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關(guān)鍵詞:輕骨料混凝土,歷史,性質(zhì)
一、輕骨料混凝土的歷史
輕骨料混凝土( 又名輕集料混凝土,Light weight AggregateConcrete) 是指輕粗骨料、輕細(xì)骨料(或普通砂)、水泥和水, 必要時(shí)加入化學(xué)外加劑的礦物合料配制而成, 并且在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,28d 齡期的干表觀密度小于1950kg/m的混凝土。。
人造輕骨料最早使用在1920年左右。SJ海德是最初運(yùn)用回轉(zhuǎn)窯燒制膨脹黏土輕骨料,1928年,美國(guó)開(kāi)始把這種方法用于商業(yè)生產(chǎn)。西歐在二戰(zhàn)后才開(kāi)始有了輕骨料的生產(chǎn),美國(guó)和前蘇聯(lián)因缺少天然的普通骨料,大量生產(chǎn)和使用了人造輕骨料,使輕骨料混凝土在這兩個(gè)國(guó)家得到飛速發(fā)展,但輕骨料混凝土長(zhǎng)期一直被當(dāng)作非結(jié)構(gòu)材料使用,應(yīng)用范圍受到很大限制。自20世60年代中期,美國(guó)采用輕骨料混凝土取代普通混凝土,修建了休斯敦貝殼廣場(chǎng)大廈并取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。如今,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家高性能輕骨料混凝土的應(yīng)用已取得豐富經(jīng)驗(yàn)。CL50一CL6O輕骨料混凝土己在工程中大量使用,結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度最高為80MPa,其表觀密度1800~2000kg/m之間。
20世紀(jì)90年代初期, 挪威、日本等國(guó)研究了高性能輕骨料混凝土的配方、生產(chǎn)工藝、高性能輕骨料等,重點(diǎn)在于改善混凝土的工作性和耐久性,并取得了一定的成果。如英國(guó)采用高強(qiáng)輕骨料混凝土建造了北海石油平臺(tái);挪威應(yīng)用CL60級(jí)輕骨料混凝土建造了世界上跨度最大的懸臂橋;日本則成立了一個(gè)由18家公司組成的高強(qiáng)輕骨料混凝土研究委員會(huì),專(zhuān)門(mén)研究粉煤灰輕骨料混凝土。挪威自1987年以來(lái),已應(yīng)用高性能輕骨料混凝土建了11座橋梁。
二、輕骨料混凝土的優(yōu)良特性
輕骨料混凝土的強(qiáng)度等級(jí)用CL表示。強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到CL30及以上者稱(chēng)為高強(qiáng)輕骨料混凝土一般來(lái)說(shuō),高強(qiáng)輕骨料混凝土有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)輕質(zhì)高強(qiáng):顧名思義,輕骨料混凝土采用輕骨料代替普通沙石材料,可以使得混凝土構(gòu)件在承載力相同的條件下,減輕自重達(dá)20 %~40 %。這樣的優(yōu)勢(shì),為設(shè)計(jì)施工提供了很大的方便。
(2)抗震性能好:由于地震力和上部結(jié)構(gòu)的自重成正比,因此,當(dāng)結(jié)構(gòu)采用輕骨料混凝土后,自重會(huì)明顯的下降,也就降低了地震力,減少了地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用,提升了結(jié)構(gòu)的抗震性能。同時(shí),由于輕骨料混凝土的彈性模量比同等級(jí)的普通混凝土低,結(jié)構(gòu)的自振周期將變長(zhǎng),對(duì)沖擊能量的吸收快,變形能力增強(qiáng),不容易遭受外力的破壞。
(3)抗裂性好:由于輕骨料混凝土相比普通混凝土有較小的熱膨脹系數(shù)和彈性模量,導(dǎo)致冷縮和干縮作用引起的拉應(yīng)力小與普通混凝土材料,這樣的表現(xiàn)就導(dǎo)致了輕骨料混凝土構(gòu)件的抗裂性能優(yōu)于普通混凝土,這對(duì)改善結(jié)構(gòu)的耐久性,延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命是非常有利的,并有助于降低結(jié)構(gòu)在使用期間的維護(hù)費(fèi)用。
(4)耐久性好:使用輕骨料能有效避免混凝土的堿集料反應(yīng)問(wèn)題,延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命。同時(shí)由于輕骨料混凝土的骨料—基材界面粘結(jié)牢固,具有一定的自養(yǎng)護(hù)功能和水泥砂漿品相的質(zhì)量相對(duì)較好等因素,輕骨料混凝土抗有害介質(zhì)侵入的能力也相對(duì)較強(qiáng)。
(5)耐火性好:由于輕骨料混凝土采用的是粉煤灰,煤矸石等骨料,而這些骨料都經(jīng)歷高溫歷練,有良好的耐火性能,使得輕骨料混凝土熱工性能好,用以建造的建筑和結(jié)構(gòu)的耐火性能好。一般建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí),普通混凝土耐火1h,而輕骨料混凝土可耐火4h.
