高强混凝土及应用研究
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C80高强混凝土施工应用技术研究摘要:混凝土在建筑工程中应用十分广泛,尤其是近年来随着大型公共建筑、超高层建筑以及各种复杂结构体系类建筑的频繁出现,对混凝土技术以及调制材料也提出更高要求,面对要求较高的施工标准,高强混凝土随之产生。
本文首先对C80高强混凝土的实际特点和研制方法进行阐述,随后则对该类型混凝土中外加剂使用影响和具体的施工要求展开分析。
关键词:高强混凝土;工程施工;技术应用引言:混凝土技术的持续发展下,其配置掺合料以及其他外加剂也在不断更新,通过其强度和性能的变强,已能够符合较大水下、地下、高层建筑和大跨桥梁的使用要求,并且高强混凝土其已经逐渐变为工程结构材料中较为关键的一种。
高强混凝土认可度较高的原因是这项技术可将大量工业废渣消耗,并且能够做到减排、节能、省水泥,这一优势与可持续发展战略要求相符。
与此同时,工程施工中高强混凝土运用可使构件截面有所缩小,并由此实现自重减轻、提高经济效益的效果。
1.C80高强混凝土特点通常强度等于或大于C60的混凝土皆可被称为高强混凝土,该类型混凝土属于新型绿色材料,其具有较强的抗变形能力、抗压能力,同时其孔隙率低、密度大、耐久性好、流动性好,其也具有自密实性能、泌水、离析、混凝土不易分层等优势。
以掺杂高效减水剂的预拌混凝土为例,抗压强度高是该类混凝土的最大特点之一,所以其能够在构件截面减小的同时做到使用面积增加,但混凝土用量减少,从而达到材料、运费节约、建筑物自重减轻的目的。
据实验表明,当配箍率与轴压比皆处于合理状态下高强混凝土其抗震性会更加突出,同时在柱截面缩小状态下结构抗震也会更加有利。
1.C80高强混凝土的研制1.水泥混凝土调配在对水泥原料进行选择时应着重考虑用水量和水化升温两个因素,特别是高强混凝土通常施工方会以普通水泥、硅酸水泥作为主要原材料,因此其在搅拌结束后早期强度较高,此时若建筑工程无特别要求可不使用快硬水泥。
但对该类水泥建筑施工时应用量较大,所以选择需水量偏低的水泥更为合适除此之外,该类型水泥水化升温偏高,用量较大,尤其是对结构尺寸大的构件来讲应对温度重点考虑,而为使水化热大幅降低施工者皆可以添加硅灰、降低水泥用量的方式或也可选择粉煤灰投入的方式最大限度避免此问题发生,高强混凝土调制通常群众会认为高标号水泥效果更好,但是调制时施工方可依据自身情况重新选择合理水泥型号进行配置,不必过于局限[1]。
高强混凝土中的龄期效应研究一、研究背景高强混凝土作为一种新型的建筑材料,具有高强度、高耐久性等优点,越来越受到建筑业的青睐。
然而,由于其特殊的材料性质,高强混凝土中存在着龄期效应,即其强度和变形性能会随着时间的推移而发生变化。
因此,对高强混凝土中的龄期效应进行深入研究,对于有效控制其性能具有重要意义。
二、研究内容1.高强混凝土的龄期效应现象高强混凝土中的龄期效应主要表现为强度和变形性能的变化。
在混凝土刚浇筑的时候,其强度较低,但随着时间的推移,强度会逐渐提高。
同时,高强混凝土的变形性能也会随时间的推移而发生变化,表现为初始收缩量增大、龟裂扩展速度加快等。
2.龄期效应的影响因素高强混凝土中的龄期效应受到多种因素的影响,主要包括水胶比、气孔率、温度、湿度等。
其中,水胶比和气孔率是影响高强混凝土龄期效应最为重要的因素,水胶比越小、气孔率越低,高强混凝土的龄期效应越小。
3.龄期效应的测试方法目前,常用的龄期效应测试方法主要有压力-变形测试、抗拉测试、弯曲测试等。
其中,压力-变形测试是最常用的方法,可以直接测量混凝土的强度和变形性能。
4.控制高强混凝土龄期效应的方法为了控制高强混凝土中的龄期效应,可以采取多种措施,如控制水胶比、加入适量的粉煤灰或矿渣粉等掺合料、采用高效的养护方法等。
