新型混凝土材料的应用
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新型混凝土材料开发及应用一、前言混凝土作为一种常用的建筑材料,在建筑行业中发挥着至关重要的作用。
然而,传统的混凝土材料存在着许多缺点,如易开裂、易受温度影响、易受腐蚀等。
为了解决这些问题,人们研发出了新型的混凝土材料,以提高混凝土的性能和使用寿命。
二、新型混凝土材料的分类1.高性能混凝土(High-performance concrete,HPC)高性能混凝土是一种具有高强度、高耐久性和高抗裂性能的混凝土材料。
其主要特点是使用高强度水泥和优质骨料,以及添加一定量的掺合料和化学添加剂。
其中,掺合料可以改善混凝土的工作性能和耐久性能,化学添加剂可以提高混凝土的性能和稳定性。
2.自密实混凝土(Self-compacting concrete,SCC)自密实混凝土是一种具有自流性、自密实性和自抗渗性的混凝土材料。
其主要特点是使用流动性好的混凝土和特殊的掺合料,以及添加一定量的化学添加剂。
其中,流动性好的混凝土可以使混凝土自流展开,特殊的掺合料可以改善混凝土的自密实性能,化学添加剂可以调节混凝土的流动性和自密实性。
3.自愈合混凝土(Self-healing concrete,SHC)自愈合混凝土是一种具有自修复性能的混凝土材料。
其主要特点是使用一种特殊的微生物和一种特殊的激活剂,以及添加一定量的掺合料和化学添加剂。
其中,微生物可以在混凝土中繁殖生长,激活剂可以促进微生物的生长和分裂,掺合料可以填充混凝土中的裂缝,化学添加剂可以促进混凝土的自愈合过程。
4.高性能纤维混凝土(High-performance fiber reinforced concrete,HPFRC)高性能纤维混凝土是一种具有高强度、高耐久性和高抗裂性能的混凝土材料。
其主要特点是使用高强度水泥和优质骨料,以及添加一定量的合成纤维和化学添加剂。
其中,合成纤维可以改善混凝土的抗拉性能和抗裂性能,化学添加剂可以提高混凝土的性能和稳定性。
三、新型混凝土材料的应用1.建筑结构新型混凝土材料可以被广泛应用于建筑结构中,如高层建筑、大型桥梁、隧道工程、地下室工程等。
新型混凝土材料新型混凝土材料是指采用了新型材料或添加剂的混凝土,其性能和应用领域相对于传统混凝土有所提升。
新型混凝土材料在建筑、交通、水利等领域具有重要的应用价值和意义。
首先,新型混凝土材料在耐久性方面具备了优势。
将纳米材料、具有特殊功能的纤维材料等添加到混凝土中,可以改善其抗裂性、抗渗性和耐久性,减少混凝土的变形和开裂。
这些新型材料的应用大大提高了混凝土的抗风化、抗冻融和耐久性能,使其在复杂的气候环境下依然能够保持良好的使用性能。
其次,新型混凝土材料在强度方面有着显著的提升。
传统混凝土的强度主要通过控制水胶比来获得,但这种方式在一定程度上限制了混凝土的强度发展。
新型混凝土材料的出现打破了这种局限,通过添加超高性能混凝土、高性能纤维混凝土等,可以有效提高混凝土的抗压、抗弯和抗拉强度,使其在承受大荷载和自然灾害等极端情况下能够保持稳定的结构。
此外,新型混凝土材料在施工性能方面也有显著的改进。
传统混凝土施工过程中需要添加大量的水,容易造成浆体流动性差和塌落变形。
而新型混凝土材料利用高性能黏土控制水胶比,在保证浆体流动性的同时,有效降低了水泥用量和混凝土的收缩变形。