(6)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益好:輕骨料混凝土的骨料通通常來(lái)自工業(yè)廢渣、煤礦的煤矸石、火力發(fā)電站的粉煤灰等,可降低混凝土的生產(chǎn)成本,并變廢為用,減少占用農(nóng)田,減輕環(huán)境污染,具有良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
三、輕骨料混凝土的缺點(diǎn)和發(fā)展前景
(1)輕骨料性能的完善:如今的親故料混凝土雖然具有上述輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。但研究表明,高性能輕骨料混凝土的拉壓比要小于相同強(qiáng)度等級(jí)的普通混凝土,且隨著強(qiáng)度的提高,其脆性相應(yīng)增大,脆性問(wèn)題使得高強(qiáng)材料的優(yōu)越性得不到充分發(fā)揮、限制了其在工程中的應(yīng)用。因此,如何提高高性能輕骨料混凝土的韌性、提高其拉壓比,同時(shí)又能保持其輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn),成為當(dāng)前高性能輕骨料混凝土研究和應(yīng)用中迫切需要解決的問(wèn)題之一。
(2)輕骨料生產(chǎn)工藝和設(shè)備的更新:目前輕骨料混凝土配制過(guò)程中存在如下問(wèn)題: ①為降低輕骨料的吸水率 ,改善新拌輕骨料混凝土的工作性 ,普遍在其表面涂蠟、 聚苯乙烯乳液等防水材料或施工前預(yù)濕輕骨料。 這些做法降低輕骨料混凝土的力學(xué)性能或降低其抗凍耐久性 ,并使生產(chǎn)制作變得復(fù)雜; ②在大的初始坍落度時(shí) ,輕骨料易上浮離析 ,采用振搗施工時(shí)尤為突出 ,使硬化后混凝土的均質(zhì)性差 ,耐久性下降 ,并降低其力學(xué)性能; ③提高水泥摻量 ,雖能改善新拌混凝土的工作性 ,但增大了輕骨料混凝土的收縮裂縫和溫度裂縫引起的危害 ,降低混凝土的耐久性 ,同時(shí)又增加工程造價(jià)。 因此 ,工程結(jié)構(gòu)迫切需要制作簡(jiǎn)單、 工作性好、 能免振搗自密實(shí)施工、 硬化后質(zhì)量好、 體積穩(wěn)定性好、 高耐久、 經(jīng)濟(jì)的高性能輕骨料混凝土。。
(3)已有發(fā)展:①輕骨料品種的結(jié)構(gòu)組成有較大變化:如今以粉煤灰、尾礦粉和河川污泥為主要原料的綠色輕骨料正在大量推廣應(yīng)用。②輕骨料混凝土及其應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展: CL40以上的高強(qiáng)性能陶?;炷恋膹V泛應(yīng)用以及輕骨料混凝土泵送施工的普及。③輕骨料生產(chǎn)工藝設(shè)備的更新:原材料的微米磨細(xì)技術(shù)和無(wú)膠結(jié)料陶粒成球技術(shù)得到推廣應(yīng)用,破碎型粒的破碎新技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及利用化學(xué)工業(yè)廢料加工成的節(jié)能燃料的成功開(kāi)發(fā)。
四、總結(jié)
輕骨料混凝土的開(kāi)發(fā)和利用,為混凝土的發(fā)展和變革添了重要的一筆。。相比普通混凝土,輕骨料混凝土的優(yōu)異性能使得混凝土的應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊。但輕骨料混凝土也存在著一些缺陷,對(duì)于這些缺陷,目前人們的主要解決辦法在于添加相應(yīng)的纖維材料和高聚物等,以提高韌性和其他性能。但是這些還是沒(méi)有很好的解決輕骨料混凝土存在的問(wèn)題,還有待于研究。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu);受力;力學(xué)性能
中圖分類(lèi)號(hào):TU528.571文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1009-9166(2010)014(C)-0165-01
一、矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
由于圓鋼管對(duì)核心混凝土起到了有效的約束,使混凝土的強(qiáng)度得到了提高,塑性和韌性大為改善,且國(guó)內(nèi)外對(duì)圓鋼管混凝土的力學(xué)性能研究較為系統(tǒng)而深入,因此在實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用。矩形鋼管對(duì)核心砼的約束效果雖不如圓鋼管顯著,但矩形鋼管混凝土仍有良好的效果,除了外形美觀,與梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單、連接方便等優(yōu)點(diǎn)外,還具有能有效提高構(gòu)件的延性及有利于防火、抗火等特點(diǎn)。
二、矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)介
圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中應(yīng)用越來(lái)越多,而方、矩形鋼管混凝土的工程實(shí)踐則很少見(jiàn),原因之一是缺乏有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程。目前對(duì)矩形鋼管混凝土構(gòu)件力學(xué)性能的研究還不夠完整、系統(tǒng),計(jì)算方法采用參考方鋼管混凝土的計(jì)算方法,但從直觀上看,它與方鋼管混凝土構(gòu)件的內(nèi)部受力不同,如下圖所示。對(duì)于矩形鋼管混凝土構(gòu)件,矩形鋼管對(duì)混凝土長(zhǎng)邊的最大約束力和短邊的最大約束力不相等,而方鋼管對(duì)混凝土各面上的最大約束力是相等的,這就給理論研究增加了一定的難度。若忽略鋼管約束而引起的構(gòu)件強(qiáng)度提高,僅對(duì)混凝土和鋼管部分進(jìn)行簡(jiǎn)單疊加,就降低了該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì),所以需要對(duì)矩形鋼管混凝土構(gòu)件進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
(a)方形截面混凝土約束力示意
(b) 矩形截面混凝土約束力示意
方、矩形截面混凝土約束力示意圖
以往對(duì)矩形鋼管混凝土力學(xué)性能的研究和目前對(duì)矩形鋼管混凝土構(gòu)件計(jì)算多限于應(yīng)用已成熟的鋼管混凝土構(gòu)件的相應(yīng)公式,主要對(duì)其差異進(jìn)行調(diào)整、修正的方法。文獻(xiàn)[1]在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,考慮了矩形截面長(zhǎng)寬比的影響,對(duì)方形鋼管混凝土短柱軸壓公式進(jìn)行了修正,提出了矩形截面鋼管混凝土短柱承載力的計(jì)算公式。文獻(xiàn)[2]對(duì)四根長(zhǎng)寬比為1、1.2、1.36和1.5矩形鋼管混凝土柱進(jìn)行了軸壓和同樣長(zhǎng)寬比下的偏心受壓試驗(yàn)研究,比較了矩形鋼管混凝土和方鋼管混凝土在軸壓和壓彎計(jì)算時(shí)的差異,同時(shí)對(duì)矩形鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算采用折減后的約束系數(shù)修正方鋼管混凝土軸壓承載力計(jì)算公式。文獻(xiàn)[3]提出了用截面形狀系數(shù)而不是傳統(tǒng)的長(zhǎng)寬比來(lái)修正圓鋼管混凝土軸壓短柱承載力公式,通過(guò)5個(gè)軸壓矩形鋼管混凝土短柱試驗(yàn),在分析其試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合前人研究的試件試驗(yàn)數(shù)據(jù),回歸出了相應(yīng)的修正系數(shù)公式。還有研究者通過(guò)理論分析,發(fā)現(xiàn)在一定的參數(shù)范圍內(nèi)矩形鋼管混凝土承載力的計(jì)算可以采用方形鋼管混凝土構(gòu)件的公式,文獻(xiàn)[4]采用了等效截面的方法(即含鋼率和約束系數(shù)都相同)比較了各種截面鋼管混凝土軸心受壓時(shí)的工作性能。利用增量格式的拉格朗日表述,建立了三維有限元模型,同時(shí)考慮了材料非線(xiàn)性和幾何非線(xiàn)性,對(duì)長(zhǎng)寬比分別為1.47、1.94和2.4的3個(gè)矩形截面進(jìn)行了計(jì)算,并認(rèn)為在長(zhǎng)寬比不大于2.4的情況下,矩形截面可近似等效為正方形截面,采取相同的軸壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。還有文獻(xiàn)[5]進(jìn)行了44根矩形鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱的試驗(yàn),考慮了含鋼率、鋼種、混凝土強(qiáng)度等級(jí)和長(zhǎng)寬比等因素的影響,采用數(shù)值分析的方法,以試驗(yàn)為基礎(chǔ),分離鋼管和核心混凝土的受力,提出了方形、矩形鋼管高強(qiáng)混凝土中核心混凝土和鋼材的縱向應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系。
三、采用在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)
軸壓力學(xué)性能的研究方法初探
由于在圓鋼管混凝土中,鋼管對(duì)混凝土的約束是均勻的,對(duì)于等側(cè)壓力作用下的三向受壓混凝土的研究已相當(dāng)成熟,所以大大減少了研究者從理論上分析其承載力公式的難度。方形和矩形鋼管混凝土中的鋼管對(duì)混凝土的約束力是不均勻的,方截面兩個(gè)面上的最大約束力是相等的,而矩形截面兩個(gè)面上的最大約束力是不相等的,對(duì)于核心混凝土在不均勻、不等側(cè)壓力作用下的混凝土強(qiáng)度與不等側(cè)壓力之間的關(guān)系目前還沒(méi)有此方面的研究,這就增加了從理論上推導(dǎo)矩形鋼管混凝土極限承載力公式的難度,而建立在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,考慮重要參數(shù)對(duì)承載力的影響,進(jìn)行多元線(xiàn)性回歸而得出來(lái)的極限承載力公式具有簡(jiǎn)單、可靠的特點(diǎn),為極限承載力的預(yù)測(cè)和評(píng)估提供了一種簡(jiǎn)便的方法。
作者單位:陜西科技大學(xué)
作者簡(jiǎn)介:梁鑫(1972― ),男,陜西省永壽縣人,陜西科技大學(xué),工程師。
參考文獻(xiàn):
[1]蔣濤,沈之容,余志偉.矩形鋼管混凝土軸壓短柱承載力計(jì)算.特種結(jié)構(gòu),2002,19(2):4―6.
[2]王蕾,江雪.矩形鋼管混凝土短柱受壓承載力計(jì)算.桂林工學(xué)院報(bào),2003,10(4):441―444.
