混凝土家族之“树脂混凝土”by徐变十年
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环氧树脂混凝土摘要:本文对环氧混凝土配合比设计、未硬化环氧树脂混凝土的性能及环氧树脂混凝土的搅拌工艺进行研究分析,并提出自己的观点供参考。
关键词:环氧树脂混凝土设计性能Abstract: in this paper, epoxy concrete mix design, not a hardened epoxy resin concrete and the performance of epoxy resin concrete mixing process to carry on the research analysis, and put forward their own views for reference.Key words: design and performance of epoxy resin concrete0引言:环氧树脂混凝土是以环氧树脂为胶结材料,以砂、石为骨料的混凝土。
是聚合物混凝土中较常见的一种混凝土。
由于完全不使用水泥,因此又称塑料混凝土。
1、环氧树脂混凝土的原材料(1)骨料:细骨料粒径2.5mm~5.0mm,粗骨料粒径10mm~20mm;骨料的强度越高,树脂混凝土的强度也越高,一般骨料的强度是混凝土设计强度的2倍以上。
骨料的含水率应在0.5%以下或为胶结料的0.3%以下。
在骨料中不允许存在危害与树脂反应的杂质、(2)环氧树脂:环氧树脂的用量与骨料的空隙率有关,骨料的空隙率越小,树脂的用量越少,成本也就越经济。
(3)填充料:为降低树脂的用量,降低经济成本,一般在树脂混凝土中掺用填充料,一般是粒径1~30um的惰性材料,诸如石灰石粉、硅石粉、粉砂、粉煤灰、滑石粉等。
而一般工地上常常用水泥做填充料。
填充料不含水分和不吸收水分。
(4)外加剂:主要有固化剂(乙二胺)、增韧剂(邻苯二甲酸二丁酯)、稀释剂(丙酮)2、环氧树脂混凝土的配合比设计原则环氧树脂混凝土配合比的设计合理与否,对环氧树脂混凝土的性能及成本影响较大。
混凝土中的徐变效应原理一、引言混凝土是广泛应用于建筑和桥梁等工程中的一种建筑材料,具有良好的耐久性和强度等特点。
然而,在长时间的使用过程中,混凝土中会出现徐变效应,导致其力学性能和结构稳定性发生变化,从而影响工程的安全性和可靠性。
因此,深入研究混凝土中的徐变效应原理,对于保障工程质量和安全具有重要意义。
二、混凝土中的徐变效应概述1. 徐变效应的定义徐变效应是指在长时间荷载作用下,混凝土材料会发生形变,即随着时间的推移,混凝土的形状和尺寸会发生变化。
这种变化是由于混凝土中的水分和空气等成分不断地向混凝土中的孔隙中渗透,导致混凝土的体积发生变化而引起的。
2. 徐变效应的分类根据荷载的不同,徐变效应可以分为瞬间徐变和持久徐变两种类型。
瞬间徐变是指在荷载作用下,混凝土会发生瞬间的变形,随着荷载消失,变形也会消失;而持久徐变是指混凝土在荷载作用下,发生的形变在荷载消失后仍会保持一定时间,直到达到平衡状态。
三、混凝土中的徐变机制1. 微观机制混凝土中的各种组分在荷载作用下会发生不同程度的变化,其中最主要的是水分和空气。
当混凝土受到荷载作用时,水分和空气会向混凝土中的孔隙中渗透,导致混凝土的体积发生变化。
此外,混凝土中的水化反应也会导致混凝土的体积发生变化,从而引起徐变效应。
2. 宏观机制混凝土的徐变效应还与混凝土的力学性质有关。
在荷载作用下,混凝土中的应力状态发生变化,从而影响混凝土的形变和徐变效应。