这种材料的施工性能优化不仅可以提高施工效率,还能够减少施工过程中的环境污染。
新型混凝土材料的应用领域非常广泛。
在建筑领域,可以应用于高层建筑、桥梁、隧道、堤坝等工程中,提高结构的承载能力和抗震性能。
在交通领域,可以用于道路、机场跑道等路面工程,利用其抗裂性和耐久性能,提高道路的使用寿命。
在水利领域,可以应用于水库大坝、渠道等工程中,增强结构的抗渗和抗冲刷能力。
总之,新型混凝土材料通过改变传统混凝土的成分和结构,使得混凝土在耐久性、强度和施工性能等方面有了显著的改进。
其应用广泛,可以满足各个领域对混凝土材料性能的需求,推动了建筑领域的发展和技术进步。
未来随着新型材料和技术的不断涌现,新型混凝土材料的应用前景将更加广阔。
新型混凝土在土木工程中的应用
新型混凝土是指结合新材料和新工艺制备的混凝土,具有更好的性能、可持续性和环保性。
在土木工程中,新型混凝土已经得到广泛应用,具体包括以下方面:
1.高性能混凝土:采用高强度水泥、矿物掺合料、超细矿粉等新型材料,以及新工艺制备,可以获得高强度、高耐久、高韧性、高抗裂性的混凝土,广泛应用于高层建筑、大型桥梁、隧道等工程中。
2.自密实混凝土:采用特殊掺合料或添加剂,可以在混凝土中形成微观孔隙,使混凝土具有自密实的特性,从而提高混凝土的耐久性和抗渗性能,广泛应用于水利工程、地铁、地下设施等工程中。
3.轻质混凝土:采用轻骨料、泡沫剂等新型材料,可以制备轻质混凝土,具有重量轻、保温隔热、抗震性能好的特点,广泛应用于屋面、隔墙、保温层等工程中。
4.高性能纤维混凝土:采用钢纤维、玻璃纤维等新型材料,可以在混凝土中形成微观骨架,从而提高混凝土的抗拉、抗弯和抗冲击能力,广泛应用于道路、机场、码头等工程中。
5.绿色混凝土:采用矿物掺合料、工业废渣等新型材料,可以降低混凝土的碳排放量、减少对环境的影响,符合可持续发展的要求,广泛应用于城市道路、公园、广场等工程中。
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水泥混凝土路面材料的新型应用技术一、前言水泥混凝土是一种广泛应用于道路、桥梁、机场、码头等基础建设中的材料。
但随着科技的发展,人们对其性能和使用范围的要求也在不断提高。
本文将介绍水泥混凝土路面材料的新型应用技术,包括五种新材料的应用、新工艺的应用以及新技术的应用。
二、新材料的应用1. 纳米硅灰石纳米硅灰石是一种具有微纳米结构的新型材料,其具有优异的水泥改性效果和填充效果。
在水泥混凝土中添加适量的纳米硅灰石可以提高其强度、耐久性和抗裂性。
此外,纳米硅灰石还可以改善水泥混凝土的微观结构,增强其抗冻性和耐久性。
2. 高性能纤维高性能纤维是一种具有高强度、高模量和高韧性的新型材料。
在水泥混凝土中添加适量的高性能纤维可以增加其抗裂性和抗冲击性。
此外,高性能纤维还可以改善水泥混凝土的耐久性和抗风化性。
3. 硅灰石颗粒硅灰石颗粒是一种具有微纳米结构的新型材料,其具有优异的填充效果和强化效果。
在水泥混凝土中添加适量的硅灰石颗粒可以填充水泥混凝土中的空隙,提高其密实度和耐久性。
此外,硅灰石颗粒还可以提高水泥混凝土的抗冻性、抗风化性和抗碱性。
4. 碳纤维布碳纤维布是一种具有高强度、高模量和高韧性的新型材料。
在水泥混凝土中添加碳纤维布可以增加其抗裂性和抗冲击性。
此外,碳纤维布还可以改善水泥混凝土的耐久性和抗风化性。
5. 智能材料智能材料是一种具有自感应、自诊断、自修复等功能的新型材料。