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關(guān)鍵詞:鋼骨架輕型板,優(yōu)點(diǎn)
一、工程概況
本工程為山東萊鋼永鋒鋼鐵有限公司450m高爐及有關(guān)設(shè)施升級(jí)改造項(xiàng)目原
料場(chǎng)工程一次轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)配電室。根據(jù)甲方提供的地質(zhì)勘探報(bào)告,基礎(chǔ)坐落于第二層粉土上,地基承載力特征值為100Kpa。基礎(chǔ)采用墻下條基,上部結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu),因地質(zhì)條件與施工工期限制,屋面板采用鋼骨架輕型板。
二、鋼骨架輕型屋面板
鋼骨架輕型板由鋼骨架、鋼絲網(wǎng)、BAS輕質(zhì)芯材復(fù)合而成,是集承重、隔熱、保溫、防水、防火等性能于一身的新型建筑構(gòu)件。適用于抗震設(shè)防列度≤8度地區(qū)的一般多、低層民用建筑、單層廠(chǎng)房及加層改造或要求采用輕型樓板及屋面板的建筑。可用于無(wú)侵蝕性介質(zhì)、板底表面溫度不大于100℃的建筑。結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全等級(jí)二級(jí),設(shè)計(jì)使用年限50年。
三、鋼骨架輕型板材的優(yōu)點(diǎn)
1.輕質(zhì):芯材采用BAS無(wú)機(jī)輕質(zhì)芯材,容重僅為300—500kg/m³,板自重為0.5—1.0kN/㎡,僅為傳統(tǒng)屋面重量的1/4。
2.高強(qiáng):采用輕鋼骨架與BAS無(wú)機(jī)輕質(zhì)芯材的組合結(jié)構(gòu),保持了傳統(tǒng)鋼筋混凝土板安全度高的優(yōu)點(diǎn)。允許外加荷載設(shè)計(jì)值≥1.5kN/㎡,破壞荷載可達(dá)4 kN/㎡。
3.耐久:主要材料均為無(wú)機(jī)材質(zhì),抗老化能力強(qiáng),耐久性好,能有效抵抗酸、堿、水汽的侵蝕.
4.保溫隔熱:BAS無(wú)機(jī)輕質(zhì)芯材具有優(yōu)良的保溫性能,導(dǎo)熱系數(shù)低,整板傳熱系數(shù)為0.5—0.8 w/m²k,滿(mǎn)足屋面保溫設(shè)計(jì)要求。
5.防水:采用專(zhuān)用防水耐磨涂層作為板材表面自帶的防水層,且可根據(jù)需要在其上附加其它各種防水作法,形成天基板屋面多道設(shè)防的復(fù)合防水體系。
6.防火:在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下,耐火極限可達(dá)90分鐘,燃燒過(guò)程中不爆裂,不放出任何有毒氣體,無(wú)異味,無(wú)煙氣,既具有優(yōu)良的耐火性能,又符合現(xiàn)代建筑的環(huán)保要求。
7.抗震:輕質(zhì)板材有利于建筑抗震,配合板材合理的抗震連接作法,能滿(mǎn)足8度地震設(shè)防烈度要求。且地震發(fā)生時(shí),板材造成的次生傷害小。
8.隔聲:平均隔聲量40db,具有優(yōu)良的隔聲效果。
9.泄爆:能用作建筑物的泄爆屋面。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。爆炸發(fā)生時(shí),屋面板芯材粉碎,瞬間釋放爆炸能量,既達(dá)到泄爆目的,又不會(huì)產(chǎn)生次生傷害。
10.美觀:可根據(jù)用戶(hù)需要制成彩色板面或做其他裝飾處理,外形輕巧美觀,富有時(shí)代氣息。
11.使用靈活方便:板型規(guī)格根據(jù)建筑物特點(diǎn)量身訂做,使用時(shí)無(wú)須鋪設(shè)檁條,板上可開(kāi)洞、安裝采光罩、出屋面管道、風(fēng)機(jī)等。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
12.維護(hù)簡(jiǎn)單:正常使用時(shí)無(wú)需特別維護(hù),使用成本低。當(dāng)局部損壞可在屋面直接修復(fù),如確有換板必要時(shí),亦可單板更換,不影響整體結(jié)構(gòu)。
13.經(jīng)濟(jì):采用天基板可明顯節(jié)約支撐系統(tǒng)用鋼量,縮短施工周期,綜合經(jīng)濟(jì)效益明顯。
四、結(jié)語(yǔ)
采用鋼骨架輕型板材可實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化且降低施工難度,免去了混凝土屋面板的繁瑣的施工和后期保養(yǎng)程序,在更好的滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)大大縮短了施工周期。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。輕鋼骨架為板主要受力部件,骨架斷面按承載力和跨度要求調(diào)整,輕質(zhì)無(wú)機(jī)芯材為填充材料,其厚度可根據(jù)保溫要求調(diào)整。板型靈活,可與混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)配套使用,不受固定模具限制,可以按照建筑設(shè)計(jì)要求配板,最大限度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:市政道橋;高強(qiáng)混凝土;應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào):TU99文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1、市政道橋施工中高強(qiáng)度混凝土的概況分析