此外,混凝土中的微裂纹和孔隙也会对混凝土的徐变效应产生影响。
四、混凝土中的徐变特性1. 徐变速率混凝土的徐变速率是指混凝土在荷载作用下,单位时间内的形变量。
通常情况下,混凝土的徐变速率会随着时间的推移而逐渐减小,直至趋于稳定状态。
2. 徐变量混凝土的徐变量是指混凝土在荷载作用下,发生的形变量。
徐变量通常是一个非常小的值,但是在长时间的荷载作用下,其累积效应可以导致混凝土的结构发生变化。
3. 徐变曲线混凝土的徐变曲线是指混凝土在荷载作用下,徐变量随着时间的推移而发生的变化趋势。
混凝土徐变的产生机理混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程的材料,具有良好的耐久性和强度。
然而,在长期使用和受力下,混凝土会发生徐变现象,这会对结构的稳定性和安全性造成潜在威胁。
本文将深入探讨混凝土徐变的产生机理,以便更好地了解和管理这一问题。
1. 混凝土徐变的定义与分类我们来简单了解一下混凝土徐变的定义与分类。
混凝土徐变是指在恒定应力下,混凝土在一段时间内发生形变的现象。
根据不同的应力状态,混凝土徐变可以分为三类:瞬时徐变、缓慢徐变和快速徐变。
其中,瞬时徐变是指在短时间内即产生的徐变;缓慢徐变是在长时间内逐渐产生的徐变;快速徐变是在相对较短时间内产生的大幅度形变。
2. 徐变的产生机理混凝土徐变的产生机理是一个复杂的过程,涉及多种因素的相互作用。
在探讨徐变机理时,我们可以从以下几个方面进行分析。
2.1. 混凝土的成分和结构混凝土主要由水泥、骨料、粉煤灰等组成,其中水泥起到胶凝剂的作用,骨料则是混凝土的主要骨架。
混凝土的成分和结构对徐变具有重要影响。
水泥中的孔隙结构、骨料的强度和毛细孔隙等因素都会影响混凝土的徐变性能。
2.2. 外界环境和加载条件外界环境和加载条件是影响混凝土徐变的另一个关键因素。
温度变化、湿度、荷载大小和荷载持续时间等都会影响混凝土的应力状态和形变性能。
在设计和施工中,需要充分考虑这些因素的影响,以减少混凝土徐变的发生。
2.3. 徐变的机理与解释混凝土徐变的机理与解释是科学研究的重点之一。
目前,有多种理论和模型用于解释混凝土的徐变机制,如胶凝体背反理论、孔隙水压理论等。
这些理论有助于我们更好地理解混凝土的徐变行为,并为工程实践提供指导。
3. 混凝土徐变的影响和防控混凝土徐变的存在对工程结构的稳定性和安全性造成影响。
长期徐变会导致结构的沉降和形变,增加了结构的应力,从而可能引发裂缝和破坏。
为了防控混凝土徐变引起的问题,可以采取以下措施:3.1. 控制混凝土配合比和性能通过优化混凝土的配合比和选用合适的掺合料,可以改善混凝土的抗徐变性能。
一、徐变的概念:混凝土有动力学特征,即与时间参数有关的重要性质——徐变。
当结构承受某一固定约束变形时,由于徐变性质,其约束应力将随时间下降,很显然这是材料的非弹性性质。
按材料非弹性性质的具体研究内容来说,可分为塑性和徐变两大类。
但塑性和徐变有本质的区别,尽管二者均属砼的重要性能。
二者本质的区别在于,塑性与时间没有关系,只与应力的大小有关,也就是说当应力超过一定数量(常称之为弹性极限)后,材料就会显示出非弹性性质,即塑性,而徐变却是时间的函数。
徐变亦称蠕变,它研究结构材料在任意荷载、任意小的应力作用下,随时间的增长所产生的非弹性性质。
这种性质是由材料内部应力作用下产生的“粘性流动或内部微裂扩展”所引起的,所以,在力学中属于“流变学”的研究范围。
二、徐变对砼结构的影响砼的徐变性质在结构中可能引起两种现象:一种是应力不变(外荷载不变),但变形随时间增加,称为“徐变变形”;如工程实践中常见到荷载作用的构件的挠度随时间而逐渐增加的现象,长期挠度可能达到加荷载时挠度的2~3倍。