在水泥混凝土中添加适量的智能材料可以实现对水泥混凝土的实时监测和修复。
此外,智能材料还可以提高水泥混凝土的安全性和可靠性。
三、新工艺的应用1. 超声波测厚超声波测厚是一种利用超声波探头对水泥混凝土进行非接触式测量的新工艺。
该工艺可以快速、准确地测量水泥混凝土的厚度和质量。
此外,超声波测厚还可以检测水泥混凝土中的裂缝和缺陷,提高其安全性和可靠性。
2. 激光测距激光测距是一种利用激光仪器对水泥混凝土进行非接触式测量的新工艺。
该工艺可以快速、准确地测量水泥混凝土的长度、宽度和高度。
新型混凝土材料在海洋工程中的应用随着人类社会的发展,海洋工程的重要性日益突显。
然而,海洋环境的特殊性质给海洋工程的建设带来了极大的挑战。
新型混凝土材料的问世,为海洋工程提供了新的选择。
本文将从新型混凝土材料的种类、特点以及应用等方面,全面探讨其在海洋工程中的应用。
一、新型混凝土材料的种类及特点1、高性能混凝土高性能混凝土是一种具有极高强度、抗渗性和抗冲击性的混凝土材料。
其强度可达到100-150MPa,而传统混凝土的强度只有20-40MPa。
高性能混凝土的抗渗性能与传统混凝土相比有了显著提高,其抗冲击性能也得到了大幅度的提升。
这种材料适用于海洋环境中的港口、码头等工程。
2、自密实混凝土自密实混凝土是一种具有自身密实性能的混凝土材料。
这种材料通过在混凝土中加入特殊的添加剂,可以使混凝土自动密实,从而达到减少水泥用量,提高混凝土密实性和抗渗性的目的。
自密实混凝土的应用范围较广,主要应用于海洋工程中的桥梁、隧道和水坝等工程。
3、高性能纤维混凝土高性能纤维混凝土是一种具有高强度、高韧性和高耐久性的混凝土材料。
其主要成分为水泥、细骨料、粗骨料和特殊纤维。
高性能纤维混凝土的强度可以达到70-90MPa,其抗裂性能和抗冲击性能也很好。
这种材料适用于海洋环境中的堤防、海堤等工程。
4、高性能自流平混凝土高性能自流平混凝土是一种具有自流平性能的混凝土材料。
这种材料通过在混凝土中加入特殊的添加剂,可以使混凝土自动流平,从而达到增强混凝土密实性和抗渗性的目的。
高性能自流平混凝土的应用范围较广,主要应用于海洋工程中的地下工程和水利工程等。
二、新型混凝土材料在海洋工程中的应用1、海洋混凝土平台海洋混凝土平台是一种用于水下工程的基础设施。
新型混凝土材料的强度和耐久性较传统混凝土材料有了大幅度的提升,可以有效地满足海洋混凝土平台的建设需求。
目前,新型混凝土材料已经广泛应用于海洋混凝土平台的建设中。
2、海洋隧道海洋隧道是一种用于水下交通的基础设施。
新型建筑材料植物纤维混凝土的应用近年来,随着人们对环境保护和可持续发展的关注日益增加,对新型建筑材料的需求呈现出快速增长的趋势。
在这一背景下,植物纤维混凝土作为一种新型建筑材料开始受到广泛关注和应用。
本文将重点介绍植物纤维混凝土的特点、应用领域以及与传统混凝土相比的优势。
一、植物纤维混凝土的特点植物纤维混凝土是一种以植物纤维为主要添加剂,并与水泥、砂、骨料等材料混合制成的新型建筑材料。
相比于传统混凝土,植物纤维混凝土具有以下特点:1. 环保可持续性:植物纤维混凝土的生产过程中,采用植物纤维代替部分传统填料,减少了对自然资源的依赖,实现了资源的可持续利用;同时,植物纤维的生物降解性使得混凝土在使用寿命结束后可进行自然分解,减少了对环境的污染。
2. 耐久性和抗裂性增强:植物纤维具有较高的拉伸强度和韧性,能够有效增强混凝土的耐久性和抗裂性,降低混凝土的开裂倾向,提高建筑物的结构稳定性。
