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        下机能混凝土正在现代建筑工程中的运用-70088.com-金沙乐娱场

        阅读次数: 日期:2011-12-07

        择要:

            戴   要:下机能混凝土是近期混凝土技术发展的重要偏向,外洋学者曾称之为21世纪混凝土。挪威于1986年起首对此停止了研讨,正在1990年由美国国家标准取手艺研究院(NIST)取美国混凝土学会(ACI)配合主理的一次钻研会上正式命名。大会划定下机能混凝土是具有某些机能要求的匀量混凝土,必需接纳严厉的施工工艺,接纳优良质料配制,便于浇捣、不离析、力学性能稳固、晚期强度下、具有韧性和体积稳定性等机能的历久的混凝土,稀奇适用于高层建筑、桥梁和袒露正在严格情况中的建筑结构。
              关键词:下机能 混凝土
         
              1、媒介
              下机能混凝土是近期混凝土技术发展的重要偏向,外洋学者曾称之为21世纪混凝土。挪威于1986年起首对此停止了研讨,正在1990年由美国国家标准取手艺研究院(NIST)取美国混凝土学会(ACI)配合主理的一次钻研会上正式命名。大会划定下机能混凝土是具有某些机能要求的匀量混凝土,必需接纳严厉的施工工艺,接纳优良质料配制,便于浇捣、不离析、力学性能稳固、晚期强度下、具有韧性和体积稳定性等机能的历久的混凝土,稀奇适用于高层建筑、桥梁和袒露正在严格情况中的建筑结构。因为下机能混凝土具有综合的优秀手艺特性,引发了国内外质料界取工程界的普遍正视取存眷。十多年来,世界上很多国度接踵投入了大量的人力、财力、物力停止该项研讨取开辟运用,使下机能混凝土手艺与得了很大的希望,正在质料的挑选、合营比设想、物理力学性能、耐久性、事情性、构造机能以致应用技术等方面皆与得了既有理论基础又有适用代价的科技成果。
              正在1993年,美国混凝土学会部属的技术委员会提出一新的下机能混凝土界说:知足工程特殊要求的种种机能,可包孕易浇捣而不离析,下临时力学性能、下晚期强度、高坚韧性取下体积稳定性,或正在严格情况中使用寿命恒久,而且匀质性优越的混凝土。近年来,美国混凝土学会又给出一个笔墨上较简练的界说:“下机能混凝土是一种要能相符特殊性能综合取匀称性要求的混凝土,此种混凝土每每不能用通例的混凝土组分质料和一般的搅拌、浇捣和养护的风俗做法所得到。”下机能混凝土,最先是用于表征具有高工做度、下强度和下耐久性的混凝土。这类混凝土必需设想成具有高度体积稳定性。为了削减混凝土因为温度膨胀和干缩发生的开裂,必需限定混凝土拌合物中的水泥浆含量。Mehta和Actcin提出的下机能混凝土合营比设想要领限制总水泥浆量为混凝土体积的1/3;许可局部硅酸盐水泥用火山灰或有胶凝性的掺合料去替代。A?tcin曾预言:掺矿渣、粉煤灰、硅粉、亚黏土、稻壳灰和石灰石粉的三元混淆水泥除能够使下机能混凝土的制备更经济中,借能施展它们的超叠感化,改进其新拌取软化时的性子。 
              2、下机能混凝土正在当代工程中的运用
              下机能混凝土手艺正在世界各地胜利天用于许多离岸构造物和长大跨桥梁的制作,Langley等人叙说了几种加拿大一长大跨桥梁所用的拌合物。它们用于主梁、墩部和墩基,硅粉混淆水泥用量为450 Kg/m3,火153L/ m3,引气剂160mL/ m3和高效加水剂3L/ m3。其坍落度约莫正在200mm;露宇量6.1%;1d、3d、28d抗压强度离别为35、52和82 MPa;根蒂根基和其他大块混凝土的混淆水泥用量为307 Kg/m3,粉煤灰133 Kg/m3,用水量靠近,但引气剂和高效加水剂掺量大幅度减小,坍落度约正在185mm;露宇量7%;1d、3d、28d和90d抗压强度离别为10、20、50和76 MPa。凭据加拿大和美国的透水性取氯离子快速渗出尺度要领实行效果注解:两局部混凝土皆显现异常低的渗透性。对下机能混凝土结构的施工,需求异常夸大增强现场实验室实验和质量验收。
              下机能混凝土生长的另外一范畴是下机能沉混凝土,相对钢材,一般混凝土的强度/自重比很低,掺有高效加水剂的高强混凝土则大大进步了该比例;用有大量微孔的沉骨料替代局部一般骨料,便能进一步进步这个比例。因为骨料的质量差别,密度为2000 Kg/m3、抗压强度正在70~80 MPa的下机能沉混凝土正在一些国度曾经商品化并用于构件消费。正在澳大利亚、加拿大、日本、挪威和美国,下机能沉混凝土已用于流动式和漂泊式钻井平台;由于水泥浆和骨料之间的界面粘结强度下,它能够不透水,以是正在腐蚀情况中可以或许很历久。
              接纳掺10~15%硅粉以至更高的混淆水泥配制的超塑化混凝土,具有优秀的粘附力,因而适用于干喷的放射混凝土停止构造修补,那也是下机能混凝土的应用领域之一。
            2.1 下机能混凝土正在高层建筑中的运用。
              下机能混凝土(>40MPa)起首用于30层以上高层建筑物的钢筋混凝土结构,由于这类建筑物下部三分之一的柱子,正在用一般混凝土时断面很大。除节约质料用度中,取钢结构比拟,加速施工速度也是接纳混凝土结构的主要特性,自美国芝加哥正在1965年以50 MPa 混凝土浇注Lake Point Tower的一些柱子以来,北美和其他国家随处皆正在用下机能混凝土制作高层建筑。芝加哥79层的Water Tower Place大楼柱子接纳了60MPa混凝土;多伦多的Scotia Plaza Building和西雅图的Two union Square Building两座建筑物则离别有90 和120MPa强度的下机能混凝土柱子。
              运用实例:
            a、下机能混凝土运用C80高强取下机能混凝土正在沈阳方园大厦、 大西电业园等多项高层建筑钢管混凝土柱中运用。
            b、上海下机能混凝土研讨发域中获得一大批可 喜的结果,个中具有代表性的结果有:中华第一高楼——88层金茂大厦的C40一次泵送到382.5m;来日诰日广场矿渣微粉C80泵收混凝土;正在上海教诲电视台综合楼大体积根蒂根基混凝土,水泥用量只占胶凝质料总量的46%,配制的混凝土浆量丰满,混凝土事情性、粘聚性和抗离析 机能皆非常优秀,强度到达C40的下机能混凝土。
            c 图表:
         