三、研究方法1.实验设计本研究将采用压力-变形测试方法,对不同水胶比、气孔率、温度、湿度等条件下的高强混凝土进行测试,探究其龄期效应的变化规律。
2.实验步骤(1)制备高强混凝土试件,并按照不同的条件进行分类。
(2)养护试件,并在不同的时间点分别进行压力-变形测试。
(3)记录试件的强度和变形性能数据,并分析其龄期效应的变化规律。
3.数据分析采用SPSS软件对实验数据进行统计分析,并采用图表的方式展示数据结果,以便更好地分析和理解实验结果。
四、研究结果研究结果显示,高强混凝土中的龄期效应受到多种因素的影响,其中水胶比和气孔率是影响最为显著的因素。
超高性能混凝土国外研究及应用状况1、国外研究现状1986年~1993年,XXX组织了政府研究机构、高等院校和建筑公司等单位,承担了高性能商品混凝土的研究项目“高性能商品混凝土2000”,投入研究经费550万美元。
XXX和工程研究基金持续资助高强商品混凝土和高性能商品混凝土的研究。
日本建设省于1993年~1998年进行了一项综合开发计划“钢筋商品混凝土结构建筑物的超轻质、超高层化技术的开发”(简称“新RC计划”)。
为实施该项研究计划,共成立了五个分科会,其中高强商品混凝土材料分会由水泥协会、建筑协会建设省研究所、建材实验中心、化学外加剂协会等机构和多所高等院校以及有关公司参加。
1994年,XXX16个机构联合提出了一个在基础设施工程建设中应用高性能商品混凝土的建议,并决定在10年内投资2亿美元进行研究和开发。
瑞典在1991年~1997年由政府和企业联合出资5200万法郎,实施高性能商品混凝土研究的国家计划。
挪威在使用和研究高强商品混凝土和超高强商品混凝土方面更是走在世界前列,他们在XXX的海上钻井平台上,曾进行了立方体抗压强度超过100MPa的超高强商品混凝土施工,并于1989年就制订和实施了抗压强度高达105MPa的SHPC结构设计标准;前面提到的XXX与XXX合作研制成功的无宏观缺陷(MDF)水泥,其抗压强度300MPa,抗折强度达50MPa-200MPa。
近些年来,国际上又出现了活性粉末商品混凝土(RPC),其抗压强度已达800MPa。
二十世纪末,法国的XXX研究成功了一种超高强、低脆性和优异耐久性的新型商品混凝土——活性粉末商品混凝土(Reactive PowderConcrete,简称RPC)。
RPC由石英砂、石英粉、硅灰、水泥、高效减水剂和钢纤维组成,成型工艺与普通商品混凝土相似,其抗压强度可与钢材相媲美。
RPC制作的结构自重与钢结构相当,而造价仅为钢结构的三分之一,应用前景十分广泛。
高强混凝土的力学性能研究一、引言高强混凝土是一种具有高强度和高耐久性的混凝土,其强度可达到80MPa以上。
高强混凝土在桥梁、高层建筑等工程中得到了广泛应用。
本文旨在探讨高强混凝土的力学性能研究。
二、高强混凝土的组成与制备高强混凝土的组成包括水泥、粉煤灰、矿渣、石英砂、石英粉、石子等。
其中,水泥是高强混凝土的主要成分,其品种有普通硅酸盐水泥、矿物掺合料水泥等。
粉煤灰、矿渣等矿物掺合料可以增加混凝土的细度和强度。
石英砂、石英粉等细骨料可以改善高强混凝土的流动性,使其易于施工。
高强混凝土制备过程需要控制水灰比、掺合料掺量等参数,以确保混凝土的强度和耐久性。
三、高强混凝土的力学性能高强混凝土的力学性能包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、弹性模量等指标。
1. 抗压强度高强混凝土的抗压强度可达到80MPa以上,其强度与混凝土中水泥、细骨料和掺合料等参数有关。
抗压强度的测试通常采用标准试件进行,试件尺寸为150mm×150mm×150mm,采用压力机进行力学测试。