3. 减重节能:植物纤维混凝土相比于传统混凝土具有较轻的密度,可以减轻建筑物的自重负荷,降低地基压力,节省建筑材料的使用量;此外,植物纤维的导热性较低,能够有效降低建筑物的热传导,提高建筑的保温性能。
二、植物纤维混凝土的应用领域植物纤维混凝土凭借其独特的特点,在建筑领域中有着广泛的应用。
以下列举几个主要的应用领域:1. 墙体建筑:植物纤维混凝土可以应用于墙体的制造,因其良好的隔声和保温性能,能够提供更好的居住环境。
2. 屋面和地板:植物纤维混凝土可用于屋面和地板的构造,其较轻的密度降低了屋顶和楼板的自重负荷,减轻了结构的压力。
3. 道路和桥梁:植物纤维混凝土在道路和桥梁建设中也有广泛应用,其优异的韧性和抗裂性能能够提高道路和桥梁的承载能力和耐久性。
4. 水槽和水池:植物纤维混凝土具有较好的耐水性能,可用于制造水槽和水池,对于提高水池的密封性和防水性有着显著效果。
三、植物纤维混凝土的优势相比于传统混凝土,植物纤维混凝土具有以下优势:1. 轻质化:植物纤维混凝土的密度较低,可以有效减轻建筑物的自重负荷,降低结构造价。
新型混凝土材料在土木工程领域中的应用随着科技的不断发展,新型混凝土材料在土木工程领域中的应用越来越广泛。
在传统的水泥混凝土基础上,新型混凝土材料通过改变材料的组成和结构,使其具有更加优秀的性能和使用效果。
本文将围绕新型混凝土材料在土木工程领域中的应用展开讨论。
第一步:介绍新型混凝土材料的种类新型混凝土材料包括高性能混凝土、自密实混凝土、自修复混凝土、高性能纤维混凝土等。
其中,高性能混凝土具有高强度、耐久性和抗渗性能;自密实混凝土通过细化混凝土内部结构降低了透水性;自修复混凝土可以在受损处自动修复;高性能纤维混凝土可以替代增强钢筋的作用,增强混凝土的强度和韧性。
第二步:新型混凝土材料的应用1.高性能混凝土:主要用于建筑、桥梁、隧道等重载结构,如大型跨江、跨海、跨湖的斜拉桥、悬索桥以及地下工程中的隧道、地下车库等。
2.自密实混凝土:主要用于地下隧道、地下车库、水利有关设施、防洪设施等,以及一些特殊混凝土工程。
3.自修复混凝土:主要用于桥梁、隧道、地下车库、堤坝等需要高度保障安全的工程,也可以用于土木工程中的高地下水位和腐蚀性较强的环境中。
4.高性能纤维混凝土:主要用于修建耐磨损、耐冲击、耐火、抗震等要求较高的建筑结构,如桥梁、地下车库、水坝大坝等。
第三步:新型混凝土材料的优势相对于传统的水泥混凝土,新型混凝土材料具有以下优势:1.强度高:新型混凝土材料通过组分的科学参数配比和配料技术的创新来增强混凝土的强度性能。
2.使用寿命长:新型混凝土材料能够抵抗荷载、氧化、阳光辐射和雨水的侵蚀,使用寿命相对更加长久。
3.环保节能:新型混凝土材料不会产生废水、废气和废渣等有害物质,对环境的影响相对较小。
综上所述,新型混凝土材料在土木工程领域中的应用意义重大,具有广泛的发展前景和应用前景。
通过不断提升材料的性能和优化应用技术,可以更好地推进土木工程的发展和进步。
混凝土新材料的研发与应用一、引言混凝土作为一种重要的建筑材料,在现代建筑中得到广泛应用。
但是,传统的混凝土存在着一些缺陷,如强度不够、易龟裂、易受环境影响等。
因此,研发新型混凝土材料成为了当前建筑材料领域的研究热点。
本文将从混凝土新材料的研发、应用和未来发展方向等方面进行详细分析和探讨。
