發(fā)布時間：2014-05-30所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 論文摘要：高性能混凝土廣泛用于很多離岸結(jié)構(gòu)物和長大跨橋梁的建造，包括長大跨橋梁所用的拌合物。它們主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有廣泛的應(yīng)用性，具有易于澆注、搗實而不離析、高超的、能長期保持的力學(xué)性能，早期強度高，韌性
論文摘要：高性能混凝土廣泛用于很多離岸結(jié)構(gòu)物和長大跨橋梁的建造，包括長大跨橋梁所用的拌合物。它們主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有廣泛的應(yīng)用性，具有易于澆注、搗實而不離析、高超的、能長期保持的力學(xué)性能，早期強度高，韌性高和體積穩(wěn)定性好，在惡劣的使用條件下壽命長、高強度、高流動性與優(yōu)異的耐久性。
一、高性能混凝土的認識
高性能混凝土(High performance concrete，簡稱HPC)是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土。它以耐久性作為設(shè)計的主要指標(biāo)，針對不同用途要求，對下列性能重點予以保證：耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。為此，高性能混凝土在配置上的特點是采用低水膠比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，且必須摻加足夠數(shù)量的礦物細摻料和高效外加劑。
1950年5月美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)和美國混凝土協(xié)會(ACI)首次提出高性能混凝土的概念，在1990年由兩家共同主辦的一次研討會上正式定名。高性能混凝土具有高抗?jié)B性(高耐久性的關(guān)鍵性能);高體積穩(wěn)定性(低干縮、低徐變、低溫度變形和高彈性模量);適當(dāng)?shù)母呖箟簭姸?良好的施工性(高流動性、高粘聚性、自密實性)。
中國在《高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(CECS207-2006)對高性能混凝土定義為：采用常規(guī)材料和工藝生產(chǎn)，具有混凝土結(jié)構(gòu)所要求各項力學(xué)性能，具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土。
高性能混凝土是近期混凝土技術(shù)發(fā)展的主要方向，國外學(xué)者曾稱之為21世紀(jì)混凝土。由于高性能混凝土具有綜合的優(yōu)異技術(shù)特性，引起了國內(nèi)外材料界與工程界的廣泛重視與關(guān)注。十多年來，世界上許多國家相繼投入了大量的人力、財力、物力進行該項研究與開發(fā)應(yīng)用，使高性能混凝土技術(shù)取得了很大的進展，在原料的選擇、配合比設(shè)計、物理力學(xué)性能、耐久性、工作性、結(jié)構(gòu)性能以至應(yīng)用技術(shù)等方面都取得了既有理論基礎(chǔ)又有實用價值的科技成果。
二、高性能混凝土的應(yīng)用
(一)高性能混凝土在路橋路面混凝土中的應(yīng)用
隨著對交通運輸要求的日益提高，發(fā)展“長壽命低維護路面”，采用高性能路面混凝土，提高混凝土的抗折強度與耐久性是當(dāng)前路面混凝土的發(fā)展趨勢。
1、國際化目標(biāo)要求：1997年召開的第十六屆國際混凝土路面會議上，路面設(shè)計不僅要提出平均強度要求，還應(yīng)提出耐久性要求，在未來發(fā)展方向中提出抗拉強度達17MPa的超高強混凝土，用于鋪筑連續(xù)的混凝土路面。提高混凝土路面表面的致密性、抗?jié)B性都是很重要的，而這些都是需要通過高性能混凝土來實現(xiàn)的。
2、高性能路橋路面混凝土的強度：高性能路面混凝土的重要特征是具有高抗折強度。使用高性能路面混凝土可以顯著提高路面的承載能力，延長使用壽命或減薄路面的厚度以降低工程造價。
3、高性能路橋路面混凝土的耐久性。高性能路面混凝土的主要特征是具有足夠的耐久性，能夠抵抗氣候和環(huán)境的長期破壞作用，保證在路面的設(shè)計使用期限內(nèi)，混凝土能夠正常工作。
4、高性能路面混凝土的變形性質(zhì)
(1)干縮路面板表面積很大，蒸發(fā)量大，干縮有可能引起路面表面產(chǎn)生收縮裂縫，需加強養(yǎng)護。
(2)抗折彈性模量，高性能路面混凝土的抗折彈性模量E，經(jīng)實測，1級為4.305104Mpa，2級為4.845104Mpa，3級為4.605104Mpa。強度3級的高性能路面混凝土的配合比中，骨料用量較少，粗骨料最大粒徑較小。
(二)高性能混凝土在橋梁中的應(yīng)用