1.1、高強(qiáng)度混凝土的特點(diǎn)
(1)環(huán)保性好
高強(qiáng)度混凝土通過(guò)減少混凝土的使用,可以節(jié)約在橋梁建筑工程中煤、礦石、砂、水、土地等能源的消耗。此外,能有效減少?gòu)U渣和有害氣體的排放,有效降低維護(hù)費(fèi)用,達(dá)到節(jié)能減排的目的,其環(huán)保性較好。
(2)經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)
高強(qiáng)度混凝土比普通水泥的水泥用量少,不但能夠降低減水劑的使用量,而且能節(jié)約水泥使用成本,達(dá)到節(jié)省原材料成本的目的。一些特殊工程,如跨海大橋中使用的混凝土要摻入抗?jié)B劑、抗腐劑等各種外加劑,此外,普通混凝土的耐久性和強(qiáng)度不夠,在使用中容易出現(xiàn)病害,后期維護(hù)費(fèi)高,而高強(qiáng)度混凝土的使用能夠有效節(jié)省這些成本。
(3)適應(yīng)性好
混凝土橋梁工程逐漸向大跨度與高負(fù)荷力方向發(fā)展,要讓混凝土的拌合物具備高強(qiáng)度并且便于澆灌,在施工中不能出現(xiàn)離析現(xiàn)象,能廣泛應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力箱梁、混凝土鋼管拱橋、斜拉橋塔等各類(lèi)橋梁施工。性能好的混凝土能保證澆灌的質(zhì)量,確保其強(qiáng)度、密實(shí)性、穩(wěn)定性和耐久性。在配置高強(qiáng)度混凝土?xí)r要用大量的細(xì)礦渣并改善其粘性。
(4)耐久性高
混凝土耐久性指的是其抵抗化學(xué)腐蝕、大氣作用、磨損等劣化環(huán)境的能力。劣化的誘因主要是混凝土內(nèi)含有部分有害物及水分,因此,混凝土的強(qiáng)密實(shí)性是其高耐久性的有利保障。要獲得混凝土的強(qiáng)密實(shí)性,必須控制水量,少用水泥并摻入高活性礦物質(zhì),使有害物質(zhì)及水分不被滲入,由此得到混凝土的高耐久性。
(5)強(qiáng)度高
對(duì)于混凝土而言,最根本的要求就是強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。由于混凝土結(jié)構(gòu)各不相同,對(duì)于強(qiáng)度的要求也很難統(tǒng)一。例如,在道路橋梁工程中,要求混凝土的強(qiáng)度非常高,因此,使用高強(qiáng)度混凝土能達(dá)到穩(wěn)固橋梁構(gòu)造的作用。
1.2、市政道橋建設(shè)施工中應(yīng)用高強(qiáng)度混凝土的優(yōu)勢(shì)
(1)高強(qiáng)度混凝土符合施工需要
高強(qiáng)度混凝土具有耐久性好、強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn),這些特點(diǎn)是橋梁施工的必須條件,基于這種要求,施工單位設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該把應(yīng)用高強(qiáng)度混凝土納入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃。在橋梁施工過(guò)程中使用高強(qiáng)度混凝土不但能使資源發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì),同時(shí)也能縮短施工周期,提高工程效率,大量橋梁工程的實(shí)踐表明,在總荷載中,很大比例的重量是橋梁自身的重量。因此,使用高強(qiáng)度混凝土能夠減輕橋梁自身重量,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐久性,使截面高度降低;前期就達(dá)到高強(qiáng)度,便可加快進(jìn)度,提高工程效率。
(2)高強(qiáng)度混凝土能提升橋梁跨度
現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,對(duì)橋梁跨度也提出了新的要求。隨著我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)的高速發(fā)展,公路、鐵路橋梁建設(shè)所使用的混凝土也隨之變化,強(qiáng)度等級(jí)不斷提高,這些因素都對(duì)混凝土性能要求更高。在我國(guó)大型的跨河、跨江、跨海的橋梁建筑工程中,許多已經(jīng)嘗試使用C50~C60級(jí)泵運(yùn)輸混凝土,如廣東的虎門(mén)大橋和江蘇的楊浦大橋等,從對(duì)高強(qiáng)度混凝土使用的回饋情況可以判斷其能夠很好地提升橋梁的跨預(yù)應(yīng)力。
(3)高強(qiáng)度混凝土能延長(zhǎng)橋梁使用年限
在橋梁建設(shè)中使用高強(qiáng)度混凝土不但能讓資源優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮,而且對(duì)延長(zhǎng)橋梁的使用年限起到很好的促進(jìn)功效,高強(qiáng)度混凝土能有機(jī)結(jié)合其他建筑原材料,效果大大強(qiáng)于普通的混凝土,所以說(shuō)高強(qiáng)度混凝土能有效延長(zhǎng)橋梁的使用年限。世界上其他國(guó)家的高強(qiáng)度混凝土通常用在跨度大的橋梁建設(shè)工程上。例如日本著名的明石海大橋和加拿大的聯(lián)盟大橋等,其使用壽命均較長(zhǎng)。