二、混凝土新材料的研发1. 高性能混凝土高性能混凝土是一种具有超强抗压强度、高耐久性、抗氯离子渗透能力强等优点的混凝土。
其主要原料包括水泥、石英粉、硅灰石、矿物掺合料等。
高性能混凝土的研发主要涉及材料的选择、掺合比例、加工工艺等方面。
其中,矿物掺合料的选取是影响高性能混凝土性能的关键因素之一。
目前,研究人员主要采用矿渣、粉煤灰、硅灰石等作为矿物掺合料。
2. 自修复混凝土自修复混凝土是一种具有自我修复能力的混凝土。
其主要原理是在混凝土中添加微生物、纳米颗粒、微胶囊等物质,当混凝土发生裂缝时,这些物质会自动释放并填补裂缝。
自修复混凝土的研发主要涉及物质的选择、添加量、制备工艺等方面。
目前,自修复混凝土的研究处于试验阶段,还需要进一步的实验验证和工程应用。
3. 高性能纤维混凝土高性能纤维混凝土是一种具有高抗拉强度、高耐久性、高韧性等性能的混凝土。
其主要原料包括水泥、石英粉、硅灰石、钢纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。
高性能纤维混凝土的研发主要涉及纤维的种类、加入量、分布方式等方面。
目前,研究人员主要采用钢纤维、超高分子量聚乙烯纤维等作为增强材料。
三、混凝土新材料的应用1. 建筑结构高性能混凝土、自修复混凝土、高性能纤维混凝土等新材料可以应用于建筑结构中,增加结构的抗震性、耐久性等性能。
2. 道路、桥梁高性能混凝土、自修复混凝土等新材料可以应用于道路、桥梁等交通建设领域,提高路面的耐久性和抗裂性。
3. 水利工程高性能混凝土、高性能纤维混凝土等新材料可以应用于水利工程中,如水坝、渠道等,提高工程的耐久性和安全性。
四、混凝土新材料的未来发展方向1. 低碳混凝土由于传统混凝土生产过程中会排放大量的二氧化碳,对环境造成较大的影响。
混凝土应用中的新型材料研究一、引言混凝土是建筑工程中最常用的材料之一。
混凝土的主要成分是水泥、骨料、砂和水,在建筑工程中拥有着广泛的应用。
近年来,随着科技的不断发展,新型材料的研究和应用越来越引起人们的关注。
本文将深入探讨混凝土应用中的新型材料研究。
二、新型材料的概念新型材料是指相对于传统材料,具有新的结构、新的性质和新的功能的材料。
新型材料的出现,极大地推动了现代工业的发展,深刻地改变了人们生产和生活的方式。
三、混凝土应用中的新型材料1. 碳纤维碳纤维是一种新型的高性能材料,具有轻质、高强、高模、耐腐蚀等优点。
在混凝土中加入碳纤维,可以提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能,延长混凝土的使用寿命。
2. 纳米材料纳米材料是一种具有纳米级别尺寸的材料,其特殊的物理、化学性质使其在混凝土中具有广泛的应用前景。
在混凝土中加入适量的纳米氧化硅、纳米碳黑等纳米材料,可以改善混凝土的力学性能、耐久性和防水性能等方面。
3. 矿渣粉矿渣粉是一种由矿渣经过磨细加工而制成的粉状物。
在混凝土中加入适量的矿渣粉,可以提高混凝土的强度和抗裂性能,降低混凝土的收缩率,并有利于环境保护。
4. 硅灰硅灰是一种由燃煤电厂的废气经过除尘、脱硫等处理而得到的一种细粉状物。
在混凝土中加入适量的硅灰,可以提高混凝土的强度和耐久性,同时也能起到环保的作用。
5. 碳化硅碳化硅是一种新型的高温材料,具有高硬度、高强度、高耐磨性等特点。
在混凝土中加入适量的碳化硅,可以提高混凝土的耐磨性和耐高温性能。
6. 玻璃纤维玻璃纤维是一种具有优良机械性能和绝缘性能的材料,广泛应用于建筑、航空、汽车等领域。
