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巖土工程師:巖土工程的高強混凝土技術

發布時間: 2016-03-08 06:17   964 次瀏覽

我國在六十年代初開始研制高強混凝土,并已試點應用在一些預制構件中。那時的高強混凝土為干硬混凝土,密實成型時需強力振搗,故推廣比較困難。80年代后期,高強混凝土在現澆工程中采用,主要在北京、上海、遼寧、廣東等一些高層和大跨(橋梁)工程中應用,強度等級相當于C60或600號。其中,遼寧省已有十余幢高層或多層建筑采用高強混凝土,深圳市92、93兩年已有賢成大廈等25個工程采用C60級高強泵送混凝土,總量已達兩萬立方米。C80及C80以上等級的高強混凝土,目前正處于試驗研究階段,其中有些城市正醞釀在工程中使用C80級混凝土。[高強混凝土的優越性]高強混凝土有三大優越性:

1.在一般情況下,混凝土強度等級從C30提高到C60,對受壓構件可節省混凝土30-40%;受彎構件可節省混凝土10-20%。

2.凝土比普通混凝土成本上要高一些,但由于減少了截面,結構自重減輕,這對自重占荷載主要部分的建筑物具有特別重要意義。再者,由于梁柱截面縮小,不但在建筑上改變了肥梁胖柱的不美觀的問題,而且可增加使用面積。以深圳賢成大廈為例,該建筑原設計用C40級混凝土,改用C60級混凝土后,其底層面積可增大1060平方米,經濟效益十分顯著。

3.由于高強混凝土的密實性能好,抗滲、抗凍性能均優于普通混凝土。因此,國外高強混凝土除高層和大跨度工程外,還大量用于海洋和港口工程,它們耐海水侵蝕和海浪沖刷的能力大大優于普通混凝土,可以提高工程使用壽命。

4.高強混凝土變形小,從而使構件的剛度得以提高,大大改善了建筑物的變形性能。

高強混凝土技術

以前高強混凝土一般是指強度等級在C45級以上的混凝土。隨著科學技術的發展,高強混凝土是指強度等級在C60級以上的混凝土。高強混凝土技術通常包括以下幾個關鍵技術:高性能的混凝土外加劑現代高強混凝土在施工中要解決下列技術問題:

1.低水灰比,大坍落度高強混凝土一般要求低水灰比,這種低水灰比的混凝土早在60年代末,我國就有過研究與應用,但由于混凝土在低水灰比的情況下,坍落度很小,甚至沒有坍落度,其成型和搗實都很困難,無法在現澆混凝土施工中應用。

2.坍落度損失問題現代城市混凝土施工,一般采用預攪或商品混凝土。施工工地往往與攪拌站相距很遠,要把混凝土從攪拌站運到工地需用較長的時間。混凝土在運輸的過程中,其坍落度隨時間的增加而減小,這對高強混凝土來說無疑又增加了難度。

3.混凝土可泵性問題泵送混凝土幾乎是高層建筑施工的******方法。所以高強和泵送幾乎是不可分割的。所以對高強混凝土要解決混凝土可泵送的要求。要解決這一系列技術難題,關鍵是研制一種高性能的外加劑。


1)對原材料的選擇

配置C60級高強混凝土,不需要用特殊的材料,但必須對本地區所能得到的所有原材料進行優選,它們除了要有比較好的性能指標外,還必須質量穩定,即在施工期內主要性能不能有太大的變化。

2)工時的質量控制和管理

一般來說,在試驗室配置符合要求的高強混凝土相對比較容易,但是要在整個施工過程中,混凝土都要穩定在要求的質量水平功能上就比較困難了。一些在普通情況下不太敏感的因素,在低水灰比的情況下會變得相當敏感,而對高強混凝土,設計時所留的強度富余度又不可能太大,可供調節的余量較小,這就要求在整個施工過程中必須注意各種條件、因素的變化,并且要根據這些變化隨時調整配合比和各種工藝參數。對于高強混凝土,一般檢測技術如回彈、超聲等在強度大于50MPA后已不能采用。******能進行檢測的鉆心取樣法來檢驗高強混凝土也有一定的困難(主要是研究資料較少和標準不完善)。這說明加強現場施工質量控制和管理的必要性。

3)超細活性摻合料的應用

對于強度等級為C80或更高的混凝土需要采取一些特殊的技術措施-摻入超細活性摻合料。  混凝土強度達到一定極限后就不可能再增加了,因為混凝土強度在水化時不可避免地會在其內部形成一些細微的毛細孔。如果要使其強度進一步提高,就必須采取措施把這些孔隙填滿,進一步增加混凝土的密實性。***常用的方法是用極細(微米級)的活性顆粒摻入混凝土,使它們在水漿中的細微孔隙中水化,減少和填充混凝土中的毛細孔,達到增密和增強的作用。但是這些極細的顆粒需水量很大,就需要大量高效減水劑加以塑化,否則難以施工。再者,超細活性顆粒在混凝土攪拌時,到處飛揚,很難加入混凝土中,故必須對超細活性顆粒進行增密處理后才能使用。

重點突破的技術難關

C60級混凝土的推廣應用,重點解決標準化和商品化中的一些技術問題;

C80-C100級超高強混凝土的開發和試點應用;

硅灰和其它超細摻合料的增密及摻用技術商品化的問題;

高強混凝土脆性問題的改進和解決措施;

C80及其以上級混凝土的設計和應用規定;

超塑化劑和超塑化技術的研究;

高強混凝土非破損和半破損檢測技術的研究

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