另外一种现象是变形不变,但由于徐变作用,其内力随时间的延长而逐渐减少,称为“应力松驰”。
结构材料的徐变变形和应力松称对于研究结构物由变形变化引起的应力状态是很重要的,是必须加以考虑的因素。
比如地基变形、温度变形引起的内力,若不考虑徐变作用计算的结果,会觉的结构本身根本承受不了如此大的荷载,可往往结构本身却没问题.奇妙的“松称周期”当结构承受某一固定约束变形时,由于徐变性质,其约束应力将随时间下降,称之为“应力松驰”。
约束应力降低到一定数值的时间叫做“松弛周期”。
固体,如钢材、岩石等材料应力松驰的相当慢,松弛周期特别长;而液体应力松驰得非常快,松弛周期特别短。
粘性介质的松弛周期介于上述二者之间。
一种结构是粘性的还是脆性的,不仅看材料的物质组成,还要看造成约束应力的作用时间(或者荷载作用时间)比该结构的松弛周期长些还是短些。
实验证明:一种易流动的液体,在高速的子弹射击下,也会象玻璃一样地脆性碎裂。
徐变对混凝土结构的影响摘要:在荷载作用下的应变随时间逐渐增加是由徐变引起的,这种变化时长期作用的结果,但对结构的变形不可忽视,着重研究徐变对混凝土的变性影响,包括有利影响和不利影响,以及在结构设计中的重要性关键词:徐变变形混凝土正文:混凝土在长期持续荷载作用下随时间增长的变形称为徐变。
混凝土的徐变在加荷早期增长较快,然后逐渐减慢,在若干年后增长很少。
一般在两年左右趋于稳定,三年左右徐变即告基本终止、徐变虽然是一个长期的微变形,时间久了,变形量不可忽略。
徐变对结构产生的影响主要是使变形增大,使预应力混凝土的预应力产生损失,使结构或构件产生内力重分布或表面应力重分布,以及引起应力松弛等。
混凝土徐变的影响,在多数情况下是不利的,但徐变引起的内力或应力重分布及应力松弛优势对结构有利。
国内建设的大量高层和超高层建筑近年来越来越多。
在对深业物流中心316m超高层建筑的施工模拟研究。
考虑混凝土收缩徐变对结构的影响,对结构在施工过程中和服役期间的受力状态进行了模拟分析,理论上讲,混凝土徐变有利于高层建筑整体结构变形协调,并有利于减缓整体结构的应力集中。
所以,一般情况下,混凝土徐变对整体结构承载力和稳定的影响较小,然而,对上部连梁和高层建筑中非结构构件的影响很大。
由此,在高层、超高层钢筋混凝土结构混凝土徐变的影响,在结构设计中采取措施,来保证建筑质量和正常使用。
利用有限元分析软件SAP2000,在精确模拟施工计算方法下,计算了考虑结构竖向变形量、竖向变形差以及框架梁的附加内力。
计算结果表明:考虑弹性压缩以及混凝土收缩徐变时,结构竖向变形、变形差、附加内力都随楼层增加先增后减;考虑变形差后,框架梁近柱端剪力和弯矩减小了,近墙端剪力和跨中弯矩增大了。
对存在温度应力的结构,混凝土徐变徐变可能是温度应力降低。
由于水化热的发展和随后的冷却使已受约束的大体积混凝土受到温暖循环变化的影响,大体积混凝土中的徐变本身很可能就是导致开裂的原因。
混凝土家族之“树脂混凝土”
一、定义
树脂混凝土是以环氧树脂为胶结材料,以砂、石为骨料的混凝土。
是聚合物混凝土中较常见的一种混凝土。
由于完全不使用水泥,因此又称塑料混凝土。
二、主要性能特点
树脂混凝土的技术性能主要取决于树脂,主要技术性能如下:
1、主要参数
环氧树脂混凝土的容重一般在20~23kN/m3,抗压强度80~160MPa、抗拉强度10~11MPa、抗折强度17~31MPa、弹性模量1.5×10e4~3.5×10e4MPa、吸水率0.2%~1.0%。