在混凝土中加入适量的玻璃纤维,可以提高混凝土的抗裂性能和抗震性能,延长混凝土的使用寿命。
四、新型材料在混凝土中的应用案例1. 碳纤维增强混凝土碳纤维增强混凝土(CFRP)是一种利用碳纤维增强混凝土的新型结构材料。
CFRP具有高强度、高刚度、高耐疲劳性和耐腐蚀性等特点。
新型混凝土材料在建筑工程中的应用新型混凝土材料在建筑工程中的应用近年来,随着科技的飞速发展,新型混凝土材料在建筑工程中的应用逐渐得到广泛关注。
传统的混凝土材料虽然在建筑中发挥了重要作用,但其存在着一些局限性。
而新型混凝土材料通过各种技术的改进和创新,为建筑工程带来了许多新的可能性和优势。
本文将从多个方面探讨新型混凝土材料在建筑工程中的应用,旨在帮助读者更深入地理解这一主题。
1. 高性能混凝土的应用高性能混凝土是一种采用特殊配比和优化设计的混凝土材料,其力学性能、耐久性和工程性能都显著优于传统混凝土。
在建筑工程中,高性能混凝土广泛应用于大跨度建筑、高层建筑和特殊工程等领域。
由于高性能混凝土的高强度和高耐久性,可以减少结构的自重、提高建筑的抗震性能和抗风性能。
高性能混凝土的施工性能也更好,可以降低施工难度,提高工程质量。
2. 自修复混凝土的应用自修复混凝土是一种特殊的混凝土材料,具有自动修复裂缝的能力。
在传统混凝土中,一旦出现裂缝,就会导致混凝土的强度和耐久性下降,进而影响建筑的使用寿命。
而自修复混凝土通过在混凝土中引入微生物、微胶囊或智能颗粒等物质,当混凝土发生裂缝时,这些物质能够自动修复裂缝,恢复混凝土的完整性。
自修复混凝土在防水、防腐、防霉等方面也具有很好的效果,被广泛应用于地下工程、水利工程和海洋工程等领域。
3. 高性能保温隔热混凝土的应用在节能环保的理念下,高性能保温隔热混凝土应运而生。
传统建筑中,保温隔热常常需要通过各种保温材料来实现,但这些材料存在着易燃、易老化以及对人体健康的影响等问题。
而高性能保温隔热混凝土通过调整混凝土的组成和结构,使其在保温、隔热等方面具有优异的性能。
高性能保温隔热混凝土的应用可以有效提高建筑的节能性能,降低能源消耗,减少环境污染。
4. 纳米混凝土的应用纳米混凝土是一种利用纳米颗粒改善混凝土性能的新型材料。
纳米颗粒具有较大的比表面积和较高的活性,可以在混凝土中填充和改善微观结构,提高混凝土的强度、耐久性和导热性能。
浅析土建工程新型混凝土材料的应用
论文摘要:当前,现代水泥工业、水泥加工工艺和施工技术飞快发展,凝土材料品种不断增多,因此新型混凝土材料在工程建设中的地位显得日益重要。
文章基于高性能混凝土,阐述了高性能混凝土的特点,并探讨了其在建筑工程中的应用。
普通的混凝土材料系由胶结材料(石灰、水泥)、细骨料(砂子)、粗骨料(石子)和水所组成。
在性能及其应用与发展的普通混凝土基础上,根据添加材料和施工工艺的不同,派生出名目繁多、性能特异、用途不一的新型混凝土,本文以高性能新型混凝为例,探讨了其在建筑工程领域中的应用。
一、高性能混凝土(High Performance Concrete)概述
混凝土技术发展已有170多年的历史,在缓慢的发展过程中,曾出现几次变革,那就是1919年发现了水灰比定理,1938年发现了引气剂,60年代初出现高效减水剂。
目前,混凝土技术发展又处在一个变革时期。
新型外加剂和胶凝材料的出现使既有良好的工作性,又有优异的力学性能和耐久性能的混凝土的生产成为现实。
