīng)提前5日通知甲方。
第八條、違約責(zé)任
1、甲方未按本合同約定給付價(jià)款的,自應(yīng)付價(jià)款之日起按銀行同期貸款利率向乙方支付所欠價(jià)款的利息。
2、甲方未按合同約定履行其他義務(wù)的,應(yīng)按_________向乙方支付違約金;給乙方造成損的,還應(yīng)承擔(dān)賠償責(zé)任。
3、乙方未按合同約定履行義務(wù)的,應(yīng)按_________向甲方支付違約金;給甲方造成損失的,還應(yīng)承擔(dān)賠償責(zé)任。
4、因不可抗力原因致使本合同不能繼續(xù)履行或造成的損失,甲、乙雙方互不承擔(dān)責(zé)任;因不可抗力原因而終止合同造成的損失,由雙方協(xié)商承擔(dān)。
第九條、爭議解決方式
本合同項(xiàng)下發(fā)生的爭議,由雙方當(dāng)事人協(xié)商解決或向_________申請調(diào)解解決;協(xié)商或調(diào)解解決不成的,按下列第_________種方式解決:
1、向_________人民法院提起訴訟;
2、向_________仲裁委員會(huì)提起仲裁。
中圖分類號:TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)08(a)-0039-02
混凝土的凍融破壞是我國建筑物老化病害的主要問題之一,是我國東北和西北嚴(yán)寒地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)的主要病害 。尤其在東北嚴(yán)寒地區(qū),興建的水工混凝土建筑物,幾乎100%工程局部或大面積遭受不同程度的凍融破壞,這些地區(qū)較大的晝夜溫差,導(dǎo)致一些水工混凝土遭受頻繁的凍融循環(huán)作用,大量水渠、溢流壩等水工混凝土工程建成幾年后,混凝土就被大面積凍壞、剝落,嚴(yán)重影響了建筑工程的長期使用和安全運(yùn)行[1]?;炷辽a(chǎn)單位在設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí),主要依據(jù)是現(xiàn)行的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),而標(biāo)準(zhǔn)未強(qiáng)制要求的,或標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確界定的問題,往往是人們易于疏忽的問題。為此該文從混凝土原材料控制中,工程人員易于疏忽的問題進(jìn)行較為深入的梳理,探討如何提高混凝土的抗凍性。
1 原材料
1.1 水泥細(xì)度
水泥作為混凝土膠凝材料,其質(zhì)量的好壞在很大程度上決定了混凝土性能的優(yōu)劣。為增強(qiáng)混凝土耐久性,應(yīng)選用早期強(qiáng)度高、抗凍性能好的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。
水泥進(jìn)廠檢測除常規(guī)的檢測復(fù)檢外,還應(yīng)關(guān)注水泥的細(xì)度,水泥的細(xì)度是影響混凝土性能的關(guān)鍵因素。通常水泥的顆粒越細(xì),比表面積越大,早期的水化越快,早期強(qiáng)度越高。水泥細(xì)度小,水化反應(yīng)平緩,混凝土后期強(qiáng)度高。從混凝土耐久性方面考慮,我們在選用水泥時(shí),要更加注重后期強(qiáng)度增長。研究表明在干濕循環(huán)條件下,水泥細(xì)度的提高,混凝土動(dòng)彈性模量損傷程度增加,造成混凝土結(jié)構(gòu)的提早裂化,降低混凝土抗?jié)B、抗凍性能[6-7]。鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB10424-2010中明確要求水泥比表面積在300~350 m2/kg之間。因此合理水泥細(xì)度也是混凝土耐久性的有力保證。
1.2 粗骨料的空隙率及尺寸效應(yīng)
骨料在混凝土中約占70%~80%,是組成混凝土的骨架,粗骨料的最大粒徑、顆粒級配、形狀等對混凝土強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性、耐久性等性能產(chǎn)生重要影響。粗骨料的顆粒級配越好,空隙率越小,混凝土越密實(shí),缺陷及裂縫出現(xiàn)的幾率越小,混凝土的抗凍性能也就越佳。通常對于抗凍混凝土的空隙率控制在44%以下。
粗骨料尺寸對混凝土的性能影響較大,特別是高性能混凝土更甚。國外有研究表明,對大多數(shù)巖石來說,如果把最大粒徑減小到10~15 mm,通??梢韵橇系膬?nèi)在缺陷。對高性能混凝土,我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定不超過25 mm[2-3]。國外一般認(rèn)為其最大粒徑不宜超過10 mm。但是當(dāng)碎石粒徑過小時(shí),碎石的比表面積增大,混凝土砂率升高,潤濕碎石的水及包裹碎石的水泥漿增多,這又會(huì)引起混凝土干縮變大,容易出現(xiàn)收縮裂縫。因此抗凍混凝土的碎石粒徑不宜大于25 mm[4]。
1.3 引氣劑氣泡參數(shù)
混凝土的抗凍性能與混凝土的孔結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系,在混凝土中孔是水存在的空間,而引氣劑的氣泡性能參數(shù)直接影響使用效果。
不同品種的引氣劑對混凝土孔結(jié)構(gòu)形成的影響是不同的,因而對混凝土強(qiáng)度、滲透性、耐久性等的影響也是不同的。在某種意義上,孔的結(jié)構(gòu)和孔徑比孔隙率對混凝土宏觀性能的影響更重要。吳中偉院士將混凝土孔徑分為4級,即無害孔級(孔徑2 000 μm)。可見氣泡平均半徑對混凝土的性能的影響是巨大的,對混凝土的抗壓強(qiáng)度影響尤甚。工程實(shí)踐及理論研究表明[5],混凝土生產(chǎn)中應(yīng)選擇氣泡泡經(jīng)在20~200μm且均勻穩(wěn)定的引氣劑。
混凝土摻入引氣劑后,混凝土的抗凍融耐久性得以改善,除要達(dá)到一定的含氣量外,氣泡間隔系數(shù)是影響混凝土抗凍耐久性的最重要因素。在一定的含氣量下,混凝土的抗凍性能取決于氣泡間隔系數(shù)和氣泡數(shù)量,氣泡間隔系數(shù)越小,氣泡數(shù)量越多,混凝土的抗凍性能就越好。
1.4 纖維的使用
大量試驗(yàn)研究表明,對有抗凍融要求的混凝土,在不使用引氣劑的條件下,加入適量的纖維也能使混凝土具有優(yōu)良的抗凍融性能。目前生產(chǎn)中使用的纖維主要有聚丙烯纖維、聚丙烯晴纖維、纖維素纖維及鋼纖維。為保證纖維能均勻地分布于混凝土中,纖維長徑比不應(yīng)大于100,一般為30~80。纖維的摻量一般為混凝土體積率的0.5%~2%?;炷林屑尤肜w維后,能夠改善混凝土的孔結(jié)構(gòu),并且纖維均勻分散在混凝土中形成一種亂向支撐體系。分散了混凝土的定向應(yīng)力,阻止了混凝土原生裂縫發(fā)生和發(fā)展,大大提高了混凝土抗?jié)B、抗裂、抗凍能力。
2 結(jié)論
(1)水泥的細(xì)度是影響混凝土性能的關(guān)鍵因素。水泥細(xì)度的提高,混凝土動(dòng)彈性模量損傷程度增加,造成混凝土結(jié)構(gòu)的提早裂化,降低混凝土抗?jié)B、抗凍性能。合理水泥細(xì)度也是混凝土耐久性的有力保證。水泥的比表面積以不大于350 m2/kg為宜。
(2)骨料在混凝土中約占70%~80%,是組成混凝土的骨架,對于抗凍混凝土的空隙率控制在44%以下,粒徑不宜大于25 mm。
(3)有抗凍融要求的混凝土,在不使用引氣劑的條件下,加入適量的纖維也能使混凝土具有優(yōu)良的抗凍融性能。纖維改善混凝土的早期內(nèi)部缺陷,提高了混凝土的抗拉極限應(yīng)變和斷裂能。因而,有益于降低混凝土低溫環(huán)境下強(qiáng)度的損失和提高混凝土的抗凍融耐久性。
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[正文]混凝土(由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合人造石材)造價(jià)較低,是土建工程結(jié)構(gòu)中的首選材料,廣泛的應(yīng)用于工業(yè)與民用的土建工程、水利工程、地下工程、公路、鐵路、橋梁等工程中。
普通的混凝土材料是由膠結(jié)材料(石灰、水泥)、細(xì)骨料(砂子)、粗骨料(石子)和水 按一定比例配制,經(jīng)攪拌振搗成型,在一定條件下養(yǎng)護(hù)而成的具有一定強(qiáng)度特性的人工建筑材料。過去,由于人們過分注重于混凝土的力學(xué)性能,把精力主要集中在如何提高混凝土的強(qiáng)度上,而用高壓強(qiáng)度的比例關(guān)系來代表其性能的優(yōu)劣,對混凝土的耐久性則不夠重視,從而導(dǎo)致了部分工程結(jié)構(gòu)的開裂,甚至崩塌,此外,由于普通混凝土材料本身的耐久性不高,致使混凝土建筑工程的維修費(fèi)用急劇增大,所以如何延長混凝土材料的使用壽命,提高混凝土的性價(jià)比,發(fā)展新型高性能的混凝土材料勢在必行。
一、高性能混凝土概述