高性能混凝土廣泛用于很多離岸結(jié)構(gòu)物和長大跨橋梁的建造，包括長大跨橋梁所用的拌合物。它們主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有廣泛的應(yīng)用性，具有易于澆注、搗實而不離析、高超的、能長期保持的力學(xué)性能，早期強度高，韌性高和體積穩(wěn)定性好，在惡劣的使用條件下壽命長、高強度、高流動性與優(yōu)異的耐久性。推廣高性能混凝土在橋梁中的應(yīng)用，延長橋梁的使用年限和獲得更好的經(jīng)濟效益。人們所關(guān)注的是高性能混凝土，而不僅僅是高強度混凝土。耐久性、養(yǎng)護的難易程度以及建設(shè)的經(jīng)濟性已成為工程建設(shè)的目標(biāo)。當(dāng)前國內(nèi)應(yīng)用較好的如上海東海大橋用的混凝土，設(shè)計壽命100年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、礦粉等廢料化腐朽為神奇，成為特殊的摻和材料，使海工混凝土既有高強度、耐久性、抗腐蝕等特性，又易于施工，直接節(jié)約材料成本2000萬元。不僅效果穩(wěn)定，還能提前感知混凝土的過度疲勞。高性能混凝土在橋梁工程中應(yīng)用的優(yōu)點是：a.跨徑更長;b.主梁間距更大;c.構(gòu)件更薄;d.耐久性增強;e.力學(xué)性能加強。
(三)混凝土在公路中的應(yīng)用
高性能混凝土具有高施工性、高體積穩(wěn)定性、高耐久性及足夠的力學(xué)強度，為此它能相對長時間承受隨沖刷、磨耗、冰凍、水的滲入、侵蝕等惡劣環(huán)境。高性能混凝土在公路應(yīng)用中，其耐久性優(yōu)點極為突出，一方面它可以提高路基施工質(zhì)量，確保路基不下沉;另一方面公路混凝土強度等級低，水泥用量少，它可以解決由此而形成的水泥用量少與耐久性要求之間的矛盾。
高性能混凝土是以耐久性為主要指標(biāo)，同時要具有高強、高早強、高施工性(高流動、高粘聚性、高可澆注性)等優(yōu)異性能。其配制的基本思想是：通過對原材料進行選擇，優(yōu)化混凝土配比，摻入復(fù)合高效外加劑。同時摻人一些經(jīng)過處理的工業(yè)廢料如硅灰、粉煤灰、礦渣等，并從混凝土拌和物的流動性、施工工藝方面考慮，以獲得高流態(tài)、低離析、質(zhì)量均勻的高強混凝土，同時其耐久性要大大好于普通混凝土。
公路高性能混凝土應(yīng)根據(jù)公路混凝土的特點，結(jié)合高性能混凝土的優(yōu)點，綜合考慮其各方面的性能要求來進行開發(fā)研究。但如果能從改變公路混凝土的施工工藝出發(fā)，不采用滑模攤鋪施工，而采用高流態(tài)(接近自流平)，坍落度達240~270mm的混凝土來施工，則該方法進一步豐富了公路高性能混凝土的內(nèi)涵，其帶來的經(jīng)濟效益和社會效益將是不可估量的。
(四)高強混凝土應(yīng)用的施工工藝
1、采用拌合性能好的攪拌設(shè)備。臥軸式攪拌機或逆流式攪拌機能在較短時問內(nèi)將其攪拌均勻，采用其他設(shè)備時須經(jīng)過試驗驗證拌合物的均勻性。
2、制備高性能混凝土?xí)r，各種原材料的計量應(yīng)盡量準(zhǔn)確。使出機口拌合物的工作度穩(wěn)定，波動小，除對堆料和稱量裝置有較高要求外，一個重要的控制因素是砂石含水量，即使攪拌設(shè)備上裝有先進的含水量測定及控制設(shè)備，操作人員仍應(yīng)密切注意正在攪拌的混凝土，在其稠度發(fā)生波動時，及時加以調(diào)整。
3、澆筑時不僅操作困難，而且也無法進行外加劑的后添加。
4、由于高性能混凝土的水灰比小，通常泌水少或不泌水。因此，須在澆筑后立即進行濕養(yǎng)護，以防止塑性收縮裂縫的產(chǎn)生，由于其膠凝材料用量較大，為防止內(nèi)外溫度過大出現(xiàn)溫度裂縫，必須采取保溫措施。
(五)結(jié)語
公路和橋梁應(yīng)用高性能混凝土的耐久性問題，應(yīng)引起有關(guān)部門的高度重視，從戰(zhàn)略的高度來認識這個問題。開展公路橋梁高性能混凝土的研究和開發(fā)具有重要的意義。
開展公路橋梁高性能混凝土的研究和開發(fā)，應(yīng)結(jié)合混凝土自身特點和要求進行。但是也應(yīng)該考慮到，隨著混凝土技術(shù)的高流態(tài)、免振自密實高科技方向的發(fā)展，公路橋梁混凝土施工工藝改革勢在必行。
現(xiàn)公路橋梁高性能混凝土的技術(shù)途徑：應(yīng)以摻復(fù)合高效外加劑。經(jīng)處理的優(yōu)質(zhì)礦物摻合料來改善混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)、孔分布等提高混凝土的力學(xué)、耐久性、耐磨性等一系列性能。簡單地說，就是高強水泥+復(fù)合高效外加劑+優(yōu)質(zhì)礦物摻合料+優(yōu)質(zhì)骨料。
參考文獻:
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