这种新型混凝土称为高性能混凝土(High Performance Concrete),简称HPC。
HPC的应用将对混凝土建筑施工技术和混凝土结构性能起重要作用。
因此,美国、日本、英国、法国、加拿大、挪威等国都将HPC作为跨世纪的新材料,投入大量人力物力进行研究和开发。
20世纪80年代以来,一些发达国家相继研制成功高性能混凝土(以下称HPC),使混凝土进入了高科技时代,日益受到国际材料界
和工程界的重视。
很多国家把HPC作为跨世纪的新材料加以研究与利用,使其成为当代混凝土研究和应用领域中的一个热点。
HPC组成材料包括水泥、粗细集料、多种矿物掺合料、水和超塑化剂,其组成和配比要比普通混凝土复杂,要求也高得多。
HPC的优点体现在:
1.由于HPC的高强(60Mpa~100MPa)和超高强(≥IOOMPa)特性,可使混凝土结构尺寸大大减少,从而减轻结构自重和对地基的荷载,并减少材料用量,增加使用空间,大幅度的降低工程造价。
2.由于HPC具有高工作性,可以减轻施工劳动强度,节约施工能耗。
3.HPC的高耐久性可增加对恶劣环境的抵御能力,延长建筑物的使用寿命,减少维修费用及对环境带来的影
响,具有显著的社会和经济效益。
二、高性能混凝土在建筑工程中的应用
为了分析高性能混凝土在建筑工程中的应用,笔者首先从高性能混凝土的特性来了解高性能混凝土。
(一)高性能混凝土特性
1.新拌混凝土的工作性。
新拌混凝土的工作性是一个综合指标,如流动性、可泵性、填充性、均匀性等。
HPC要求新拌混凝土具有大流动性(坍落度20cm~25cm)及流动度经时损失小,以满足混凝土集中搅拌、运输、泵送、浇注的工艺要求。
甚至在浇注时要求混凝土不振捣自流平,即好的填充性。
最终得到均匀稳定的混凝土。
这些要
求是普通混凝土难以满足的。
与普通混凝土相比,HPC的组分复杂,多种掺合料与超塑化剂配合使用,其目的是通过这些组分来调整性能。
其中最关键的技术之一是超塑化剂及其组成。
单一成分的超塑化剂(如萘系和三聚氰胺系高效减水剂)虽然对水泥浆有强的分散作用,减水率高达18以上,但并不能满足HPC对工作性的全部要求。
因为单一成分的超塑化剂(SP)难以解决坍落度损失、离析分层等问题。
因此,必须将高效减水剂与缓凝剂、引气剂、稳定剂等组成复合超塑化剂(CSP)才能较全面满足HPC对工作性的要求。
2.硬化混凝土的性能。
现代建筑向高层化、大跨度方向发展,因此促进了高强HPC的研究和开发。
在高层建筑中,混凝土强度是对应于柱子的轴力。
可以说建筑物的层数是由所使用的混凝土强度来决定的。
25~30层的建筑物要使用强度36MPa~42MPa的混凝土,30~35层要42MPa~48MPa,更高层的建筑就需要更高强的混凝土,如60层需用100MPa。
目前建筑物设计和施工以30~35层(高度约lOOm)居多。
因此,上述讨论的强度范围60MPa~120MPa的HPC 是目前研究和今后发展的方向,而大量使用的强度标号是C40混凝土。
在此情况下,配合比设计可以参照普通混凝土的方法,但是主要组成材料和性能应满足HPC的要求。
HPC可能比普通混凝土要耐久得多,这是因为在设计配合比时,就考虑到耐久性问题。
特别是早期下沉和硬化收缩小、干缩小、水化放热低,因而提高了混凝土抗裂缝能力,无初始结构缺陷。
硬化后的混凝土密实、渗透性低。
这些都使混凝土抵抗外部因素的能力得到提高,最终得到耐久性好的混凝土。
(二)高性能混凝土的应用研究