2. 抗拉强度高强混凝土的抗拉强度较低,一般在5MPa以下。
为了提高高强混凝土的抗拉强度,可以采用钢筋等增强措施。
3. 抗弯强度高强混凝土的抗弯强度与其抗压强度有关,通常为其抗压强度的1/3。
抗弯强度的测试通常采用梁试件进行,试件尺寸为100mm×100mm×400mm,采用三点弯曲试验进行力学测试。
4. 弹性模量高强混凝土的弹性模量随着混凝土强度的增加而增加。
弹性模量的测试通常采用压力机进行,测试过程中需要考虑混凝土的变形、应力等参数。
四、高强混凝土的应用高强混凝土的强度和耐久性使其在桥梁、高层建筑、水坝等工程中得到了广泛应用。
高强混凝土可以用于制作梁、柱、墙等结构件,也可以作为地基、基础等承载结构使用。
高强混凝土的应用需要考虑其制备过程、强度参数、施工条件等因素。
五、高强混凝土的发展趋势随着工程建设的不断发展,对混凝土材料的强度和耐久性要求越来越高。
《高强透水混凝土配合比优化及数值模拟研究》篇一一、引言随着城市建设的发展和环境保护意识的增强,透水混凝土作为一种新型环保建筑材料,逐渐受到了广泛的关注。
高强透水混凝土(Porous High-Strength Concrete, PHSC)以其高强度、透水性良好等特性,在道路、广场、公园等场所得到了广泛应用。
然而,如何优化其配合比,提高其性能,是当前研究的重点。
本文旨在通过对高强透水混凝土配合比的优化及数值模拟研究,为实际工程应用提供理论依据。
二、高强透水混凝土概述高强透水混凝土是一种具有高强度、良好透水性的混凝土。
其特点在于使用特殊的骨料和配合比,使得混凝土在保持高强度的同时,具有良好的透水性能。
该类混凝土在雨水较多的地区,可以有效地减少地表径流,提高城市排水能力,同时还能降低城市热岛效应。
三、配合比优化研究(一)原材料选择高强透水混凝土的原材料主要包括水泥、骨料、掺合料和外加剂等。
在配合比优化过程中,应选择符合标准的水泥和骨料,根据实际需要选择合适的掺合料和外加剂。
(二)配合比设计配合比的设计是高强透水混凝土性能的关键。
通过调整水泥、骨料、掺合料和外加剂的配比,可以优化混凝土的强度、透水性、工作性能等。
在配合比优化过程中,应充分考虑混凝土的施工条件、环境温度等因素。
(三)优化方法采用试验和数值模拟相结合的方法,对高强透水混凝土的配合比进行优化。
通过试验确定各组分的最佳配比,再利用数值模拟方法对配合比进行验证和优化。
四、数值模拟研究(一)数值模拟方法采用有限元法对高强透水混凝土进行数值模拟。
通过建立混凝土的三维模型,分析其在受力、透水等方面的性能。
(二)模拟结果分析根据数值模拟结果,分析高强透水混凝土的应力分布、透水性能等。
通过与试验结果对比,验证数值模拟的准确性。
同时,根据模拟结果对配合比进行优化,提高混凝土的性能。
五、研究成果及应用前景(一)研究成果通过配合比优化及数值模拟研究,确定了高强透水混凝土的最佳配合比。
高强混凝土在建筑工程中的运用和研究摘要:混凝土是土木工程中最基本的建筑材料,随着现代技术的不断发展,高层建筑结构以及其他各种特种结构的不断涌现,对结构材料性能发面也日益提出了更高的要求。
本文对高强混凝土的特点做了介绍,论述了高强混凝土的研究现状,以提高人们对高强混凝土的认识,推广高强混凝土的应用。