混凝土技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展,現(xiàn)在新型外加劑和膠凝材料的出現(xiàn)使既有良好的工作性,又有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐久性能的混凝土的生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。高性能混凝土(High Performance Concrete),簡稱HPC。HPC的應(yīng)用將對混凝土建筑施工技術(shù)和混凝土結(jié)構(gòu)性能起重要作用,日益受到國際材料界和工程界的重視。
HPC組成材料包括水泥、粗細(xì)集料、多種礦物摻合料、水和超塑化劑,其組成和配比要比普通混凝土復(fù)雜,要求也高得多。HPC的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:
(1)由于HPC的高強(qiáng)(60Mpa~100MPa)和超高強(qiáng)(≥100MPa)特性,可使混凝土結(jié)構(gòu)尺寸大大減少,從而減輕結(jié)構(gòu)自重和對地基的荷載,并減少材料用量,增加使用空間,大幅度的降低工程造價(jià)。
(2)由于HPC具有高工作性,可以減輕施工勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約施工能耗。
(3)HPC的高耐久性可增加對惡劣環(huán)境的抵御能力,延長建筑物的使用壽命,減少維修費(fèi)用及對環(huán)境帶來的影響,具有顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
二、高性能混凝土的特性
1.新拌混凝土的工作性
新拌混凝土的工作性是一個(gè)綜合指標(biāo),如流動(dòng)性、可泵性、填充性、均勻性等。HPC要求新拌混凝土具有大流動(dòng)性(坍落度20cm~25cm)及流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失小,以滿足混凝土集中攪拌、運(yùn)輸、泵送、澆注的工藝要求。甚至在澆注時(shí)要求混凝土不振搗自流平,即好的填充性。最終得到均勻穩(wěn)定的混凝土。這些要求是普通混凝土難以滿足的。與普通混凝土相比,HPC的組分復(fù)雜,多種摻合料與超塑化劑配合使用,其目的是通過這些組分來調(diào)整性能。其中最關(guān)鍵的技術(shù)之一是超塑化劑及其組成。單一成分的超塑化劑(如萘系和三聚氰胺系高效減水劑)雖然對水泥漿有強(qiáng)的分散作用,減水率高達(dá)18以上,但并不能滿足HPC對工作性的全部要求。因?yàn)閱我怀煞值某芑瘎⊿P)難以解決坍落度損失、離析分層等問題。因此,必須將高效減水劑與緩凝劑、引氣劑、穩(wěn)定劑等組成復(fù)合超塑化劑(CSP)才能較全面滿足HPC對工作性的要求。
2.硬化混凝土的性能
現(xiàn)代建筑向高層化、大跨度方向發(fā)展,因此促進(jìn)了高強(qiáng)HPC的研究和開發(fā)。在高層建筑中,混凝土強(qiáng)度是對應(yīng)于柱子的軸力。可以說建筑物的層數(shù)是由所使用的混凝土強(qiáng)度來決定的。25~30層的建筑物要使用強(qiáng)度標(biāo)號C35~C45的混凝土,30~35層要C45~C50,更高層的建筑就需要更高強(qiáng)的混凝土,如60層需用100MPa。目前建筑物設(shè)計(jì)和施工以30~35層(高度約100m)居多。因此,更高強(qiáng)度的HPC是目前研究和今后發(fā)展的方向,而大量使用的強(qiáng)度標(biāo)號是C40混凝土。在此情況下,配合比設(shè)計(jì)可以參照普通混凝土的方法,但是主要組成材料和性能應(yīng)滿足HPC的要求。HPC可能比普通混凝土要耐久得多,這是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)配合比時(shí),就考慮到耐久性問題。特別是早期下沉和硬化收縮小、干縮小、水化放熱低,因而提高了混凝土抗裂縫能力,無初始結(jié)構(gòu)缺陷。硬化后的混凝土密實(shí)、滲透性低。這些都使混凝土抵抗外部因素的能力得到提高,最終得到耐久性好的混凝土。
三、高性能混凝土的應(yīng)用與研究
每年工程上混凝土的用量非常之大,工程規(guī)模大、耗資大、應(yīng)用范圍廣,作為現(xiàn)代工程主要材料的地位依然不被撼動(dòng)??v觀混凝土技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程,其發(fā)展主要遵循復(fù)合化、高強(qiáng)化、高性能化三大技術(shù)路線長期以來,人們過分注重于混凝土的力學(xué)性能,主要集中在提高混凝土的強(qiáng)度上,以搞壓強(qiáng)度的比例關(guān)系來代表其性能的優(yōu)劣,而對影響混凝土耐久性則重視不夠,從而導(dǎo)致了許多工程結(jié)構(gòu)的開裂,甚至崩塌。例如,1980年3月,北海Stavanger近海鉆井平臺Alexander Kjell號突然破壞;烏克蘭境內(nèi)的切爾諾貝利核電站的泄漏;日本的一些鋼筋混凝土橋梁,投入不到20年因不能使用而被炸毀;遼寧盤錦遼河大橋的斷毀等等。此外,由于混凝土耐久性不高,致使混凝土工程的維修費(fèi)急劇增大。如何延長混凝土的使用壽命,發(fā)展高性能混凝土勢在必行。
2001年10月用高性能混凝土成功澆搗的航站樓工程第一塊大面積樓板,為澆筑量約8003m的主樓南區(qū)二層樓板。該樓板呈長條型,寬約20m,長約80m,厚500mm,澆筑前沿樓板長度方向由南往北布置2條施工泵管,分別提供泵送混凝土。施工澆筑時(shí),投入混凝土生產(chǎn)線2條、混凝土攪拌車22臺、混凝土泵機(jī)2臺,施工用時(shí)14h,施工過程順利。其后,在檢查認(rèn)可了這種新型混凝土抗裂性以及總結(jié)了它的施工養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,陸續(xù)澆搗了其它的大面積樓板,整個(gè)航站樓施工補(bǔ)償收縮纖維混凝土總量超過4萬方。經(jīng)檢驗(yàn),所有應(yīng)用補(bǔ)償收縮纖維混凝土施工的樓板強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求,沒有發(fā)現(xiàn)任何明顯的肉眼可見裂縫,抗裂效果得到各方認(rèn)可和好評。
隨著高性能混凝土的優(yōu)越性不斷地得到認(rèn)可,混凝土應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步,城市建設(shè)速度的加快,高性能混凝土獲得了迅速發(fā)展。高性能混凝土在實(shí)際工程中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用,尤其是在高層建筑、大跨度橋梁、海上采油平臺、礦井工程、海港碼頭等工程中的應(yīng)用日益增多。
四、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。
在節(jié)材方面,如果能夠?qū)⒛壳笆褂玫匿摬暮突炷撂岣咭粋€(gè)強(qiáng)度等級,則可以獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。粗略計(jì)算,到2010年,僅通過推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼和高性能混凝土,就可節(jié)省大量建設(shè)資金并且同時(shí)產(chǎn)生豐厚的間接經(jīng)濟(jì)效益。另外,采用高強(qiáng)材料,可以提高施工作業(yè)效率,提高建筑質(zhì)量,延長使用年限,減少維護(hù)使用費(fèi)用,解決了建筑結(jié)構(gòu)中肥梁胖柱問題,這樣不僅能增加建筑使用面積,增大建筑使用空間,也可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加靈活,提高建筑使用功能。推廣應(yīng)用高強(qiáng)鋼和高性能混凝土,在建設(shè)階段可以節(jié)約鋼材和混凝土,減少資源和能源的消耗量,進(jìn)而減少二氧化碳、二氧化硫等有害氣體和廢渣的排放。
任何新技術(shù)、新材料的發(fā)展,都需要經(jīng)歷漫長的、反復(fù)的過程。在需要克服的諸多障礙中,首先是人們的觀念和認(rèn)識。當(dāng)前我國正處于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的,對于HPC的發(fā)展應(yīng)該是一個(gè)難得的機(jī)遇。當(dāng)然,任何發(fā)展迅速的新技術(shù),都必定給相關(guān)的業(yè)界帶來顯著的效益。
應(yīng)用大摻量粉煤灰混凝土和大摻量礦渣混凝土發(fā)展HPC是最可行的途徑,因?yàn)樗粌H能夠提高混凝土的品質(zhì),還能有效地降低生產(chǎn)成本。在人們對發(fā)展HPC取得共識的基礎(chǔ)上,注重提高骨料品質(zhì),并將大摻量粉煤灰混凝土和大摻量礦渣混凝土恰當(dāng)?shù)赜糜谖覈幕A(chǔ)設(shè)施建設(shè),不僅有利于混凝土業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,對整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展都會(huì)發(fā)揮一定的促進(jìn)作用。HPC的研究與應(yīng)用在短短的十幾年內(nèi)發(fā)展很快,現(xiàn)在采用高效減水劑和硅粉,利用普通工藝即可很方便地配制出高強(qiáng)混凝土。