据悉,全世界每年混凝土用量可达90亿吨,规模之大、耗资之巨、应用之广,作为现代工程主要材料的地位依然不被撼动。
混凝土用于工程结构至今已有170多年历史了,纵观混凝土技术的发展进程,其发展主要遵循复合化、高强化、高性能化三大技术路线长期以来,人们过分注重于混凝土的力学性能,主要集中在提高混凝土的强度上,以搞压强度的比例关系来代表其性能的优劣,而对影响混凝土耐久性则重视不够,从而导致了许多工程结构的开裂,甚至崩塌。
例如,1980年3月,北海Stavanger近海钻井平台Alexander Kjell号突然破坏;乌克兰境内的切尔诺贝利核电站的泄漏;日本的一些钢筋混凝土桥梁,投入不到20年因不能使用而被炸毁;辽宁盘锦辽河大桥的断毁等等。
此外,由于混凝土耐久性不高,致使混凝土工程的维修费急剧增大。
如何延长混凝土的使用寿命,发展高性能混凝土势在必行。
2001年10月用高性能混凝土成功浇捣的航站楼工程第一块大面积楼板,为浇筑量约800m3的主楼南区二层楼板。
该楼板呈长条型,宽约20m,长约80m,厚500mm,浇筑前沿楼板长度方向由南往北布置2条施工泵管,分别提供泵送混凝土。
施工浇筑时,投入混凝土生产线2条、混凝土搅拌车22台、混凝土泵机2台,施工用时14h,施工过程顺利。
其后,在检查认可了这种新型混凝土抗裂性以及总结了它的施工养护经验的基础上,陆续浇捣了其它的大面积楼板,整个航站楼施工补偿收缩纤维混凝土总量超过4万m3。
经检验,所有应
用补偿收缩纤维混凝土施工的楼板强度均达到设计要求,没有发现任何明显的肉眼可见裂缝,抗裂效果得到各方认可和好评。
早在1992年,吴中伟首次将高性能混凝土介绍到国内。
如今,我国高性能混凝土的研究、应用发展迅速。
我国是生产和使用混凝土的大国,混凝土的质量在不断地提高,涉足高性能混凝土的研究和应用还是近10年的事。
随着高性能混凝土的优越性不断地得到认可,混凝土应用技术的进步,城市建设速度的加快,高性能混凝土获得了迅速发展。
高性能混凝土在实际工程中获得了越来越广泛的应用,尤其是在高层建筑、大跨度桥梁、海上采油平台、矿井工程、海港码头等工程中的应用日益增多。
例如:上海金茂大厦(C60)、北京静安中心大厦(C80)、辽宁物产大厦(C80)、南京希尔顿国际大酒店(C30和C50)、长春国际商贸城(C55)、广州虎门大桥(C50)、上海杨浦大桥(C50)等都是应用的典范。
全国很多研究单位已经研制出普通泵送高性能混凝土、大掺量粉煤灰高性能混凝土、高流态自密实高性能混凝土、纤维增加高性能混凝土、轻骨料高性能混凝土、水下不分散高性能混凝土港工与海工高性能混凝土、高抛纤维高性能混凝土等等,研制出C30-C80的各种强度等级的高性能混凝土和完备的混凝土耐久性检测设备,以及掌握了配套的施工成套技术和各种混凝土耐久性检测技术等。
其中具有优异耐久性的C30高性能混凝土即将在地质条件复杂的深圳地铁工程中大规模使用。
三、结语
如今我国HPC发展形势一片良好,但是要使HPC在建筑工程中推广使用还需一个认识和实践的过程。
随着我国建筑基础建设的不断增强,HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。
参考文献
[1]张鹏.新型混凝土材料在土木工程领域中的应用[J].邢台职业技术学院学报,2008,(2).
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