高强混凝土的应用

摘要:随着科技长足进展,高层混凝土在民用、工业厂房建筑和大跨度混凝土桥梁的大量修建中使用。扼要介绍高强混凝土的概念、结构性能,以及高强混凝土在我国的应用及其有待研究解决的问题。

关键词:高强混凝土泵送减水剂

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010) 08-013-01

1引言

当今世界民用和工业建筑中,混凝土是应用最广泛的建筑材料。改善混凝土的性能,提高混凝土的强度,是未来建筑结构发展的研究方向,也是推动我国向节能环保和低碳发展的有效途径。

在发达国家中,高强混凝土较早开始研究。我国在60年代也对高强混凝土开始研制工作,但进展缓慢。随着改革开放政策的实施,我国的科研水平也步入了高速发展的阶段。但当前我国高强混凝土的研究仍落后于发达国家。

因此,必须加大对高强混凝土的研究,在建筑业内鼓励使用高标号混凝土,从而提高我国建筑工程的质量和技术水平 。

2高强混凝土的概念

2.1概念

高强混凝土是采用常规水泥、砂石为原材料,并在其中添加高效减水剂或同时添加一定数量的活性矿物材料,使用一般的制作工艺,使新拌混凝土拥有良好的工作性,并在硬化后具有高强高密实性能的水泥混凝土。

2.2高强混凝土的配制

2.2.1水泥品种及用量

高强混凝土水泥C3A含量应低,游离氧化钙、镁等成分越少越好,细度适中即可。我国生产的适用于配制高强混凝土的水泥有硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,水泥的具体用量一般在450～550Kg/m3。

2.2.2水灰比

高强混凝土配制水灰比在有高效减水剂的情况下,最好不大于0.30。降低水灰比以后,由于混凝土中的孔隙率降低,同时水化硅酸钙凝胶得到增强,所以强度能得到提高。未水化的水泥颗粒则作为一种坚强的细微骨料发挥作用。

2.2.3高效减水剂

高效减水剂是阴离子表面活性剂,能使水泥颗粒相互排斥而保持离散状态,从而提高水泥浆的流动性。正因为如此,高效减水剂能促进水泥的水化程度,从而使高强混凝土具备早强的特点。

2.2.4骨料

高强混凝土宜选用级配连续、密实坚硬的粗骨料,细骨料则适宜选用圆形洁净的砂子。

2.2.5矿物掺合料

矿物掺合料能减少混凝土拌合料的用水量,减少泌水和离析现象,还可以减少空隙,有效降低水化热,改善和提高混凝土性能。

3高强混凝土的性质

3.1性能

高强混凝土的应力应变曲线与普通混凝土的形状一样,到达峰值后,混凝土的脆性增加很快。高强混凝土早期强度发展较快,后期强度则缓慢增长。

高强混凝土收缩、徐变都比高水灰比的一般混凝土要小。高强混凝土中的耐久性即抗渗、抗冻融、抗磨以及抗侵蚀能力也明显优于普通强度混凝土。

3.2优点

高强混凝土的重要特点是强度高、变形小,同时有早强的性能,便于浇筑和加快模板周转速度。抗压强度很高,可以增加构件受压承载能力,相应减少构件的截面尺寸,从而减轻结构自重,降低造价。

使用高强混凝土,预应力钢筋混凝土构件可以施加更大的预应力;可以更早地施加预应力;较小的徐变可以降低预应力的损失。高强混凝土还可以在恶劣环境下的构筑物中使用。

3.3不足之处

高强混凝土也有其不足之处。在配制方面,水泥的含泥量必须要低,骨料密实度也要求高。高强混凝土成品的保护往往受到环境因素的影响。高强混凝土防火能力较低,发生高温时,高强混凝土容易发生爆裂。

在材料的性能方面,高强混凝土延性比普通混凝土差。高强混凝土抗裂性能较差,但由于水化初期粉煤灰颗粒对水泥浆体的韧化作用, 所以粉煤灰混凝土能提高混凝土变形能力,延缓混凝土开裂。高强混凝土的抗拉或抗剪强度与抗压强度的比值会随着抗压强度的增长而降低,沿用普通混凝土的构件计算公式将降低高强混凝土结构的安全度。

4高强混凝土在应用中的质量控制要点

高强混凝土的施工质量要制定严格的措施,首先对所有参与操作的人员进行培训和技术交底,安排专职技术人员到现场进行定期抽检,对施工工艺和材料进行把控。还要制定必要的应急计划,防止出现设备损坏或者拌合质量问题。

高强混凝土的材料的配制上,搅拌应采用自动计量装置。当需要手工操作时,必须注意其均匀性和稳定性,提高混凝土的质量。为减缓坍落度随时间损失,可以加入适量的缓凝剂。混凝土搅拌输送车要冲洗干净,将遗留的水分蒸发干净。

高强混凝土在低水灰比的情况下,给施工搅拌和浇捣造成困难。由于高强混凝土粗骨料粒径小,水泥用量大,泵送混凝土是高强混凝土施工的重要方法。高强混凝土的水化热引起的高温会使混凝土强度的后期强度遭受损失,还会因为内外温差导致开裂问题。一般采用合适的原材料,在构件表面采取隔热措施,降低混凝土施工温度。

5结论

当前我国高强混凝土的应用推广上需要解决如下问题:

高强混凝土的施工质量和管理方面需要制定完善行业性的规范,对一些技术控制要点加大监控。高效减水剂的加强研制,高强混凝土脆性问题也是需要关注的一个方面。

总之,高强混凝土的发展水平是一国建筑行业发展程度的体现,我国应加强民企和高校间的产学研合作,推进在高层建筑、大跨度预应力桥梁以及恶劣环境下建筑物等的应用。

参考文献:

[1]康会宾,贾隽.高强混凝土在建筑工程中的发展与应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2006(6).

[2]L.T.Phan.N.J.Carino.D.Duthiuh.E.Garboczi(Eds.).Proceedings of the International Workshop on Fire Performance of High-Strength Concrete,NIST,Gaithersburg(USA),Fe-bruary.1997.