據(jù)報(bào)道,日本正在研制使用壽命在500年以上的超高耐久性混凝土。目前一些超高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)甚至已經(jīng)可以用來代替鋼結(jié)構(gòu)。我國在最近幾年中胭脂路超高性堿渣混凝土、沸石粉混凝土、高強(qiáng)粉煤灰混凝土、鐵(硫)綠酸鹽水泥混凝土、230MPa礦物集料混凝土、200MPa超高強(qiáng)鋼纖維混凝土、92MPa抗沖耐磨混凝土等第一系列HPC。在保塑劑的研制方面也有進(jìn)步。
五、結(jié)語
大力開展高性能混凝土的研究和應(yīng)用具有重要意義,為更好的推廣應(yīng)用,設(shè)計(jì)人員必須及時(shí)地掌握規(guī)范,正確理解與應(yīng)用,跟蹤新技術(shù)的發(fā)展,而對于施工人員,必須全面掌握混凝土的技術(shù)要點(diǎn),不能照搬普通混凝土的施工與養(yǎng)護(hù)方法,對于監(jiān)理人員,必須深入理解規(guī)范、靈活運(yùn)用規(guī)范,同時(shí),相應(yīng)的國家規(guī)范也必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?,以利于促進(jìn)高性能混凝土的應(yīng)用。
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[6]邢振賢.再生混凝土的基本性能研究[J]. 華北水利水電學(xué)報(bào),19
1、混凝土的濕潤養(yǎng)護(hù)方法
混凝土澆筑完畢后要進(jìn)行養(yǎng)護(hù),規(guī)范明確規(guī)定應(yīng)在澆筑完畢后的12h以內(nèi)對混凝土加以覆蓋和澆水;混凝土澆水養(yǎng)護(hù)的時(shí)間,對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣酸鹽水泥拌制的混凝土,不得少于7d,對摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B性要求的混凝土,不得少于14d;澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤狀態(tài);混凝土的養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與拌制用水相同;當(dāng)日常氣溫低于50c時(shí),不得澆水。有些施工單位只是在混凝土表面澆水而未覆蓋,這樣,由于澆水次數(shù)少、澆水不及時(shí)、水分蒸發(fā)快而影響了混凝土的質(zhì)量。實(shí)踐表明正常養(yǎng)護(hù)要在混凝土表面覆蓋草包或舊麻袋然后澆水,才能使混凝土保持濕潤的狀態(tài),達(dá)到預(yù)期養(yǎng)護(hù)的效果。柱的混凝土養(yǎng)護(hù)可以使用塑料布裹在柱子上以阻止混凝土內(nèi)部的水分蒸發(fā)。大面積混凝土也可用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)。
2、混凝土養(yǎng)護(hù)材料的發(fā)展與應(yīng)用
混凝土養(yǎng)護(hù)材料的最大特點(diǎn)是節(jié)省勞力和降低水資源的消耗,將其噴涂在施工完畢的混凝土表面,可形成封閉層,使混凝土表面的毛細(xì)孔與外界隔離,利用混凝土內(nèi)部多余的水分自我養(yǎng)護(hù)。目前混凝土內(nèi)部多余的水分自我養(yǎng)護(hù)。
目前混凝土養(yǎng)護(hù)材料的主要成分大致可分為4類:(1)石蠟;(2)氯化橡膠;(3)樹脂;(4)醋酸乙烯樹脂。其中以石蠟與氯化橡膠位主要成分的養(yǎng)護(hù)材料養(yǎng)護(hù)效果較好,保水能力、抗壓強(qiáng)度與減少混凝土收縮等方面均較好。
3、混凝土養(yǎng)護(hù)材料的性能與質(zhì)量要求
現(xiàn)已發(fā)表的資料大多位混凝土養(yǎng)護(hù)材料的材性與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),但缺少混凝土養(yǎng)護(hù)材料噴涂(或覆蓋)到剛澆筑的混凝土表面后的養(yǎng)護(hù)效果與質(zhì)量評定方法,而這正是現(xiàn)場使用混凝土養(yǎng)護(hù)材料來養(yǎng)護(hù)混凝土的具體要求分述如下。
(1)材質(zhì)要求
混凝土養(yǎng)護(hù)材料一般位液膜狀,購進(jìn)時(shí)應(yīng)掌握該種材料的技術(shù)性能,包括材料的成分及養(yǎng)護(hù)的效果。
(2)噴涂工具
混凝土養(yǎng)護(hù)材料(液膜狀)施工用具,要據(jù)工程量多少而定,工程量較小時(shí)可采用農(nóng)用噴霧器;工程量較大時(shí),可采用墻面噴白的噴漿機(jī),并在噴出口換上農(nóng)用噴霧器的噴頭。
(3)材料消耗
混凝土養(yǎng)護(hù)材料(液膜狀)的施工用量以g/m2或cm3/ m2表示。一般在產(chǎn)品說明書上均有規(guī)定,或通過試驗(yàn)確定,正常情況下為200~250g/ m2。
(4)噴涂要求
混凝土養(yǎng)護(hù)材料噴涂一般分兩層進(jìn)行。第一層噴涂時(shí)間可在混凝土澆筑后2h,且混凝土表面開始收水時(shí)進(jìn)行;第二層應(yīng)在第一層干燥后噴涂(這與當(dāng)時(shí)的氣溫、風(fēng)速有關(guān));兩層間隔時(shí)間不少于1h。兩層噴涂分別按水平、垂直方向交叉進(jìn)行。
(5)保護(hù)
混凝土養(yǎng)護(hù)材料噴涂后,混凝土表面不宜上人或放置有可能損壞薄膜的重物。
4、涂養(yǎng)護(hù)材料后的混凝土強(qiáng)度
中圖分類號:TV331文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
在施工過程中,混凝土出現(xiàn)裂縫是不可能避免的,因此只有減少出現(xiàn)裂縫的幾率,從而大大延長混凝土的使用壽命。就目前的情況,混凝土已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于我國的施工建設(shè)中,所以必須要嚴(yán)格的控制混凝土攪拌的各個(gè)工序,對于混凝土配合比、原材料要把握好,從而使得混凝土出現(xiàn)裂縫的幾率大大減小。
1、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
(1)原材料的質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)?;炷恋慕M成主要是水泥、砂子、石子、水按照不同的比例混合得到的,但是進(jìn)場原材料不合格或者水灰比不合適的時(shí)候,就會(huì)很容易發(fā)生裂縫?;炷烈?yàn)殚L時(shí)間的在露天暴曬,溫度升高,從而使得混凝土發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象,在熱脹冷縮的過程中,混凝土就會(huì)產(chǎn)生一些細(xì)小的裂縫,隨著熱脹冷縮次數(shù)不斷增加,就會(huì)加大混凝土的裂縫,從而影響到施工工程的質(zhì)量。水泥也會(huì)產(chǎn)生一些裂縫,主要是因?yàn)樗嗟馁|(zhì)量和強(qiáng)度等級與混凝土的強(qiáng)度等級不適合,或者是水泥的質(zhì)量不是特別的穩(wěn)定,水泥生產(chǎn)質(zhì)量沒有達(dá)到相關(guān)的使用標(biāo)準(zhǔn)要求,從而使得混凝土的結(jié)構(gòu)性能受到很大影響。選擇骨料的時(shí)候,要盡量的選擇有害物質(zhì)比較少的,有害物質(zhì)主要是云母、黏土、淤泥、泥塊等物質(zhì),從而使得混凝土的質(zhì)量得到提高,同時(shí)還要注意骨料的粗細(xì)程度,施工工程位置不同所需求的骨料的粗細(xì)要求也是有很大差異的,如果使用不合適,就會(huì)使得混凝土出現(xiàn)裂縫的幾率大大增加,從而使得建筑物的質(zhì)量受到很大影響。
(2)施工條件的不合格。工程的施工現(xiàn)場,原材料的堆放基本上都是隨意的露天堆放,特別明顯的是體現(xiàn)在夏季,隨著溫度的上升,會(huì)加大裂縫出現(xiàn)的幾率,同時(shí)造成了混凝土的施工問題,使得混凝土澆注凝結(jié)的速度受到很大影響,使得混凝土出現(xiàn)裂縫的時(shí)間提前,大大降低建筑物的使用壽命。有時(shí)候混凝土的攪拌地點(diǎn)離建筑物的施工現(xiàn)場距離過遠(yuǎn),從而使得在混凝土的運(yùn)輸過程中發(fā)生一些細(xì)小的變化,使得施工工程的混凝土質(zhì)量受到影響,成本增加。
