姚海斌
摘要:我國的建筑物與各大項目工程對于混凝土的要求越來越高,高強度與高性能的混凝土已經(jīng)得到了逐步使用,為了確保這兩種混凝土能夠在以后的得到更加普遍的使用,本文將從配合比、養(yǎng)護方式、性能表現(xiàn)等多方面進行分析,結合目前的應用情況,探討以后的發(fā)展方向。
關鍵詞:高性能混凝土;中國;應用
一、高強度混凝土與高性能混凝土的優(yōu)勢與劣勢
(一)高強度高性能的混凝土強度在早期的增加速度顯著,但是后期比較緩慢,甚至低于普通混凝土。
(二)混凝土的各項指標如強度、耐凍性、抗?jié)B性、耐腐蝕、持久性等都是影響建筑工程質量的,而高強高性能混凝土的各項指標都高于普通混凝土,所以使用其進行施工的建筑工程壽命都比較長。由于這些優(yōu)勢港口碼頭、高速公路、客運鐵路以及隧道橋梁等都已經(jīng)開始使用高強高性能混凝土。
(三)建筑構件的截面尺寸會受到混凝土強度的影響,由于高強高性能混凝土具有高強度,所以縮小了截面尺寸,那么從而建筑工程中的梁柱都會縮小體積,不但使建筑工程更加美觀,同時建筑物重量得到較少且使用面積增加。
(四)高強高性能混凝土的明顯特點就是高強度,所以配合料中的水泥也比普通混凝土使用水泥強度要高,而高強的混凝土在水熱化過程中釋放的熱量會更多,那么混凝土裂縫就會產(chǎn)生的更加頻繁,從而降低混凝土的整體性能。
(五)高強高性能混凝土中會增加不同的膠黏材料,雖然這些材料增加了混凝土的強度性能,但是含有的有害成分也對混凝土質量產(chǎn)生直接影響。
二、高性能混凝土的特點
(一)高耐久性
HPC具備高的抗?jié)B性、抗腐蝕性及抗凍性,其中抗?jié)B性是混凝土耐久性的最主要技術指標?;炷恋目?jié)B性就是指在壓力水的作用下混凝土抵抗?jié)B透的能力。混凝土阻止水向其內(nèi)部流動的能力越好,說明混凝土的抗?jié)B性越好???jié)B性與耐久性息息相關,抗?jié)B性良好的混凝土能夠抵御外來侵蝕介質的影響,從而大大提高混凝土的耐久性。
(二) 高強度
HPC具有高的強度,這是HPC的一個重要特點。HPC是通過嚴格的施工工藝和高質的原材料配制成的施工材料,強度發(fā)展速度快而穩(wěn)定,早期強度高,后期強度不下降或持續(xù)增長。由于混凝土強度高,可減小構件截面尺寸,減輕建筑物自重。HPC彈性模量高,徐變小,可提高構筑物的結構剛度,特別是對預應力混凝土結構,有利于減小預應力的損失。
(三) 高體積穩(wěn)定性
表現(xiàn)在HPC在硬化過程中體積穩(wěn)定,水化過程放熱低,溫升小,被冷卻時溫差小,干燥收縮小,硬化后結構致密,不易產(chǎn)生裂紋。概括起來說,HPC能更好地滿足施工工藝要求和結構功能要求,能最大限度地延長混凝土結構的使用年限,從而降低工程造價。
(四)高工作性
HPC具有良好的工作性,這是一項綜合性能,包括流動性、黏聚性和保水性。具體表現(xiàn)為在一定的施工條件下,混凝土便于攪拌、運輸及澆筑等施工操作,同時能保證混凝土結構的密實性和均勻性;在攪拌時各種組成材料易于混合均勻;在運輸過程中不會發(fā)生離析、泌水現(xiàn)象;在澆筑過程中易于澆搗和振實,能夠流滿模板,節(jié)約施工能耗;在硬化過程中能夠保證水泥充分水化以及水泥和骨料的粘結性能。
三、高性能混凝土在施工中注意的事項
原材料的好壞直接影響高性能混凝土的性能優(yōu)劣,在施工中為了保證合理的坍落度必須從混凝土的制作環(huán)節(jié)入手,每次進行混凝土攪拌前都需要對原材料的含水率做認真測量,將得到的數(shù)據(jù)進行分析計算得出混凝土的配合比。為了保障測量數(shù)據(jù)的精確性,每次進行含水率測量的次數(shù)不能少于2次,準備好施工的前提條件,保證施工的順利實施?;炷猎牧蠎獓栏癜凑帐┕づ浜媳纫筮M行準確稱量,稱量最大允許偏差應符合膠凝材料(水泥、礦物摻和料等)±1%;外加劑±1%;骨料±2%;拌和用水±1%。混凝土的總攪拌時間不宜少于兩分鐘,也不宜超過三分鐘,以保證攪拌的均勻度。