2、高強(qiáng)度混凝土在市政道橋中的應(yīng)用
2.1、原材料
(1)優(yōu)質(zhì)原材料
高強(qiáng)混凝土它的安定性比水泥好,并且質(zhì)量比水泥穩(wěn)定。一般選用的525#硅酸鹽水泥,同時(shí)還要確定水泥的初凝時(shí)間,其標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量以及活性都要在標(biāo)準(zhǔn)值以上。
(2)粗骨料
粗骨料的強(qiáng)度、表面特征、級(jí)配、雜質(zhì)的含量、含水率、顆粒形狀等都要符合要求。將這些高強(qiáng)度材料混合在一起才能配制出高強(qiáng)混凝土,粗骨料也應(yīng)該選用堅(jiān)硬的石灰?guī)r碎石,因?yàn)榇止橇系牡V物成分能和水泥形成良好界面,同時(shí)還能發(fā)生化學(xué)作用,使材料結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固。卵石的粗骨料可以有效提高拌合物的易性,通常情況下,高強(qiáng)混凝土使用于鋼筋密集的地方,所以集料粒直徑不能太大,并且要保證集料空隙控制在15~25mm,卵石粒直徑應(yīng)該控制在25~30mm內(nèi)。
(3)細(xì)骨料
細(xì)骨料的質(zhì)量好壞影響著高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度,其含泥量、顆粒級(jí)配、云母含量等指標(biāo)都應(yīng)該符合要求。因?yàn)榻啊⒑由?、石英含沙量小,所以?jīng)過(guò)攪拌的混凝土粘稠度很高,難以振搗,所以在施工中不能使用。為了迎合混凝土的易性特點(diǎn),勢(shì)必會(huì)加大水泥用量,從而導(dǎo)致成本的增加,這種混凝土的耐久性不好,在后期會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫的現(xiàn)象。
(4)外加劑
外加劑主要是為了保證混凝土在高流態(tài)、低水灰比特性下獲得高強(qiáng)度的重要材料,它可以有效的緩解、延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間同時(shí)還提高強(qiáng)度硬性,在工程建設(shè)中,減少了水泥的用量,明顯的改善了混凝土的流動(dòng)性和易性,常用的外加劑主要有以一萘磺酸鹽、芳香族樹(shù)脂、萘磺酸鹽,三聚氰胺甲醛縮合物,磺化瑪隆為主要成分。
2.2、高強(qiáng)度混凝土的施工工藝
(1)高強(qiáng)度混凝土在施工的過(guò)程中,水膠比低,因?yàn)樾枰挠盟勘容^少,但是進(jìn)行拌合的時(shí)候卻比較稠,所以應(yīng)用的攪拌設(shè)備必須具有良好的拌合性能。在進(jìn)行高強(qiáng)度混凝土攪拌的時(shí)候,為了保證短時(shí)間內(nèi)的攪拌均勻,可以使用逆流式或者臥鋪式的攪拌設(shè)備。如果選擇應(yīng)用其他的減半設(shè)備,則需要先進(jìn)行一定的實(shí)驗(yàn),保證攪拌后的拌合物具有一定的均勻性之后,才能繼續(xù)投入使用。
(2)在明確高強(qiáng)度混凝土的配置比的時(shí)候,配置人員必須對(duì)不同的材料進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量,并且保證設(shè)備出機(jī)口工作狀態(tài)的穩(wěn)定性,避免產(chǎn)生較大的波動(dòng)。在保證高強(qiáng)度混凝土具有較高精度的稱(chēng)量裝置之后,配置人員還需要對(duì)砂石的含水量進(jìn)行精準(zhǔn)的控制。實(shí)現(xiàn)這一目的,操作人員不僅需要嚴(yán)格檢測(cè)攪拌設(shè)備上的含水量控制和測(cè)定設(shè)備,還需要在進(jìn)行攪拌的時(shí)候,密切注視混凝土的攪拌情況。如果混凝土的攪拌稠度出現(xiàn)一定的波動(dòng),需要進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。
(3)在完成高強(qiáng)度混凝土的攪拌之后,操作人員還需要應(yīng)用泵或者是罐車(chē)實(shí)現(xiàn)對(duì)高強(qiáng)度混凝土的澆筑和運(yùn)輸。如果在進(jìn)行澆筑和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中,工作人員應(yīng)用手推車(chē),不僅會(huì)增加工作難度,還不能完成對(duì)高強(qiáng)度混凝土外加劑的添加,不利于高強(qiáng)度混凝土的配置。
(4)高強(qiáng)度混凝土具有獨(dú)特的特點(diǎn),水灰比小,在制作完成后,一般情況下都不需要泌水或者是需要進(jìn)行少量的泌水。但是,在完成高強(qiáng)度混凝土的澆筑之后,施工人員需要加強(qiáng)對(duì)高強(qiáng)度混凝土的濕度養(yǎng)護(hù),避免因?yàn)楦邚?qiáng)度緩凝土中的含水量太小,而造成高強(qiáng)度混凝土出現(xiàn)塑性裂縫。
(5)高強(qiáng)度緩凝土的制作過(guò)程中,會(huì)應(yīng)用到較多的膠凝材料,需要施工人員重視加強(qiáng)保溫工作,避免混凝土的內(nèi)外溫差產(chǎn)生較大的差異,而產(chǎn)生溫度裂縫。