(3)混凝土后期的養(yǎng)護(hù)不足。混凝土的養(yǎng)護(hù)主要是確保其能夠有一個(gè)好的適合的硬化環(huán)境,能夠保持濕度和溫度,應(yīng)該在最大程度上控制晝夜溫差?;炷了褂玫乃嗍炝系牡V物組成成分主要是硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣,水泥的水化速度很快,大大降低了混凝土的塑性,由于不是很好進(jìn)行后期的保濕養(yǎng)護(hù)工作和控制混凝土的溫度,從而引發(fā)混凝土出現(xiàn)大量的裂縫情況。
2、混凝土材料對裂縫的影響及其控制措施
2.1、水泥
水泥水化熱是產(chǎn)生溫度應(yīng)力的主要影響因素,所以,混凝土應(yīng)該采用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長、后期強(qiáng)度高的水泥,一般主要是凝結(jié)時(shí)間長、后期強(qiáng)度高的水泥,通常的情況下是不使用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥,因?yàn)檫@些水泥的水化熱很高,不適用于大體積混凝土工程,但是進(jìn)行冬季施工的過程中,為了能夠充分的利用水泥水化熱防凍有些時(shí)候也會(huì)使用硅酸鹽、普通硅酸鹽水泥,但是使用的時(shí)候必須要控制好內(nèi)外的溫差。一般的混凝土工程選擇使用水化熱低的礦渣硅酸鹽水泥,當(dāng)強(qiáng)度等級為小于C20時(shí)最好是選擇使用32.5級礦渣硅酸鹽水泥;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C25或C25以上時(shí),最好是采用42.5級礦渣硅酸鹽水泥;但是需要控制其用量。
2.2、骨料對混凝土裂縫的影晌及控制措施
2.2.1、粗骨料對混凝土裂縫的影響
混凝土?xí)艿酱止橇系牧?、品種、活性及灰集比等的影響,主要是因?yàn)椋孩倩炷恋陌l(fā)生收縮主要是因?yàn)樗嗍湛s引起的,抵抗收縮的主要成分為混凝土的粗骨料對水泥石,起到一個(gè)約束作用。骨料的含量與混凝土的收縮成反比,粒徑的大小和變形的阻力成正比,從而影響到混凝土的收縮能力。如果骨料粒徑大,就會(huì)增大對水泥的收縮阻力和約束力,從而使得混凝土的收縮變小。骨料的含泥量比較大的時(shí)候,就會(huì)增大混凝土的干縮性。②粗骨料的種類也會(huì)直接影響到混凝土的收縮,粗骨料的吸水率也會(huì)影響著混凝土的干縮情況,低吸水率的骨料配制的混凝土彈性模量較高且干縮性非常低。③如果骨料中有活性二氧化硅的時(shí)候,非常容易發(fā)生堿骨料反應(yīng)從而使得混凝土膨脹、裂縫、開裂。
2.2.2、細(xì)骨料對混凝土裂縫的影響
細(xì)骨料和粗骨料非常相似,主要是細(xì)骨料的品質(zhì)、活性及巖種會(huì)直接影響到混凝土產(chǎn)生裂縫,但是細(xì)骨料的相關(guān)方面對混凝土拌合物的工作性能產(chǎn)生影響是通過直接或間接的影響,從而使得混凝土發(fā)生收縮,影響到混凝土的約束裂縫、膨脹裂縫和塑態(tài)裂縫。
2.2.3、控制措施
①首先需要確?;炷恋膹?qiáng)度、耐久性和工作性能,從而選擇粒徑較大,級配良好,含泥量少的粗骨料。
②骨料的選擇需要考慮相關(guān)的因素,主要是熱膨脹系數(shù)和吸水率,選擇熱膨脹系數(shù)和吸水率較小巖種,類似于沉積巖中的石灰石,因?yàn)槭褂眠@種骨料能夠大大減小混凝土的溫度變形系數(shù),使得混凝土的抗裂性得到很大提高。
③使用碎石能夠大大減小混凝土變形系數(shù),使得混凝土的抗裂性提高。
④最好是選擇不含或者含量較少的活性氧化硅的骨料,從而能夠防止發(fā)生堿一骨料膨脹反應(yīng)。
⑤要綜合的對細(xì)骨料的級配、細(xì)度模數(shù)、表面性狀、含泥量及砂率等因素進(jìn)行考慮,在混凝土的重量中細(xì)骨料占據(jù)著百分之二十五左右的比例,進(jìn)行施工的時(shí)候最好是采用中、粗砂,砂子含泥量要比較小的,每立方米的混凝土要減少用水量,控制水灰比,減少水泥用量,從而使得混凝土的干縮大大降低,提高混凝土的抗裂性。
2.3、砂子細(xì)度模數(shù)和含泥量控制
砂按細(xì)度模數(shù)一般分為四種,包括粗紗、中砂、細(xì)砂、特細(xì)砂。粗砂的細(xì)度模數(shù)為3.7--3.1,中砂的細(xì)度模數(shù)為3.0-2.3,細(xì)砂的細(xì)度模數(shù)為2.2-1.6,特細(xì)砂細(xì)度模數(shù)為1.5-0.7。如果混凝土的砂的細(xì)度模數(shù)比3.7大,就非常不好控制拌合物的和易性,對于混凝土的振搗成型起到阻礙左右。如果砂的細(xì)度模數(shù)比0.7小,就會(huì)使得水泥用量大大增加,降低強(qiáng)度,增加混凝土開裂的幾率。所以進(jìn)行混凝土施工的時(shí)候,為了使得水泥的用量和用水量大大減小,一般情況下都是選擇中、粗砂,同時(shí)要將砂的含泥量控制在百分三以下。
2.4、水對混凝土裂縫的影響與控制措施
在混凝土從拌合到凝結(jié)硬化的全過程中一個(gè)非常關(guān)鍵的因素是水,在混凝土中兩個(gè)非常重要的指標(biāo)是單位用水量和水灰比,其直接影響著混凝土的性能,這里主要是對混凝土裂縫的影響進(jìn)行的探討。水對混凝土裂縫的影響主要表現(xiàn)為單位用水量和水灰比對水泥石干縮的影響,混凝土的干縮主要是因?yàn)樗嗍脑蛩斐傻模宜矔?huì)直接影響水泥石的毛細(xì)孔量和孔徑分布,所以它們也會(huì)影響到混凝土的干縮。根據(jù)以往的實(shí)驗(yàn)證明單位用水量的影響程度顯著大于水泥量和水灰比的影響程度,所以在確保混凝土工作性能情況下,要選擇較小的用水量和水灰比。
結(jié)束語
混凝土的質(zhì)量和發(fā)生裂縫的原因有多,所以,必須在原材料進(jìn)入施工現(xiàn)場的時(shí)候要嚴(yán)格的控制好,牢牢控制好混凝土各個(gè)原材料的用量,從而使得混凝土工程質(zhì)量得到很大提高,達(dá)到減少混凝土出現(xiàn)裂縫的幾率的目的,使得工程的施工質(zhì)量得到很大提高。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號: TV698 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
抗凍混凝土對材料的選擇如下:
對水泥的選擇。
冬期施工混凝土所用水泥品種和性能,主要取決于混凝土養(yǎng)護(hù)條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)丶結(jié)構(gòu)使用期間所處環(huán)境和施工方法。在一般情況下,冬期施工混凝土應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。當(dāng)硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥缺之,需要選用其他品種水泥時(shí),應(yīng)注意其中的摻合料對混凝土抗凍性、抗?jié)B性等性能的影響,也可選用經(jīng)過技術(shù)鑒定的早強(qiáng)水泥,但在水泥中摻加早強(qiáng)擠時(shí),要進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)合格后方可使用。
有條件的工程可用特種快硬高強(qiáng)類水泥來配制冬期施工混凝土.但采用摻外加擠冬期施工方法時(shí),冬期施工混凝土是不能選用高鋁水泥的,這是因?yàn)殇X水泥因重結(jié)晶而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的降低,對鋼筋混凝土中鋼筋的保護(hù)作用也比硅酸鹽水泥差的緣故。
對與厚大體積的混凝土結(jié)構(gòu)物,如水壩、反應(yīng)堆、高層建筑物的大體積基礎(chǔ)等,則選用水化熱較小的水泥,以避免溫差應(yīng)力對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。
總之,冬期施工混凝土對水泥的選擇應(yīng)注意下方面:1.優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,不得選用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥;2.如果選用礦渣硅酸鹽水泥,應(yīng)同時(shí)考慮采用蒸汽養(yǎng)護(hù);3.所用的水泥強(qiáng)度度不應(yīng)低于32.5 MPa;4.水泥用量最低不小于300kg%m3,厚大體積混凝土的水泥最小用量,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。
對骨料的選擇。
冬期施工混凝土所用的骨料分為細(xì)骨料和粗骨料。細(xì)骨料宜選用色澤鮮艷、質(zhì)地堅(jiān)硬、級配良好、質(zhì)量合格的中砂,其含泥量不得大于1.0%;粗骨料宜選用經(jīng)15次凍融值試驗(yàn)合格的堅(jiān)實(shí)級配花崗巖或石英巖啐石,其堅(jiān)固性指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,不得含有風(fēng)化的顆粒,含泥量不得大于1.0%,泥塊含量不得大于0.5%.