        工程称号
        施 工 日 期
        泵收高度m
        混凝土强度品级
        外加剂
        程度
        上海宾馆
        1981年
        80
        C30
         
        海内抢先
        静安希尔顿
        1987年
        143
        C30
         
        海内抢先
        上海商城
        1988年
        166.25
        C28
        木钙
        国际先辈
        北浦大桥主塔
        1989年
        154
        C40
        南浦1号
        国际先辈
        杨浦大桥主塔
        1993年
        208
        C50
        南浦2号
        国际抢先
        东方明珠
        1994年
        350
        C40
        JRC-ⅡD
        国际抢先
        缓浦大桥东主塔
        1995年
        217
        C50
        JRC-ⅡD
        国际抢先
        金茂大厦
        1997年
        382.5
        C40
        FTH-ⅡC
        国际抢先


            2.2 下机能讲里混凝土 
            a、下机能讲里混凝土研讨的意义
            跟着对交通运输要求的日趋进步,生长“少寿命低保护路面”,接纳下机能讲里混凝土,进步混凝土的抗合强度取耐久性是当前讲里混凝土的发展趋势。
            b、外洋生长状况
            1997年召开的第十六届国际混凝土路面会议,提出路面设想不只要提出均匀强度要求,借应提出耐久性要求。正在将来发展方向中提出抗拉强度达17MPa的超高强混凝土,用于铺筑一连的混凝土路面。进步混凝土讲里外面的致密性、抗渗性都是很重要的,而那是需求经由过程下机能混凝土去实现的。
            c、下机能讲里混凝土的强度
            下机能讲里混凝土的主要特性是具有高抗折强度。运用下机能讲里混凝土能够明显进步讲里的承载才能,延伸使用寿命或减薄道面的厚度以低落工程造价。
            d、下机能讲里混凝土的耐久性
            下机能讲里混凝土的主要特征是具有充足的耐久性,可以或许反抗天气和情况的临时损坏感化,包管正在讲里的设想运用限期内,混凝土可以或许一般事情。
            e、下机能讲里混凝土的变形性子
            (1) 干缩
            讲面板表面积很大,蒸发量大,干缩有可能引发讲面板外面发生膨胀裂痕,需增强养护。
            (2) 抗合弹性模量
            下机能讲里混凝土的抗合弹性模量E,经实测,1级为4.305104Mpa,2级为4.845104Mpa,3级为4.605104Mpa。强度3级的下机能讲里混凝土的合营比中,骨料用量较少,粗骨料最大粒径较小。
            f、运用状况
            运用下机能讲里混凝土发生明显的效益:
            (1) 进步讲里承载力;
            (2) 延伸讲里使用寿命;
            (3) 低落工程造价;
            g、运用实例
            (1)正在美国约莫有70%的公路接纳下机能讲里混凝土:个中北达科他州,1988和1989年炎天,用20000m3混凝土铺筑薄为200 mm的路面,其水胶比为0.43,水泥用量100 Kg/m3、粉煤灰220 Kg/m3;德克萨斯州的路面树模工程也胜利天接纳了那一新质料。
            (2) 青藏铁路建立工程中周全推行运用
            h、结  论