總之,隨著市政道橋的不斷發(fā)展,混凝土的技術(shù)革命也即將開(kāi)始。高強(qiáng)混凝土由于強(qiáng)度高、耐久性好、變形小等特性,可以滿(mǎn)足建筑需求:橋梁結(jié)構(gòu)、承載標(biāo)準(zhǔn)、承受惡劣環(huán)境等,所以能夠適用于現(xiàn)代橋梁建設(shè)當(dāng)中。同時(shí)這種高強(qiáng)混凝土減小了橋梁構(gòu)架的界面,增大了橋梁的使用面積,在一定程度上,還降低了工程造價(jià)成本。
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【關(guān)鍵詞】輕骨料混凝土建筑工程施工
中圖分類(lèi)號(hào): TV331 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一.引言
不論是人造輕骨料混凝土應(yīng)用的早期還是現(xiàn)在,在我國(guó)主要還是用于墻體結(jié)構(gòu),其中包括工業(yè)與民用建筑的各種墻板及小型空心砌塊等,占人造輕骨料混凝土總量的70~80%。眾所周知,人造輕骨料混凝土在工程中的應(yīng)用技術(shù)是與人造輕骨料的生產(chǎn)技術(shù)休戚相關(guān)的,人造輕骨料生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,為提高輕骨料混凝土的性能創(chuàng)造了條件。目前我國(guó)人造輕骨料產(chǎn)品性能結(jié)構(gòu)的發(fā)展更趨于完善,各項(xiàng)技術(shù)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)文件齊全、施工技術(shù)提高,都為人造輕骨料混凝土的應(yīng)用拓展了空間,可根據(jù)不同用途和結(jié)構(gòu)性能要求,配制不同密度等級(jí)和強(qiáng)度等級(jí)輕骨料混凝土,使應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。
二.對(duì)輕骨料混泥土的認(rèn)識(shí)。
輕骨料混凝土(Lightweight aggregate concrete)是指采用輕骨料的混凝土,其表觀密度不大于1900kg/m3。所謂輕骨料是為了減輕混凝土的質(zhì)量以及提高熱工效果為目的而采用的骨料,其表觀密度要比普通骨料低。人造輕骨料又稱(chēng)為陶粒。
輕骨料混凝土具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫和耐火等特點(diǎn),并且變形性能良好,彈性模量較低,在一般情況下收縮和徐變也較大。
輕骨料混凝土應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑及其他工程,可減輕結(jié)構(gòu)自重、節(jié)約材料用量、提高構(gòu)件運(yùn)輸和吊裝效率、減少地基荷載及改善建筑物功能等。
輕骨料混凝土按其在建筑工程中的用途不同,分為保溫輕骨料混凝土、結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土和結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土。此外,輕骨料混凝土還可以用作耐熱混凝土,代替窯爐內(nèi)襯。
以天然多孔輕骨料或人造陶粒作粗骨料,天然砂或輕砂作細(xì)骨料,用硅酸鹽水泥、水和外加劑(或不摻外加劑)按配合比要求配制而成的干表觀密度不大于1950kg/m3的混凝土。
輕骨料混凝土具有密度小、保溫性好、抗震性好等優(yōu)點(diǎn),適用于高層及大跨度建筑。
輕骨料的技術(shù)要求。
輕骨料的技術(shù)要求主要有顆粒級(jí)配 堆積密度、粒型系數(shù)、筒壓強(qiáng)度(高強(qiáng)輕粗骨料尚應(yīng)檢測(cè)強(qiáng)度等級(jí))和吸水率等。此外,軟化系數(shù)、燒失量、有毒物質(zhì)含量等也應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。
輕骨料的驗(yàn)收、存儲(chǔ)和運(yùn)輸。
輕骨料的性能變化范圍較大,對(duì)所拌}昆凝土的質(zhì)量影響也較大,故應(yīng)重視其驗(yàn)收、存儲(chǔ)和運(yùn)輸。
輕骨料應(yīng)按品種、種類(lèi)、密度等級(jí)和質(zhì)量等級(jí)分批檢驗(yàn)與驗(yàn)收,每200m3為一批,不足200m,以一批論,樣品的抽樣應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。輕骨料出廠(chǎng)時(shí),生產(chǎn)廠(chǎng)應(yīng)提供質(zhì)量合格證書(shū),其內(nèi)容包括品種名稱(chēng)及生產(chǎn)名稱(chēng)、合格證編號(hào)及發(fā)放日期、批量編號(hào)及供貨數(shù)量、檢驗(yàn)部門(mén)及檢驗(yàn)人員簽字蓋章。輕骨料應(yīng)按品種、密度級(jí)別、質(zhì)量等級(jí)和顆粒級(jí)配類(lèi)別分別堆放,必要時(shí),應(yīng)有防雨淋措施。可采用車(chē)、船封裝或袋裝運(yùn)輸。運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免污染、壓碎,并應(yīng)采取措施以防飛塵飛揚(yáng)。
三. 輕骨料混凝土在建筑施工中的技術(shù)性能。
輕骨料混凝土的技術(shù)性能主要有拌合物的工作性和硬化輕骨料混凝土的體積密度、強(qiáng)度、保溫性能、變形性能和耐久性。