對于抗凍等級為D100及一上的混凝土,其所用的粗骨料和細(xì)骨料均應(yīng)進(jìn)行堅(jiān)固性試驗(yàn),并應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)中的規(guī)定。
總之,所用粗骨料和細(xì)骨料的其他技術(shù)要求,應(yīng)當(dāng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用卵石、砂石》(GB/T14685-2001)和《建筑用砂》(GB/T14684-2001)中的規(guī)定。
冬期施工混凝土所用的骨料,必須具有良好的抗凍性。冬期施工混凝土所用的骨料堆場,應(yīng)選在地勢較高、不積水、運(yùn)輸方便、有排水出路的地方。為滿足混凝土抗凍性的要求,粗骨料和細(xì)骨料應(yīng)分別滿足表中的規(guī)定。
冬期施工混凝土對骨料的要求
對早強(qiáng)防凍劑的選擇。冬期施工混凝土中摻人適宜的混凝土早強(qiáng)減水劑和防凍劑,能有效地改善混凝土的工藝性能,提高混凝土的耐久性,并保證其在低溫初期時(shí)獲得早期強(qiáng)度,或在負(fù)溫時(shí)期的水化硬能斷續(xù)進(jìn)行,防止混凝土早期遭受凍害。
按照防凍劑在混凝土中的作用和效果不同,一般可分為:防凍抗凍型防凍劑、抗凍害型防凍劑、早強(qiáng)型防凍劑和引氣型防凍劑。國內(nèi)外目前常用的是復(fù)合型防凍劑,如早強(qiáng)劑+減水劑、防凍劑+早強(qiáng)劑+阻銹劑、防凍劑+早強(qiáng)劑+阻銹劑+減水劑、防凍劑+早強(qiáng)劑+引氣劑+減水劑、防凍劑+早強(qiáng)劑+阻銹劑+減水劑+引氣劑和防凍劑+早強(qiáng)劑+阻銹劑+減水劑+引氣劑+其他外加劑等。
冬期施工混凝土用的外加擠應(yīng)通過正式技術(shù)鑒定,其技術(shù)性能應(yīng)符合《混凝土外加擠應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB50119--2003)和《混凝土防凍劑》(jc475--2004)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。我國配制的早強(qiáng)防凍劑主要由減水、引氣、防凍、早強(qiáng)組分組成,不僅具有對混凝土顯著的早強(qiáng)防凍功能,而且無毒、不易然、對鋼筋無銹蝕作用。
摻有早強(qiáng)防凍劑的混凝土,可以在負(fù)溫情況下凝結(jié)哽化而不需要保溫或加熱,最終能達(dá)到與常溫養(yǎng)護(hù)的混凝土相同的質(zhì)量水平。
冬期施工混凝土所用的早強(qiáng)防凍劑,是低溫施工環(huán)境中的重要材料,也是確?;炷猎谝欢ㄘ?fù)溫下正常施工、保證工程質(zhì)量的技術(shù)措施,因此選用的早強(qiáng)防凍擠應(yīng)同時(shí)具備良好的早強(qiáng)作用、高效減水作用、降低冰點(diǎn)的作用、對鋼筋無銹蝕作用和其他一些作用。
工程實(shí)踐證明,對于抗凍等級為D100及以上的混凝土還應(yīng)摻人后混凝土的含氣量應(yīng)符合表中的規(guī)定。
長期處于潮濕和嚴(yán)寒環(huán)境中混凝土的最小含氣量
1 概述
瀝青混凝土的質(zhì)量是路面具有良好使用性能及較長使用壽命的保證。組成瀝青混凝土原材料的質(zhì)量是使瀝青混凝土具有良好質(zhì)量的保證。
滿足路面使用的瀝青混凝土必須具有的性能為:①不透水性;②耐磨性;③具有一定的粗糙度;④具有一定的承受車輛荷載的強(qiáng)度;⑤憎水性⑥抵抗溫度變形的能力。
組成瀝青砼的材料包括①起骨架支撐作用的粗集料(2.36mm以上顆粒);②填充作用的細(xì)集料及礦粉(2.36mm以下顆粒,天然砂、機(jī)制砂、礦粉、石灰粉、水泥及在改性瀝青SMA結(jié)構(gòu)中加入的木質(zhì)素等);③結(jié)合料(普通瀝青、乳化瀝青及改性瀝青等)?,F(xiàn)從各種材料的質(zhì)量及其在瀝青砼中的含量分別進(jìn)行探討對瀝青砼質(zhì)量的影響。
2 各種原材料的內(nèi)在質(zhì)量對瀝青砼的質(zhì)量影響
2.1粗集料
公路瀝青路面對粗集料質(zhì)量的主要要求如下:
粗集料在瀝青砼中主要起到骨架支撐作用,粗集料的質(zhì)量對瀝青砼的強(qiáng)度、耐磨性、抗滑性、高溫穩(wěn)定性及增加使用壽命至關(guān)重要。
2.1.1 粗集料的強(qiáng)度對瀝青砼強(qiáng)度的影響
由于粗集料的骨架作用,瀝青砼的強(qiáng)度直接取決于集料的強(qiáng)度,粗集料的強(qiáng)度通過壓碎值、洛杉磯磨耗損失及針片狀含量三項(xiàng)指標(biāo)反應(yīng)。以下為各種不同壓碎值進(jìn)行室內(nèi)穩(wěn)定度試驗(yàn)的結(jié)果:
2.1.2 粗集料的外觀形狀,破碎面的多少及磨光值的大小對瀝青砼路面的的摩擦系數(shù)即抗滑性的影響
高等級公路及一級公路對粗集料的磨光值有著較高的要求,必須大于42BPN,表面破碎面積不小于90%,形狀為棱體。這是為了確實(shí)保證瀝青路面行車使用的抗滑性,磨光值越高,表面形狀為立方棱體狀的粗集料,在鋪筑瀝青路面后其抗滑性越好。
2.1.3 粗集料與瀝青的粘附性,含泥量、吸水率對瀝青砼透水性及使用壽命的影響
一般情況下,堿性石料(石灰?guī)r)與瀝青具有較好的粘附性,大都在Ⅳ級以上,滿足規(guī)范的要求,而酸性石料(玄武巖、輝綠巖等)與瀝青的粘附性較差,在此種類型的石料用作粗集料時(shí),需進(jìn)行特殊的堿化處理。采取的方法一般為:①用干燥的磨細(xì)消石灰或生石灰粉、水泥作為填料的一部分,用量不超過礦料總重的3%;②將粗集料用石灰漿處理后使用;③在瀝青中摻加抗剝落劑。
含泥量的大小也是影響瀝青砼透水性的關(guān)鍵因素。《公路瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范》中明確規(guī)定粗集料的含泥量不得超過1%,軟石含量不超過5%。由于集料的堆放及轉(zhuǎn)運(yùn)等,難免會(huì)在集料中摻入土塊等。含泥量的大小直接影響瀝青砼的強(qiáng)度和透水性。
泥土及風(fēng)化的軟石屬親水性材料,吸水后,體積膨脹并強(qiáng)度降低,而瀝青砼路面則需要不透水且憎水。在拌和過程中如摻入泥塊或吸塵不徹底導(dǎo)致土粉摻入拌和,路面成型后,在自然的雨雪天氣下,土塊細(xì)水體積膨脹并在重車作用下被帶走,路面局部就會(huì)形成坑洞透水并松散,造成使用壽命降低。
2.2 細(xì)集料及填料
《公路瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范》中對瀝青砼用細(xì)集料及填料的要求如下:
作為結(jié)合料的瀝青的質(zhì)量對瀝青砼的質(zhì)量至關(guān)重要。
2.3.1 瀝青三大指標(biāo)(針入度、延度、軟化點(diǎn))對瀝青砼的影響
瀝青的三大指標(biāo)對瀝青砼的溫度穩(wěn)定性影響較大。針入度表示瀝青在25℃時(shí)的粘稠度。一般情況下,在選用瀝青時(shí),選擇針入度較小的瀝青,以提高瀝青砼的高溫穩(wěn)定性(抗擁包、車轍、泛油能力)。延度和軟化點(diǎn)是瀝青抵抗低溫抗裂性的重要指標(biāo)。
2.3.2 含蠟量的影響。由于溫度的變化,瀝青路面對瀝青含蠟量的要求為小于3%。,進(jìn)口瀝青的含蠟量可以達(dá)到1%以下。含蠟量高的瀝青在鋪筑路面后,容易開裂、導(dǎo)致瀝青路面滲水后破壞,瀝青路面使用壽命降低。
現(xiàn)在,通常采用加入改性劑對普通瀝青進(jìn)行改性,以增加瀝青路面的抵抗溫度變形能力。改性的目的就是降低瀝青的針入度、提高延度和軟化點(diǎn),以增加瀝青砼的抗溫度變形能力。
3 集料含量對瀝青砼質(zhì)量的影響
瀝青砼由集料組成,集料的含量不同,對瀝青砼的質(zhì)量影響不同。
現(xiàn)從瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方面進(jìn)行探討。瀝青混合料的配比設(shè)計(jì)包括三個(gè)方面:
3.1 材料的選擇,要保證材料的質(zhì)量符合要求。(在前面已經(jīng)作了分析);
3.2 各種粗細(xì)集料及礦粉材料的配比,即確定礦料級配;
3.3 確定合理的瀝青用量。
配合比設(shè)計(jì)實(shí)際上是對影響瀝青砼各種性能的因素的調(diào)整,并按照要求進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。研究結(jié)果如下:
3.3.1 瀝青路面的車轍變形、擁包等主要是發(fā)生在夏季高溫情況下,是一種混合料各種成分的位置變化。瀝青的高溫穩(wěn)定性能,是抵抗車輛反復(fù)壓縮變形及側(cè)向流動(dòng)的能力,它首先取決于礦料骨架,尤其是粗集料的相互嵌擠作用,同時(shí)瀝青的性質(zhì)及含量則起到阻止此種變形的能力。
3.3.2 瀝青路面的溫縮裂縫表現(xiàn)為寒冷季節(jié)混合料集料之間的瀝青膜拉伸破壞,然后再導(dǎo)致集料的破裂。因此,瀝青混合料的低溫抗裂性主要取決于瀝青結(jié)合料的低溫抗拉伸性能,與所選用瀝青的延度密切相關(guān)。
3.3.3 瀝青混合料的水損壞主要取決于瀝青與礦料之間的粘附性,與礦料的本質(zhì)成分及礦料表面的粗糙度、含泥量有關(guān)。
3.3.4 瀝青混合料的疲勞開裂與各項(xiàng)指標(biāo)均有關(guān),但主要取決于瀝青的作用。
3.3.5 瀝青路面的耐久性(使用壽命)與瀝青的抗老化能力有關(guān)(薄膜加熱后的各項(xiàng)指標(biāo)),為減少瀝青砼的老化速度,在配合比的設(shè)計(jì)中,降低瀝青砼的空隙率至關(guān)重要。
對照以上的瀝青混凝土路面的性能影響因素,根據(jù)實(shí)際所需的級配種類進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,選擇出理想的配合比。