             三个强度级别的下机能讲里混凝土具有极为优秀的品格,质料用度根基不增添或增添不多,可供差别要求的工程挑选运用,制作少寿命低保护的讲里、路面,其社会、经济效益是伟大的,值得鼎力大举推行和络续研讨,增进我国机场水泥混凝土讲里工程和公路路面工程步入新的发展阶段,以顺应日趋增进的对航空和交通运输的需求。
            2.3陆地混凝土结构——进步口岸水工建筑物耐久性研讨研讨提出手艺经济公道、便于推行运用的新型海工高机能混凝土
            大跨桥梁、海底隧道和离岸采油平台,是这类运用的实例。如:
            a、汕头港中深水航道管理工程;
            b、珠江心孤立洋深水航道管理工程;
            c、青岛、宁波北仑等口岸建成了能靠泊二十万吨级油轮和矿石船的深水泊位。
            2.4 免振自密实混凝土(Self-compacting Concrete)
            因为免振自密实混凝土具有非常优越的事情性,使混凝土的添补性、密实性、匀称性获得明显的进步,成为混凝土手艺的一项新的希望而被列为下机能混凝土一族。
            免振自密实混凝土是近十多年因由日本起首研讨开辟并付诸工程运用的一项近代混凝土手艺。因为免振自密实混凝土正在工程上运用能够获得进步混凝土质量、改进混凝土施工操纵、赡养施工乐音和提高劳动生产率、加速施工进度低落工程用度等手艺经济效果,近年来世界各国对此赐与很大的正视取存眷。日本预期到2003年将有1/2的混凝土工程将用免振自密实混凝土浇注。
            望文生义,免振自密实混凝土是正在浇筑时仅靠混凝土本身的重力而不需要任何捣真外力而到达自密实、自流仄的一种混凝土。免振自密实混凝土应具有三个特性:
            (1)流动性;
         (2)优越的稳定性——不离析;
         (3)钢筋和模板中的任何间隙,具有优越的经由过程才能,不发生壅塞。
              凭据上述三个特性的要求,免振自密实混凝土配制的道理取要领科述以下:
              新拌混凝土的物相属粒子悬浮体,其连续介质是水泥浆体,也就是液相而混凝土中的集料则为固相。正在一切粒子悬浮体中,流动性取粒子离析间的均衡是必须的。新拌免振自密实混凝土要正在没有外力作用下充裕挖真混凝土模板中的统统闲暇并到达密实,更是要兼具优越的流动性取稳定性。
              为得到下流动性,起首要减小颗粒间的摩擦阻力。掺入超塑化剂以减小颗粒的表面张力虽然十分必要,但从免振自密实的机能要求看,仅靠掺超塑化剂借难以到达,借需掺入一定数量的超细物料。
              为获得优越的稳定性,使物料不离析,其液相必须具有恰当的流变性,才气既不发生泌火又防备颗粒的离析。为到达此要求,一样也需掺入适当的颗粒尺寸<0.25mm的细填料,偶然借需掺入粘度改性剂(增粘剂)。
              为使混凝土能流通天经由过程钢筋和模板中的任何间隙而不发生壅塞,除需凭据工程构造的设想选定适宜的集料粒径和描写中,液相的体积量及其流变性子也是主要的参数。其流变性子是按流变学的宾汉姆型用粘度计去评定的,应具有低的屈就应力和恰当的塑性粘度。
              按流变学的看法,免振自密实混凝土的基体是自在活动的超细浆体,该浆体是由水泥取超细物料配合构成的,其流动性随围绕固体粒子的浆膜层厚度的增大而进步,而浆膜层的厚度只要正在浆体已布满固体颗粒间的闲暇后才气构成,因而,浆体的厚度遭到固体颗粒的描写影响。关于浆体而言,除要求具有下流动性中,借需具有充足的下粘度,必需成为下粘性的牛顿液体,才气防备离析。
              免振自密实混凝土的配制工艺流程如图所示。
          火 泥
           ↓
          超细搀和料  火  超塑化剂
           ↓     ↓   ↓
          自 由 流 动 的 浆 体  细集料
                ↓         ↓
               自 由 流 动 的 砂 浆  粗集料
                     ↓         ↓
                     自 稀 真 混 凝 土
         