关键词:混凝土;研究;高层建筑Abstract: Civil engineering concrete is the most basic building materials, with modern technology unceasing development, high-rise buildings and various other special structures are constantly emerging, the material property of the structure, has put forward higher requirements. This paper introduces the characteristics of high strength concrete, discusses the present research of the high strength concrete, in order to raise awareness of the high strength concrete knowledge, promote the application of high-strength concrete.Key words: concrete; research; high-rise building在大跨度的结构物及高层建筑中,桥梁工程、海洋工程、混凝土制品中,采用高强混凝土可以获得显著的技术经济效果。
例如,以抗压强度为60-80MPa 的混凝土取代强度为30-40MPa混凝土生产构件,可以大大减少混凝土及钢筋用量。
超高性能混凝土的研究与应用前景超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)是一种新型的高强、高耐久、高可靠性的建筑材料,它主要由水泥、超细矿物粉、硅烷、高性能细骨料、钢纤维等材料制成。
UHPC在建筑和工程领域中有着广泛的应用前景,下面将从研究和应用两个方面详细探讨其发展趋势。
一、研究1.材料制备:UHPC的制备是一个复杂的过程,需要精确控制原材料比例和加工工艺,以确保材料的性能和稳定性。
目前,研究者们主要从以下几个方面进行探索:(1)原材料的使用:研究者们通过改变水泥、矿物掺合料、细骨料等原材料的种类和使用比例,调节混合物的物理性能和化学性能,以提高UHPC的性能。
(2)添加剂的使用:添加剂可以改善UHPC的流动性、黏结性、凝固时间和硬化过程中的温度变化等性能,使其更加适合不同的应用场景。
(3)混合工艺的优化:研究者们通过探索不同的混合工艺,如干混法、湿混法、高速搅拌法等,以提高UHPC的均匀性和稳定性。
2.性能研究:UHPC的性能包括力学性能、耐久性能、防护性能等多个方面,目前研究者主要从以下几个方面进行探索:(1)强度和韧性:强度和韧性是评价UHPC力学性能的关键指标,目前研究者通过探索不同的材料组成和混合工艺,以及添加不同类型的纤维等方法,实现了UHPC的高强度和高韧性。
(2)耐久性:UHPC的耐久性主要包括抗冻融性、抗碳化性、抗氯离子渗透性等多个方面,目前研究者通过探索不同的材料组成和混合工艺,以及添加不同类型的添加剂等方法,提高了UHPC的耐久性能。
(3)防护性能:UHPC的防护性能主要包括抗震、防火、隔热、隔音等多个方面,目前研究者通过探索不同的材料组成和混合工艺,以及添加不同类型的添加剂等方法,提高了UHPC的防护性能。
二、应用UHPC具有高强度、高韧性、耐久性好、抗冻融性强、抗碳化性好、抗氯离子渗透性好、抗震、防火、隔热、隔音等优点,可以应用于多个领域。
高强混凝土的研究与应用高强混凝土是一种具有高度抗压强度和耐久性的混凝土,它由高品质的材料和适当的配比制成。
近年来,随着建筑和工程技术的不断发展,高强混凝土的研究和应用也逐渐得到了广泛关注和应用。
一、高强混凝土的特点高强混凝土与普通混凝土相比具有以下显著特点:1.高强度:高强混凝土的抗压强度在60MPa以上,是普通混凝土的两倍以上,因此可以承受更大的荷载。
2.耐久性强:高强混凝土具有优异的耐久性能,能够长时间承受自然环境和化学腐蚀的侵蚀。
3.施工性好:高强混凝土的流动性好,易于浇筑,能够保证施工的顺利进行。
4.节能环保:高强混凝土的生产过程中使用的材料少,能够减少能源消耗和空气污染。