环氧树脂混凝土的徐变与温度有关。
20℃时几乎看不到徐变,60℃时表现为明显的徐变。
2、强度增长快
树脂混凝土的强度增长很快,特别是早期强度高,在正常条件下养护1d,其强度可达28d强度的50%以上,适合于快速抢修工程使用。
3、抗渗性能好
采用普通水泥混凝土的抗渗试验方法检测树脂混凝土的抗渗性能,开始水压为0.2MPa,以后每隔8h增加水压0.2MPa,升压到2MPa再保持8h,未发现渗漏现象。
劈开抗渗试验后的试块检查,水的最大渗入深度不大于5mm。
4、抗冻融性能好
抗冻融试验温度为-15℃~20℃,共进行25次循环,试验前树脂混凝土的抗压强度为69MPa,冻融试验后的抗压强度为67MPa,说明抗冻融性能良好。
5、耐化学性能好
树脂混凝土的耐化学腐蚀性能远远优于一般材料,其耐化学腐蚀性能又因树脂品种而异。
6、粘附性好
与大多数材料粘附性好,是优秀的快速修补材料
三、主要应用
树脂混凝土具有优异的抗渗、抗冻、耐腐蚀性能,强度、抗冲击、耐磨性能也很好,可用于建筑物的地下、屋面防水层及预埋锚栓、修补混凝土裂缝等场合。
树脂混凝土根
据要求可配钢筋,也可不配钢筋使用。
树脂混凝土目前价格也较贵,故限制了其更广泛的应用。
1、成品树脂混凝土排水沟
树脂混凝土构件的表面较光滑,抗腐蚀性能强,不渗水。
可用于制作成品排水沟。
树脂混凝土排水沟目前在中国正逐渐被广大设计师和业主接受,开始应用在城市建筑、道路、隧道、港口码头、机场、高架桥及特大型桥梁等区域。
成品排水沟的优点:
1)产品内壁光滑,不渗水,不粘附垃圾,只要雨水充沛,能达到自净效果;
2)优化的过水断面使水力性能得到提升,大大减少了层间水的留存问题,有效延长了沥青路面的寿命;
3)排水沟是在工厂内按标准制成的成品,产品质量的一致性和可控制性得到保证,无需维护;
4)收水速度快,有效解决暴雨时的桥面积水问题,提高行车安全;
5)强度高,抗多种化学品侵蚀,使用年限长;
6)透水率为零,无冻融现象发生;
7)可按要求自由拼接,施工速度快,不受气温影响。
据报道,目前国内已有“虎门二桥”、“浙江象山跨海大桥”、“浙江杭州湾跨海大桥”等大型桥梁工程项目采用了此类产品。
浙江象山跨海大桥
浙江杭州湾跨海大桥
2、混凝土修补
论文《环氧树脂混凝土在混凝土修补加固中应用》报道了一例采用树脂混凝土修补
混凝土的案例,如下:
3、伸缩缝槽口
论文《环氧树脂混凝土在公路桥梁伸缩缝中的应用》介绍了树脂混凝土在伸缩缝槽
口中的应用,如下:
公路桥梁伸缩缝的施工,过去大多采用高标号混凝土填充梁体与橡胶伸缩体之间的
空隙。
此施工方法的缺点是:车辆在行驶过程中通过伸缩缝时,从混凝土(刚性)直接到
橡胶伸缩体(柔性),易产生“跳车”现象。
在西(安)临(潼)高速公路灞河大桥伸缩缝施工中,梁体与橡胶伸缩体之间采用环氧树脂混凝土填充,由于环氧树脂混凝土具有强度高、抗冲击强度大的特点,较好地解决了车辆在通过桥梁伸缩缝时的“跳车”现象。
论文《桥梁伸缩缝填充环氧树脂混凝土施工技术》介绍了南水北调工程几座桥梁也采用了类似的工艺。
4、钢桥面铺装
论文《环氧树脂混凝土路用性能研究》,针对目前国内外研究的热点和难点问题:大跨径钢桥桥面铺装技术,长沙理工大学钢桥面铺装课题组提出了一种厚度仅为2cm的环氧树脂混凝土(ERC)的新型钢桥面铺装结构,并对这种结构及材料和施工工艺进行了大量研究。
得出结论:ERC是一种强度高,路用性能好的材料,可作为桥面的铺装层或路面表面层;通过经济效益分析可知,用超薄层ERC作为钢桥面铺装材料其造价远低于环氧沥青混凝土,与SMA铺装方案造价相当,且路用性能要比沥青混凝土优越。