還要對混凝土的耐久性進行嚴格保證,因此要嚴格控制混凝土的攪拌時間,為高性能混凝土的綜合性能提供一定的保障。在運輸過程中應保證混凝土保持均勻性,運到澆筑地點時不分層、不離析、不漏漿,并具有要求的工作性能。應盡量減少混凝土的轉載次數(shù)和運輸時間。從攪拌機卸出混凝土到混凝土澆筑完畢的延續(xù)時間以不影響混凝土的各項性能為限?;炷寥肽G?,應采用專用設備測定混凝土各項工作性能;只有拌和物性能符合要求的混凝土方可入模澆筑?;炷翝仓r的自由傾落高度不得大于1.5m;當大于1.5m時,應采用滑槽、串筒、漏斗等器具輔助輸送混凝土,保證混凝土不出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象。澆筑混凝土時,需要振搗來增加混凝土的密實度。振搗時要注意不能將粗集料分離出來,要將其均勻鋪設在混凝土層中并搗實,避免產(chǎn)生蜂窩狀的空隙。震動間距不能過大,也不能過度震動,防止破壞其它組件?;炷翝仓尚瓦_到一定強度后即可拆模。拆模后的混凝土還需要配合科學的養(yǎng)護工作,才能延長使用壽命。在水泥水化期間白天可用草簾、麻袋蓋住混凝土表面,每隔兩小時就要澆一次水,夜晚,最少澆水兩次。后期可適當減少。澆水養(yǎng)護應在混凝土拆模后立即開始。
四、高性能混凝土在中國的應用
(一)高性能混凝土在施工中的應用
高性能混凝土在施工中具有優(yōu)良的耐久性,相比普通混凝土具有較高的強度與體積穩(wěn)定性,能夠長期抵抗侵蝕、沖刷等外界影響與干擾,因此高性能混凝土在道路施工中運用越來越廣泛。高性能混凝土能有效保證道路的路基質量,還能減少路基下沉幾率,為水泥用量與混凝土強度之間的矛盾提供了解決思路。高性能混凝土不僅具有較高的力學強度,還有良好的流動性與粘聚性,在實際的道路施工中,專業(yè)的設計人員可以結合具體情況進行高性能混凝土的調配,以便其發(fā)揮出最優(yōu)的性能。近年來,高性能混凝土在施工中的使用有效地提高了道路施工質量,為道路施工工藝優(yōu)化提供了方向。相比道路施工,橋梁施工對混凝土的綜合性能要求更高,因此在混凝土的選擇與設計上更加的慎重。高性能混凝土具有較高的強度與耐久性,保證橋梁在惡劣環(huán)境下的使用壽命,在離岸結構物的施工設計中應用比較廣泛,對于具有較長跨度的橋梁高性能混凝土發(fā)揮著重要的作用,不僅可以延長橋梁的使用壽命,提高經(jīng)濟效益,還能降低橋梁的養(yǎng)護難度和工作量,保證橋梁施工的同時滿足了安全性和經(jīng)濟性。
五、未來發(fā)展趨勢
(一)提高混凝土強度,希望將混凝土強度控制在C100-C150,并加以推廣使用。
(二)合理使用高效減水劑與礦物摻合料,將這兩項列為混凝土配料中重要的組成部分,同時開發(fā)有效的配合比較攪拌技術,確保高強高性能混凝土的發(fā)展更加多元化。
(三)混凝土研究人員可制定各項混合料的質量標準,同時研究合理的生產(chǎn)技術,從而可以有效控制各類混凝土混合料的質量。而且還需要不斷增加款物摻合料的種類,提高高效減水劑的性能。
(四)通過改善鋼筋結構與使用量,以及在混凝土中復合使用各種纖維,從而克服高強高性能混凝土的易脆性。
(五)建立智能化配比工藝,且利用科技與計算機技術將機器人融入使用,降低勞動力,提高工作效率。
六、結語:
高強高性能混凝土的各項性能明顯優(yōu)于普通混凝土,所以在建筑工程行業(yè)中已經(jīng)得到了普遍使用和認可。高強高性能混凝土可以提高建筑物的強度、延長使用時間、減少施工成本、降低施工難度等。而且不論工程項目是什么類型,都可采用高強高性能混凝土,所以其值得建筑工程行業(yè)不斷研究,從而促進我國建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展且取得良好的經(jīng)濟與社會效益。
參考文獻:
[1] 林聰.廢棄礦物摻合料混凝土收縮與抗裂性能試驗研究[D].山東農(nóng)業(yè)大學,2014(14):441-443.
[2] 羅果.養(yǎng)護條件對復摻礦物摻合料混凝土碳化性能的影響[D].中南大學,2014(32):587-589.