鋼筋混凝土材料是當(dāng)今世界上使用最多的工程材料。由于現(xiàn)代對建筑物耐久性的要求越來越高,人們對提高建筑物耐久性的研究越來越多。而相關(guān)研究表明鋼筋混凝土材料的腐蝕是影響建筑結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素。因此,解決鋼筋混凝土材料的防腐問題成為我們當(dāng)務(wù)之急。
1 鋼筋混凝土材料材料防腐的意義
鋼筋混凝土材料的防腐對于建筑結(jié)構(gòu)的耐久性非常重要。合理有效的鋼筋混凝土材料防腐可以使鋼筋混凝土材料結(jié)構(gòu)在正常的氣象及使用條件下的壽命得到延長。相反的,若是忽視鋼筋混凝土材料的防腐問題,在未采取任何措施的普通環(huán)中,鋼筋混凝土材料結(jié)構(gòu)往往會(huì)由外到內(nèi)慢慢出現(xiàn)疏松、滲漏、露石、開裂、剝落和鋼筋銹蝕等問題,極大的縮短鋼筋混凝土材料結(jié)構(gòu)的使用壽命,更有甚者會(huì)對整個(gè)工程的安全造成危險(xiǎn)。因此,進(jìn)行鋼筋混凝土材料的防腐工作的意義是非常重大。
2 鋼筋混凝土材料腐蝕的類型和機(jī)理
2.1鋼筋混凝土材料腐蝕的類型
鋼筋混凝土材料的腐蝕主要有兩類,分別是氯鹽對鋼筋混凝土材料的腐蝕和碳化對鋼筋混凝土材料的腐蝕。在氯鹽對鋼筋混凝土材料的腐蝕中,氯鹽侵入鋼筋混凝土材料方式有兩種,即鋼筋混凝土材料拌合時(shí)為了達(dá)到改善混凝土材料的某些性質(zhì)而加入外加劑時(shí)的引入和鋼筋混凝土材料硬化后外界氯離子通過滲透作用的侵入。這兩種侵入方式中,后者被認(rèn)為是氯鹽對鋼筋混凝土材料的腐蝕的主要原因。而在碳化對鋼筋混凝土材料的腐蝕中,碳化的主要原因是空氣中的二氧化碳?xì)怏w與混凝土材料中的氫氧化鈣發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),生成了碳酸鈣。碳酸鈣的生成破壞了鋼筋堿性環(huán)境,使鋼筋容易發(fā)生銹蝕,造成鋼筋混凝土材料腐蝕情況的出現(xiàn)。
2.2鋼筋混凝土材料腐蝕的機(jī)理
我們一般所說的鋼筋混凝土材料腐蝕指的是凝土中的水泥和鋼筋被腐蝕介質(zhì)腐蝕。腐蝕介質(zhì)包括酸、堿、鹽,每種介質(zhì)對應(yīng)的腐蝕機(jī)理也存在差別。酸性介質(zhì)腐蝕鋼筋混凝土材料的機(jī)理是:其發(fā)生了相關(guān)反應(yīng)破壞了混凝土材料的保護(hù)層,進(jìn)而對保護(hù)層里鋼筋表面鈍化膜進(jìn)行了破環(huán),最終導(dǎo)致鋼筋銹蝕。堿性介質(zhì)腐蝕鋼筋混凝土材料的機(jī)理是:在其侵入混凝土材料并出現(xiàn)干溫交替情況下,其會(huì)對混凝土材料有一定的結(jié)晶破環(huán)作用。鹽類介質(zhì)腐蝕鋼筋混凝土材料的機(jī)理是:在干濕交替的環(huán)境條件下,侵入到混凝土材料內(nèi)部的鹽類介質(zhì)會(huì)發(fā)生反應(yīng)而體積增大,進(jìn)而對水泥內(nèi)部壓力增大,造成混凝土材料的剝落,最終使鋼筋腐蝕。
3 鋼筋混凝土材料腐蝕的影響因素
3.1氯化物的影響
氯化物是鋼筋混凝土材料被腐蝕的最主要原因,其氯離子的濃度高低與鋼筋混凝土材料中鋼筋的銹蝕速度存在直接的關(guān)系。其侵入鋼筋混凝土材料的方式主要是如前所述的在混凝土材料生產(chǎn)過程中通過外加劑侵入和從外界通過擴(kuò)散侵入。因此,研究氯化物對鋼筋混凝土材料腐蝕的影響可以從混凝土材料質(zhì)量、內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)、混凝土材料保護(hù)層開裂與否和混凝土材料保護(hù)層的厚度等幾個(gè)方面進(jìn)行。
3.2混凝土材料碳化
混凝土材料的碳化是造成鋼筋混凝土材料被腐蝕的又一重要原因,其與鋼筋混凝土材料結(jié)構(gòu)物的耐久性有密切的關(guān)系?;炷敛牧咸蓟瘜︿摻罨炷敛牧细g的影響主要通過生成碳酸鈣來破壞鋼筋的堿性環(huán)境,使鋼筋表面的鈍化膜失穩(wěn),進(jìn)而造成鋼筋的腐蝕。混凝土材料結(jié)構(gòu)的碳化過程非常緩慢,其與混凝土材料自身的空隙率及滲透性有很大的關(guān)系。
3.3保護(hù)層厚度
保護(hù)層厚度也是造成鋼筋混凝土材料被腐蝕的原因之一。在干燥的環(huán)境中,保護(hù)層厚度對混凝土材料腐蝕影響不大。而在極潮濕的環(huán)境中,保護(hù)層厚度與氧擴(kuò)散阻力成正相關(guān)的關(guān)系,而氧擴(kuò)散阻力與鋼筋混凝土材料的腐蝕成負(fù)相關(guān)的關(guān)系。此外,混凝土材料保護(hù)層厚度還對氯離子的擴(kuò)散有影響。
4 加強(qiáng)鋼筋混凝土材料防腐的措施
4.1控制原材料中氯化物的含量
混凝土材料的原材料包括水泥、水、沙子、石子及外加劑。在進(jìn)行鋼筋混凝土材料原材料的選擇時(shí),除了滿足施工的質(zhì)量要求外,還應(yīng)選擇氯化物含量較少的材料。如對水泥的選擇時(shí),應(yīng)選擇火山灰和粉煤灰類水泥,其成分可以有效減少氯化物對水泥石的溶解和析出;對于水的選擇,盡量選擇含氯量低的水,禁止使用海水;沙子應(yīng)盡量避免使用海沙,如必須使用時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制其含氯量;外加劑的選擇時(shí)也應(yīng)考慮氯化物含量的問題,其含氯量應(yīng)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。而對于預(yù)應(yīng)力的鋼筋混凝土材料結(jié)構(gòu),國家規(guī)定禁止使用含氯的外加劑。
4.2選用耐腐蝕鋼筋
鋼筋混凝土材料結(jié)構(gòu)中,原有鋼筋材料在自身抗腐蝕方面表現(xiàn)不佳。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,鋼筋混凝土材料結(jié)構(gòu)中使用比較多的耐腐蝕鋼筋是環(huán)氧涂層鋼筋。其具有良好的抗拉和抗彎性、耐化學(xué)侵蝕的性和耐高堿性。環(huán)氧涂層鋼筋的使用可以從一定程度上緩解鋼筋混凝土材料結(jié)構(gòu)的腐蝕速度。但是此種材料也存在一定的不足,即其涂層一旦被破壞,他的防腐性能將大打折扣,甚至比不上傳統(tǒng)的鋼筋材料。因此,在以后的工程實(shí)踐中,應(yīng)該對其涂層質(zhì)量缺陷進(jìn)行相關(guān)的研究。
4.3進(jìn)行陰極保護(hù)
引 言
混凝土是由水泥、摻和料、外加劑和水配制的膠結(jié)材料漿體將分散的砂、石經(jīng)攪拌粘結(jié)在一起的工程材料。硬結(jié)的混凝土是一種多元、多相、非勻質(zhì)的水泥基復(fù)合材料,具有較高的彈性模量,較低的抗拉強(qiáng)度,在受約束條件下只要發(fā)生少許收縮,產(chǎn)生的拉應(yīng)力往往會(huì)大于該齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度,導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫?;炷猎跐沧⒊尚秃螅橇蠈{體產(chǎn)生約束,使混凝土內(nèi)部從一開始產(chǎn)生微裂縫,在環(huán)境溫度、濕度、荷載等因素作用下,這些微裂縫就可能發(fā)展為宏觀裂縫。
混凝土開裂的原因很多,下面僅就材料這方面予以研究。
由于混凝土本身材性所導(dǎo)致的裂縫主要有以下幾類。
1、塑性收縮裂縫
混凝土在初凝前由于水分蒸發(fā),內(nèi)部水分不斷向表面遷移,形成混凝土在塑性階段體積收縮。一般混凝土的塑性收縮約為1%,坍落度大的混凝土則可達(dá)2%。當(dāng)施工時(shí)溫度高,相對濕度較低時(shí),混凝土內(nèi)部水分向表面遷移供應(yīng)不上蒸發(fā)量的情況下,表面失水干縮受下面混凝土的約束,表面會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的塑性收縮裂縫。這種塑性收縮裂縫在混凝土初凝前及時(shí)抹壓或二次振搗可以愈合,但是如果不及時(shí)處理,可能發(fā)展為貫通性有害裂縫。
2、水化收縮及自生干縮裂縫
水泥在水化反應(yīng)過程中,會(huì)產(chǎn)生水化收縮。硅酸鹽水泥的水化收縮量約為1%~2%。水化收縮在初凝前表現(xiàn)為漿體的宏觀體積收縮,初凝后則在已形成的水泥石骨架內(nèi)生成空隙。水泥在繼續(xù)水化過程不斷消耗水分導(dǎo)致毛細(xì)孔中自由水減少,濕度降低,在外部養(yǎng)護(hù)水供應(yīng)不充分的情況下,內(nèi)部產(chǎn)生自干燥現(xiàn)象。由于自干燥作用導(dǎo)致毛細(xì)孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓,引起混凝土自干燥收縮。由于一般混凝土的水膠比較高所以比較少發(fā)生自干燥收縮。但是對于高強(qiáng)商品砼水膠比可能小于0.35,自干燥收縮則不可忽略。
3、溫差脹縮裂縫
混凝土澆注后,水泥的水化熱使混凝土內(nèi)部溫度升高,一般每100kg水泥可以使混凝土溫度升高10℃左右,加入混凝土的入模溫度,在2~3d內(nèi),內(nèi)部溫度可達(dá)50~80℃,而混凝土的線膨脹系數(shù)約為10×10-6/℃。試驗(yàn)表面,在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下,混凝土表面溫度和環(huán)境溫差大于25℃時(shí),即出現(xiàn)肉眼可見的溫差收縮裂縫。對于大體積混凝土,溫差脹縮裂縫的影響非常大。
4、干燥收縮裂縫