二、高强混凝土的研究高强混凝土的研究主要分为以下几个方面:1.材料研究:高强混凝土的材料选择是影响其性能的关键因素之一,目前常用的材料有高性能水泥、粉煤灰、细集料、超细颗粒材料等。
2.配合比设计:高强混凝土的配合比设计是保证其强度和耐久性的关键,需要在保证强度和耐久性的前提下,合理选择材料比例和水胶比。
3.混凝土性能测试:通过对高强混凝土的试验,可以评估其强度、抗裂性、抗渗性、耐久性等性能。
4.工程应用研究:高强混凝土的工程应用研究是将其理论研究与实践相结合,通过实际工程应用验证其性能和可行性。
三、高强混凝土的应用高强混凝土的应用范围非常广泛,可以应用于以下领域:1.高层建筑:高强混凝土能够承受更大的荷载,因此可以用于高层建筑的主体结构。
2.桥梁工程:高强混凝土的耐久性强,能够承受苛刻的自然环境和化学腐蚀,因此可以用于桥梁工程的主体结构、墩台、桥墩等部位。
3.水利工程:高强混凝土的抗渗性好,能够有效地防止水渗漏,因此可以用于水利工程的隧道、堤坝、水库等部位。
4.地下工程:高强混凝土的抗压强度高,能够有效地防止地下工程的塌陷和变形,因此可以用于地铁、地下车库等部位。
四、高强混凝土的施工技术高强混凝土的施工技术需要注意以下几个方面:1.材料的质量控制:需要对高强混凝土的原材料进行质量控制,确保其符合设计要求。
高强混凝土及应用研究
发表时间:2018-10-16T17:31:19.863Z 来源:《基层建设》2018年第27期作者:刘玉春[导读] 摘要:如今高强混凝土在高层结构中正大显身手。
黑龙江省肇东三环建筑工程有限责任公司黑龙江肇东 151100 摘要:如今高强混凝土在高层结构中正大显身手。
但高强混凝土由于片面追求自身的高强度,而附带了一些负面影响。
为了高强混凝土更好的发展,这些负面影响就是今后我们要逐步解决的问题。
关健词:超细活性掺合料、脆性、自收缩
1、高强混凝土的优越性
在一般情况下,混凝土强度等级从C30提高到C60,对受压构件可节省混凝土30-40%;受弯构件可节省混凝土10-20%。
虽然高强混凝土比普通混凝土成本上要高一些,但由于减少了截面,结构自重减轻,这对自重占荷载主要部分的建筑物具有特别重要意义。
再者,由于梁柱截面缩小,不但在建筑上改变了肥梁胖柱的不美观的问题,而且可增加使用面积。
可见高强混凝土的密实性能好,抗渗、抗冻性能均优于普通混凝土。
2、高强混凝土施工技术
2.1现代高强混凝土在施工中要解决下列技术问题:
2.1.1低水灰比,较大坍落度及坍落度损失问题
高强混凝土一般要求低水灰比,由于混凝土在低水灰比的情况下,坍落度很小,甚至没有坍落度,其成型和捣实都很困难,无法在现浇混凝土施工中很好应用。
一般采用预搅或商品混凝土。
混凝土在运输的过程中,其坍落度随时间的增加而减小,这对高强混凝土来说无疑又增加了施工难度。
2.1.2混凝土可泵性问题
泵送混凝土几乎是高层建筑施工的唯一方法。
所以高强和泵送几乎是不可分割的。
所以对高强混凝土要解决混凝土可泵送的要求。
2.2解决方法对策
2.2.1对原材料的选择
配置C60级高强混凝土,不需要用特殊的材料,但必须对本地区所能得到的所有原材料进行优选,它们除了要有比较好的性能指标外,还必须质量稳定,即在施工期内主要性能不能有太大的变化。
2.2.2施工时的质量控制和管理
一般来说,在试验室配置符合要求的高强混凝土相对比较容易,但是要在整个施工过程中,混凝土都要稳定在要求的质量水平功能上就比较困难了。
一些在普通情况下不太敏感的因素,在低水灰比的情况下会变得相当敏感,这就要求在整个施工过程中必须注意各种条件、因素的变化,并且要根据这些变化随时调整配合比和各种工艺参数。
这说明加强现场施工质量控制和管理的必要性。
2.2.3超细活性掺合料的应用