拌合物的工作性。由于輕骨料表面粗糙,吸水率較大,故對(duì)拌合物的流動(dòng)性影響較大。為準(zhǔn)確控制流動(dòng)性,常將輕骨料混凝土的拌合水量(總用水量)分成附加水量和凈用水量?jī)刹糠?。附加水量是輕骨料吸收的,其數(shù)量相當(dāng)于1h的吸水量,這部分水量對(duì)拌合物的工作性作用不大;凈用水量是指不包括輕骨料1h吸水量的拌合用水量,該部分水量是拌合物流動(dòng)性的主要影響因素。附加水量及凈水量之和為總用水量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輕骨料1h的吸水率的規(guī)定是粉煤灰陶粒不大于22%,粘土陶粒和頁(yè)巖陶粒不大于10%。同普通混凝土一樣,拌合水量過(guò)大,流動(dòng)l生可加大,但會(huì)降低其強(qiáng)度,對(duì)輕骨料混凝土,拌合水量過(guò)大還會(huì)造成輕骨料上浮,造成離析,故要控制用水量。選擇坍落度指標(biāo)時(shí),考慮到振搗成型時(shí)輕骨料吸入的水可能釋出,加大流動(dòng)性,故應(yīng)比普通混凝土拌合物的坍落度值低10―20ram。輕骨料混凝土與普通混凝土一樣,砂率是影響拌合物的工作性的另一主要因素。尤其是采用輕砂時(shí),隨著砂率的提高,拌合物的工作性有所改善。
體積密度。與普通混凝土不同,輕骨料混凝土的體積密度范圍變化較大,而且直接與硬化后輕骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、抗?jié)B性、抗凍性有關(guān)系,故以體積密度為其主要的技術(shù)指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō),輕骨料混凝土的密度等級(jí)越小,其強(qiáng)度越低,導(dǎo)熱系數(shù)越小,抗?jié)B性越差。因輕骨料的體積占輕骨料混凝土總體積的70%以上,故輕骨料混凝土的體積密度主要決定于其粗細(xì)輕骨料的體積密度。
強(qiáng)度。由于輕骨料表面粗糙,且內(nèi)部孔隙率高,故吸水率較高。當(dāng)與水泥、水拌合時(shí),骨料表面吸附水泥漿的能力較強(qiáng),若骨料拌合前沒(méi)有吸水飽和,還可吸收連接面水泥漿中的水分,降低水灰比,從而提高連接面的強(qiáng)度;另一方面在水泥漿硬化過(guò)程中,輕骨料吸附的水分又可緩慢釋出,養(yǎng)護(hù)連接面水泥硬化層,進(jìn)一步加快水泥石與骨料的連接面向強(qiáng)度發(fā)展。因此,輕骨料(尤其是輕粗骨料)與水泥石間有較高的粘結(jié)強(qiáng)度。但與普通混凝土不同,由于輕粗骨料本身的強(qiáng)度較普通石子為低,故輕骨料混凝土在外力作用下的破壞不是沿連接面,而是輕骨料本身先破壞。對(duì)低強(qiáng)度的輕骨料混凝土,破壞也可能使水泥石先開(kāi)裂。故輕骨料的強(qiáng)度除與水泥強(qiáng)度、水灰比、齡期、養(yǎng)護(hù)條件等因素有關(guān)外,還直接與輕粗骨料的強(qiáng)度有關(guān)。輕骨料混凝土的強(qiáng)度和體積密度是說(shuō)明其性能的主要指標(biāo)。
變形性能。輕骨料混凝土較普通混凝土的彈性模量小25%~65%,而且不同強(qiáng)度等級(jí)的輕骨料混凝土彈性模量可相差3倍之多。由于輕骨料的彈性模量較普通骨料小,所以不能有效抵抗水泥石于縮變形,故輕骨料混凝土的干縮和徐變較大。同強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土構(gòu)件的軸向收縮值約為普通混凝土的1~1.5倍。輕骨料混凝土這種變形的特點(diǎn),在設(shè)計(jì)和施T中都應(yīng)給予足夠的重視。
導(dǎo)熱性。由于輕骨料具有較多孑L隙,在硬化混凝土中多以STATCOM 的小信號(hào)模型及控制研究封閉孑L隙的形態(tài)存在,故其導(dǎo)熱系數(shù)較小,可有效提高混凝土的保溫隔熱性,對(duì)建筑物的節(jié)能有重要意義。其導(dǎo)熱系數(shù)直接與密度等級(jí)有關(guān),密度等級(jí)越小,其導(dǎo)熱系數(shù)越小,保溫隔熱性越好。
抗凍性。大量試驗(yàn)表明,輕骨料混凝土具有較好的抗凍性TiN 納米顆粒增強(qiáng)Ni-P復(fù)合鍍層的微觀組織與力學(xué)性能的主要原因是其在正常使用條件下,當(dāng)受凍時(shí)很少達(dá)到孔隙吸水飽和,故孔隙內(nèi)有較大的未被水充滿(mǎn)的空間,當(dāng)外界溫度下降,孔隙內(nèi)水結(jié)冰體積發(fā)生膨脹時(shí)可有效釋放膨脹壓力,故有較高的抗凍能力。輕骨料混凝土較小的導(dǎo)熱系數(shù),也降低了冬季室內(nèi)外溫差在墻體上引起的冷凝現(xiàn)象,故進(jìn)一步降低了凍害作用。結(jié)語(yǔ)總之,輕骨料混凝土無(wú)論在組成、結(jié)構(gòu)還是性能方面,與普通混凝土相比,都有很大的不同。因此開(kāi)展高性能輕骨料混凝土的研究,其意義十分顯著。
四.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述;輕骨料混凝土及其制品在建筑節(jié)能中的應(yīng)用,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)剌p骨料資源情況,恰當(dāng)選擇合理使用,才能使輕骨料混凝土及其制品在建筑節(jié)能中達(dá)到良好的效果,成為建筑節(jié)能中的綠色節(jié)能材料。
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