混凝土在硬化以后,內(nèi)部的游離水會(huì)由表及里逐漸蒸發(fā)失水,導(dǎo)致混凝土由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮。在約束條件下,收縮變形量導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫。早期的干燥收縮裂縫比較細(xì)微,隨著時(shí)間推移,混凝土大蒸發(fā)量和干燥收縮量逐漸增大,裂縫逐漸明顯,一般混凝土90d干縮率為0.04~0.06%,這是混凝土結(jié)構(gòu)比較普遍地發(fā)生裂縫的主要原因。
5、堿骨料反應(yīng)膨脹裂縫
堿骨料反應(yīng)一般需要幾十年的累計(jì),才會(huì)使反應(yīng)產(chǎn)物積累到一定程度出現(xiàn)吸水吸濕膨脹,導(dǎo)致混凝開裂,并加速凍融、鋼筋銹蝕等綜合損壞。
從上面的分析可以看出很多因素都會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生不同程度的裂縫,針對上述幾種原因,預(yù)防裂縫的主要措施除了施工措施外,可以從下面幾個(gè)方面作些努力。
(1)
凝土除選擇發(fā)熱量低、含堿量低的水泥外,在工作性允許的情況下,在合
理的水灰比條件下,減少摻水量,增加粗骨料用量。在合理的水灰比條件下,可以保證充分水化,減少塑性收縮,。減少用水量,這樣導(dǎo)致收縮開裂的漿體也就少了,而且水膠比低的漿體的收縮量較小,有利于防止混凝土裂縫。
(2)為了控制混凝土初凝前的塑性收縮裂縫,要將強(qiáng)混凝土的保濕養(yǎng)護(hù),控制表面的水分蒸發(fā)速度。
前面論述了混凝土裂縫產(chǎn)生的材性原因及其預(yù)防措施,但是當(dāng)裂縫已經(jīng)發(fā)生存在,影響耐久性了,那就要采用修復(fù)補(bǔ)救措施來保持結(jié)構(gòu)的正常使用功能。修補(bǔ)處理一般采用表面處理、壓力灌漿、填充法等處理方法,具體的操作方法,這里不一一提及了,這里關(guān)注修補(bǔ)材料自生的有關(guān)性能。
混凝土修補(bǔ)為了達(dá)到耐久性目的,必須考慮影響設(shè)計(jì)和選擇修補(bǔ)措施的諸多因素。選擇修補(bǔ)材料是許多相關(guān)的措施之一,無論修補(bǔ)工作如何細(xì)心,修補(bǔ)材料的不恰當(dāng)使用都可能導(dǎo)致修補(bǔ)工作過早失效。
與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)物相比,修補(bǔ)材料的約束收縮,即通過先澆混凝土基面上的膠結(jié)材料產(chǎn)生的約束力是大大增加大多數(shù)修補(bǔ)工作復(fù)雜性的主要因素。當(dāng)相對薄的修補(bǔ)段由于修補(bǔ)材料干縮、自身體積變形和溫度變化時(shí),修補(bǔ)材料也產(chǎn)生了收縮拉應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力超過修補(bǔ)材料的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),裂縫發(fā)生了。在大面積較厚的修補(bǔ)中,通過在修補(bǔ)的界面或收縮縫上涂抹防粘劑可使約束作用減到最小。
在討論耐久、無裂縫的修補(bǔ)材料時(shí),應(yīng)該考慮下述的材料的一些性能。
1、 收縮
由于大多數(shù)修補(bǔ)是在老混凝土結(jié)構(gòu)上進(jìn)行的,如果有干縮的話,老混凝土結(jié)構(gòu)干縮也很小。因此,修補(bǔ)材料基本上也一定要無收縮或即使有收縮但沒有失去粘結(jié)性。無論任何原因,當(dāng)以水泥為主的修補(bǔ)材料失去水分時(shí),它會(huì)收縮。而且,這種收縮通常被先澆混凝土的基面膠合力所約束。當(dāng)收縮引起的應(yīng)變超過修補(bǔ)材料的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)便產(chǎn)生裂縫。
修補(bǔ)材料的干縮早在的20世紀(jì)80年代已開始引起特別注意。例如,Gurjar 和 Carter (1987)報(bào)導(dǎo)了46種通常使用的修補(bǔ)材料中的 85%的收縮值超過了常規(guī)新澆混凝土的收縮值。使用C類粉煤灰似乎是解決收縮問題的可行方法。在配比中以C類粉煤灰代替50%的水泥在試驗(yàn)期間收縮基本上是穩(wěn)定的。在隨后的試驗(yàn)中,完全不摻水泥,只用少量的石膏與C類粉煤灰,初步試驗(yàn)結(jié)果表明最佳的石膏含量大約是7%,這個(gè)配比表明28天齡期的收縮值不到萬分之一,大約不到硅酸鹽水泥砂漿的1/15,大約不到常規(guī)混凝土的1/50,抗壓強(qiáng)度可與這兩種砂漿相比。C類粉煤灰減少干縮的潛力有待進(jìn)一步研究。
2、熱膨脹系數(shù)
研究混凝土修復(fù)材料的熱相容性在溫度經(jīng)常有很大變化的環(huán)境中是很重要的,特別是在大面積修補(bǔ)和覆蓋中。使用的修補(bǔ)材料如聚合物,有更高的熱膨脹系數(shù),在修補(bǔ)中將經(jīng)常導(dǎo)致裂縫、剝落和分離。根據(jù)聚合物的不同類型,未加填料的聚合物的熱膨脹系數(shù)超過混凝土的6~14倍,在聚合物中增加填料或骨料將使情況有所改善。但是加骨料的聚合物的熱膨脹系數(shù)仍是混凝土的1.5到 5倍。結(jié)果是,含有聚合物的修補(bǔ)材料比混凝土基面更易收縮。當(dāng)修補(bǔ)材料出現(xiàn)膨脹時(shí),先澆混凝土基面上膠結(jié)材料產(chǎn)生的約束力引起的應(yīng)力能使修補(bǔ)材料裂縫或出現(xiàn)翹曲和剝落。
3 、抗拉塑性變形
在混凝土結(jié)構(gòu)物修補(bǔ)中,修補(bǔ)材料的塑性變形應(yīng)該與混凝土基面塑性變形類似,然而在保護(hù)性的修補(bǔ)中,更高塑性變形也有其優(yōu)點(diǎn)。對于后者,通過抗拉塑性變形釋放的應(yīng)力減少了裂縫發(fā)生的可能性。彈性模量E就工程而言,結(jié)構(gòu)修補(bǔ)材料的彈性模量應(yīng)該與混凝土基面的彈性模量相同,使載荷能均勻地穿過修補(bǔ)的地方。盡管如此,有較低彈性模量的修補(bǔ)材料將表現(xiàn)出較低的內(nèi)部應(yīng)力和較高塑性變形,這減少了非結(jié)構(gòu)性或保護(hù)性修補(bǔ)中裂縫和分離產(chǎn)生的可能。
4、拉應(yīng)力
拉應(yīng)力是指在沒有形成一條連續(xù)的裂縫時(shí)修補(bǔ)材料所能承受的最大應(yīng)變能力。達(dá)到極限應(yīng)力90%的拉應(yīng)變通常被定義為極限應(yīng)變。所有測量拉應(yīng)力(彎曲、直接拉伸和內(nèi)部約束)的常規(guī)方法中的應(yīng)變速率比在收縮過程中生產(chǎn)的應(yīng)變速率快很多。一旦超過最大拉應(yīng)力或者極限應(yīng)變,混凝土就開裂。
減少裂縫可以通過最大限度地減小干縮引起的應(yīng)變和最大限度地提高抗拉強(qiáng)度。在實(shí)踐中,可能很少選擇材料或修改配比,這樣對所有相關(guān)特性都有相當(dāng)大的影響。比如,在有裂縫傾向的硅酸鹽水泥修補(bǔ)砂漿中加入2種不同的聚合物,與對比組相比,乙烯基醋酸鹽砂漿有類似的收縮能力并增加抗拉塑性變形60 %,預(yù)期可能產(chǎn)生較高的抗裂能力。但實(shí)際不是這么回事,在模擬修補(bǔ)的材料中,使用乙烯基醋酸鹽砂漿產(chǎn)生了裂縫而丙烯酸砂漿不產(chǎn)生裂縫。顯然,丙烯砂漿較低的收縮值、較高的抗拉強(qiáng)度和很低的模量足以抵消較低的塑性變形。擁有較高的抗拉強(qiáng)度和較低模量的丙烯酸砂漿有助于達(dá)到較高的抗拉強(qiáng)度。
5、滲透性
滲透性即材料滲透液體或氣體的能力,在許多修補(bǔ)中是重要的材料性能。然而,不顧具體情況,規(guī)定采用低滲透性修補(bǔ)材料的趨勢應(yīng)該避免。同樣,注意到下列事實(shí)也是重要的,即在修補(bǔ)中的產(chǎn)生的一些貫穿裂縫將大大抵消使用很低滲透性修補(bǔ)材料所帶來的好處。因此,在提出耐久性修補(bǔ)時(shí),無裂縫的混凝土修補(bǔ)應(yīng)該是主要的目標(biāo)。
6、粘附 /膠結(jié)
在大多數(shù)情況中,在修補(bǔ)材料和先澆混凝土基面之間膠結(jié)良好是成功修補(bǔ)的主要要求。準(zhǔn)備很好且結(jié)實(shí)的混凝土基面總能提供足夠的膠結(jié)強(qiáng)度。表面準(zhǔn)備所達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)最能體現(xiàn)出膠結(jié)的情況。直接的拉伸膠結(jié)試驗(yàn)是評估修補(bǔ)材料、表面準(zhǔn)備和澆筑過程的最佳技術(shù)手段。
7、抗壓強(qiáng)度
中圖分類號:TU5文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言:
混凝土是指由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。混凝土的起源,最早可追溯到古時(shí)代埃及人使用不純的燒石膏(CaSO4)供作建筑工程的粘結(jié)材料。而1824年波特蘭水泥的發(fā)明,則奠定了現(xiàn)代混凝土材料發(fā)展的基礎(chǔ)。水泥混凝土是近現(xiàn)代最廣泛使用的建筑材料,也是當(dāng)前使用最廣泛的人造材料。100多年來,隨著混凝土的應(yīng)用與發(fā)展過程的加快,其強(qiáng)度與性能也的不斷提高。進(jìn)入20世紀(jì)以來,以混凝土為建筑材料的工程結(jié)構(gòu)物得到飛速發(fā)展。混凝土憑借其良好的綜合性能,已成為現(xiàn)代建筑的首選材料。
1.混凝土材料的簡單分類介紹
1.1普通混凝土。