混凝土强度达到一定极限后就不可能再增加了,因为混凝土强度在水化时不可避免地会在其内部形成一些细微的毛细孔。
如果要使其强度进一步提高,就必须采取措施把这些孔隙填满,进一步增加混凝土的密实性。
这些极细的颗粒需水量很大,就需要大量高效减水剂加以塑化,否则难以施工。
3、高强混凝土在性能上尚存在的问题及其改善的途径
配制高强混凝土的特点是低水胶比并掺有足够数量的矿物细掺合料和高效减水剂,从而使混凝土具有综合的优异的技术特性,但由此也产生了两个值得重视的性能缺陷:(1)自干燥引起的自收缩;(2)脆性 3.1自干燥引起的自收缩
高强混凝土其早期的收缩开裂十分敏感。
在混凝土内部水量较少的情况下,除水泥水化所需的水量外,在孔隙和毛细管中的水也被逐步吸收减少,在没有剩余自由水的情况下,就形成了空的孔隙,使水泥石的内部不再存在未结合水的平衡。
因此,水泥石内部的相对湿度显著地降低。
在处于难以水分蒸发而同时也是难以有水分渗滤的封闭状态中的粘弹性固态的胶凝材料系统中,由于水泥石内部相对湿度的降低而使孔中存在一定的气相,孔中水饱和蒸汽压随之而降低,毛细管中水呈现不饱和状态。
此状况在长期处于封闭状态的情况下,随着水泥水化反应的进行越演越烈,其结果导致了毛细管中的液面形成变月面,使毛细管压升高而产生毛细管应力,使水泥石受负压作用,成为凝结硬化混凝土产生自收缩的主要因素。
自收缩对混凝土内部结构中裂缝的产生和扩展造成的损伤是一个值得重视的问题。
由于硬化后高强混凝土的致密性高于普通混凝土,在减少了泌水的同时,也阻碍了外部养护水对混凝土的湿养护作用。
因此,以适用于普通混凝土的传统养护措施来改善此类混凝土的自干燥、自收缩并无明显的效果。
国内外学者曾提出一些技术措施如:掺入一定量的膨胀剂;以部分粉煤灰等量取代水泥;配以高弹性模量的纤维:选用高C2S和低C3A、C4AF的硅酸盐水泥等等,对降低混凝土的自收缩都有一定的效果。
最近,国外学者提出了采用围水养护即在混凝土浇注后仍处于塑性状态时,尽快地立即进行水雾养护,对减少或防止混凝土的自收缩具有较明显的效果。
另一技术措施是在混凝土中加入部分含水饱和的轻集料替代普通集料,含水饱和轻集料在混凝土中形成蓄水池,在混凝土内部供水起内养护作用。
但此方法需根据混凝土强度要求而采用。
3.2脆性
脆性可以描述为混凝土无法防止的不稳定裂缝的扩展与增长。
从混凝土承受轴向压荷载作用下的应力——应变曲线中,峰值后下降曲线段的陡斜程度可以反映出混凝土的脆性大小。
众多的试验已表明,混凝土的强度愈高,其应力——应变曲线过峰值后的下降段曲线愈陡斜。
这意味着该混凝土的脆性愈大。
因此,高强混凝土的脆性已引起广泛的重视,混凝土脆性的增大会给工程结构特别是有抗震要求的工程结构带来很大的危害。
在高强混凝土中掺加纤维是一种有效的措施。
国外已有学者提出纤维增强高性能混凝土,而且将之与纤维增强传统混凝土和基材(未掺纤维的传统混凝土)进行拉伸应力——应变的对比。
纤维增强传统混凝土比无纤维增强的基材仅仅是提高了延性,而纤维增强高强混凝土与无纤维增强的基材相比,在拉伸应力——应变曲线中有三个特征是值得重视的:(1)弹性极限显著提高了。
强性极限反映宏观裂缝出现的起点。
(2)呈现出有一明显的应变强化段。
应变强化段是反映宏观裂缝出现后,裂缝分散数量的增加,但这些裂缝的宽度很小。
(3)峰值后出现应变软化段。
应变软化段反映了裂缝数量虽保持不变,但裂缝宽度增大了,最后导致纤维被拔出或断裂而破坏。
因此,纤维增强高强混凝土不仅大大提高了拉伸应力而且显著改善了高强混凝土的脆性。
对于纤维品种的选用,试验表明,在同样纤维体积含量的情况下,钢纤维和碳纤维对改善高强混凝土的脆性比合成纤维更为有效。
参考文献:
《土木工程材料》彭小芹重庆大学出版社
《建筑施工》应惠清同济大学出版社
《建筑施工技术》任继良清华出版社。