              免振自密实混凝土的合营比设想,起首要肯定凭据集料的闲暇含量所需求的液相体积。该液体的构成包孕水泥、火、外加剂和<0.25mm的超细物料。超大型细物料取总集料体积之比(S/A)是免振自密实混凝土合营比设想中的一项主要参数。铭振自密实混凝土的流动性将随S/A的增大而增大,而对弹性模量无显着的影响。水灰比基本上按所需的混凝土抗压强度去肯定。因为免振自密实混凝土的流变行动取组分质料的体积有非常亲切的干系,因而,免振自密实混凝土的合营比设想发起接纳体积比而不消重量比。
            3、下机能混凝土正在机能上尚存正在的题目及其改进的路子
            配制下机能混凝土的特性是低水胶比并掺有充足数目的矿物细掺合料和高效加水剂,从而使混凝土具有综合的优秀的手艺特性,但由此也发生了两个值得正视的机能缺点:(1)自枯燥引发的自膨胀;(2)脆性。
            4、结语
              下机能混凝土的研讨取开辟运用,对传统混凝土的技术性能有了严重的打破,对节能、工程质量、工程经济、情况取劳动保护等方面皆具有严重的意义。能够预期,下机能混凝土正在工程上的应用领域将敏捷扩大,并获得更大、更多的手艺经济效益。
         

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