通常講的“混凝土”一詞是指用水泥作膠凝材料,砂、石作集料;與水按一定比例配合,經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而得的水泥混凝土,也稱普通混凝土。我國現(xiàn)階段普通混凝土技術(shù)水平強(qiáng)度等級不大于C40,在我國當(dāng)前應(yīng)用約占90%以上。
普通混凝土澆筑成型后,由于重力作用而產(chǎn)生沉降。粗骨料的表觀密度較水泥漿大,會(huì)下沉,同時(shí)把水泥漿往上擠,最后形成粗骨料在底部,水分與水泥漿浮至上部,稱之為外分層。水分上浮時(shí),在粗骨料的下面停滯不動(dòng),形成“水囊”,硬化后形成孔隙,稱之為內(nèi)分層。由此可見,混凝土澆筑成型后,由于內(nèi)部水分運(yùn)動(dòng)及粗骨料沉降.造成混凝土中出現(xiàn)內(nèi)分層與外分層;普通混凝土的不均勻結(jié)構(gòu),是強(qiáng)度低、耐久性差的根本原因
1.2高強(qiáng)混凝土。
高強(qiáng)混凝土為采用水泥、砂、石、高效減水劑等外加劑和粉煤灰超細(xì)礦渣硅灰等礦物摻合料以常規(guī)工藝配制的C50~C80級混凝土,是在普通混凝土大量應(yīng)用的基礎(chǔ)上,發(fā)展起來的。高強(qiáng)混凝土作為―種新的建筑材料,以其抗壓強(qiáng)度高、抗變形能力強(qiáng)、密度大、孔隙率低的優(yōu)越性,在高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨度橋梁結(jié)構(gòu)以及某些特種結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。
高強(qiáng)混疑土最大的特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高,一般為普通強(qiáng)度混疑士的4~6倍,故可減小構(gòu)件的截面,因此最適宜用于高層建筑。此外,利用高強(qiáng)混凝土密度大的特點(diǎn),可用作建造承受沖擊和爆炸荷載的結(jié)構(gòu)物,如原子能反應(yīng)堆基礎(chǔ)等。利用高強(qiáng)混凝土抗?jié)B性能強(qiáng)和抗腐蝕性能強(qiáng)的特點(diǎn),建造具有高抗?jié)B和高抗腐要求的工業(yè)用水池等。
而低水灰比,大坍落度則是高強(qiáng)混凝土的弱點(diǎn)。高強(qiáng)混凝土一般要求低水灰比,但由于混凝土在低水灰比的情況下,坍落度很小,甚至沒有坍落度,其成型和搗實(shí)都很困難,無法在現(xiàn)澆混凝土施工中應(yīng)用。此外,混凝土在運(yùn)輸?shù)倪^程中,其坍落度隨時(shí)間的增加而減小,這對高強(qiáng)混凝土來說無疑又增加了難度。高強(qiáng)混凝土可泵性問題也是阻礙高強(qiáng)混凝土廣泛應(yīng)用的因素。
1.3高性能混凝土。
高性能混凝土是在高強(qiáng)混凝土的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。是近年來混凝土材料發(fā)展的一個(gè)重要方向。不同國家,甚至是同一個(gè)國家的不同應(yīng)用部門,對高性能混凝土的定義都有差別。高性能混凝土具有良好的工作性,保證施工密實(shí)性;硬化后,高性能混凝土具有高的體積穩(wěn)定性和耐久性。高性能混凝土具有高強(qiáng)度、高抗?jié)B性與高耐久性。
針對混凝土的過早劣化,發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)80年代中期掀起了一個(gè)以改善混凝土材料耐久性為主要目標(biāo)的“高性能混凝土”開發(fā)研究的,并得到了各國政府的重視。從20世紀(jì)80年代開始,各國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中逐漸突出了耐久性設(shè)計(jì)的考慮,從只重視強(qiáng)度設(shè)計(jì)向強(qiáng)度與耐久性并重。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后,混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法成為土木工程領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)。針對不同環(huán)境類別的侵蝕作用,提出材料性能劣化的理論或經(jīng)驗(yàn)?zāi)J?,并?jù)此估算結(jié)構(gòu)的使用壽命,成為發(fā)展和研究耐久性設(shè)計(jì)方法的主流。目前高性能混凝土的發(fā)展有以下幾個(gè)方向:
(1)綠色高性能混凝土;
(2)高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土;
(3)纖維增強(qiáng)混凝土;
(4)自密實(shí)混凝土;
(5)智能混凝土。
2.混凝土材料發(fā)展過程中所出現(xiàn)的問題
水泥混凝土從問世以來,經(jīng)歷了低強(qiáng)度、中等強(qiáng)度、高強(qiáng)度乃至超高強(qiáng)度的發(fā)展歷程,似乎人們總是樂于追求強(qiáng)度的不斷提高。但是近四五十年以來,混凝土結(jié)構(gòu)物因材質(zhì)劣化造成過早失效以至破壞崩塌的事故在國內(nèi)外都屢見不鮮,并有愈演愈烈之勢。這些混凝土工程的過早破壞,其原因不是由于強(qiáng)度不足,而是由于混凝土耐久性不良。例如,在日本海沿岸,許多港灣建筑、橋梁等,建成后不到10年的時(shí)間,混凝土表面即出現(xiàn)開裂、剝落,鋼筋銹蝕外露。美國國家材料顧問委員會(huì)1987年提交的報(bào)告報(bào)道,約有253萬座混凝土橋面板出現(xiàn)不同程度的破壞(其中部分僅使用不到20年),而且每年還將增加35萬座。美國1991年在提交國會(huì)的報(bào)告《國家公路和橋梁現(xiàn)狀》中指出,美國當(dāng)時(shí)的全部混凝土工程價(jià)值約6萬億美元,而每年用于維修的費(fèi)用高達(dá)300億美元;南非1981年用于拆換橋梁、擋土墻、墩柱、路面、路緣、蓄水壩、系樁柱、防波堤、電桿基礎(chǔ)等的經(jīng)費(fèi)就超過2700萬英鎊,這些結(jié)構(gòu)物多是在建成后3~10年內(nèi)就發(fā)現(xiàn)開裂破壞。
由此看來,混凝土耐久性已成為國際工程界普遍關(guān)注的重大課題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步,人類生產(chǎn)活動(dòng)涉及的范圍越來越廣,各種在嚴(yán)酷環(huán)境下使用的混凝土工程,如跨海大橋、海洋工程、核反應(yīng)堆、電站大壩等不斷增多,這些工程關(guān)系國計(jì)民生,必須實(shí)現(xiàn)百年大計(jì)甚至千年大計(jì),這就更加要求混凝土具有優(yōu)異的耐久性即足夠長的使用壽命。
3.對我國混凝土材料及技術(shù)發(fā)展的展望
針對混凝土的過早劣化,發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)80年代中期掀起了一個(gè)以改善混凝土材料耐久性為主要目標(biāo)的“高性能混凝土”開發(fā)研究的,并得到了各國政府的重視。從20世紀(jì)80年代開始,各國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中逐漸突出了耐久性設(shè)計(jì)的考慮,從只重視強(qiáng)度設(shè)計(jì)向強(qiáng)度與耐久性并重。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后,混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法成為土木工程領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)。針對不同環(huán)境類別的侵蝕作用,提出材料性能劣化的理論或經(jīng)驗(yàn)?zāi)J剑?jù)此估算結(jié)構(gòu)的使用壽命,成為發(fā)展和研究耐久性設(shè)計(jì)方法的主流。目前,高性能混凝土的發(fā)展有目前,高性能混凝土的發(fā)展有以下幾個(gè)方向:綠色高性能混凝土,高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土,纖維增強(qiáng)混凝土,自密實(shí)混凝土,智能混凝土。
在高性能混凝土今后的發(fā)展過程中,還有許多材料與工程方面的難題需要解決。這些問題的解決對材料與工程技術(shù)的進(jìn)展將起到有力的推動(dòng)作用。二十一世紀(jì)是技術(shù)和人才的競爭的時(shí)代,我們國家要加大產(chǎn)業(yè)投入,積極引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù),加強(qiáng)自身科研能力,留住人才。雖然我們國家的混凝土技術(shù)產(chǎn)業(yè)與國外發(fā)達(dá)國家存在一定的差距,但是只要有先進(jìn)的管理和合理的規(guī)劃,我們與發(fā)達(dá)國家間得差距會(huì)越來越小,甚至趕超他們。
結(jié)束語:
混凝土是土木工程中用途最廣、用量最大的一種建筑材料。按預(yù)定性能設(shè)計(jì)和制作混凝土,研制輕質(zhì),高強(qiáng)度,多功能的混凝土新品種。利用現(xiàn)代新技術(shù)、大力發(fā)展新工藝、新設(shè)備;廣泛利用工業(yè)廢渣作原材料等,都是今后需要不斷解決的課題。
參考文獻(xiàn):
[1]李志國.混凝土工程材料智能化概念[J];建材發(fā)展導(dǎo)向;2004年02期