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海工混凝土

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一、前言

上海为了建设全国乃至世界的物流中心和开发海洋自然资源,海洋工程的发展十分迅速。作为世人瞩目的工程,深水港项目对上海经济持续高速发展将起到十分重要的拉动作用。而作为上海深水港重要组成之一的东海大桥南起浙江崎岖列岛小洋山岛的深水港区,北至上海南汇芦潮港的海港新城,跨越杭州湾北部海域,全长31公里,是我国较为罕见的大型海洋工程。由于东海大桥是连接港区和大陆的集装箱物流输送动脉,对上海深水港的正常运转起到不可或缺的支撑保障作用,因此在国内首次采用100年设计基准期。为了保证大桥混凝土在海洋严酷的环境中有较高的耐用寿命,采用了高性能混凝土技术方案。

高性能海工混凝土即针对混凝土结构在海洋环境中的使用特点,通过合理的配制技术,形成耐久性能、施工性能、物理力学性能以及相关性能俱佳的混凝土材料。高性能海工混凝土的突出特点表现在其高耐久和耐腐蚀性能,尤其是混凝土抵抗氯离子侵蚀的性能方面。

高性能海工混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及生产和施工工艺等方面有所差别。具体表现在,(1)高性能海工混凝土胶凝材料的原材料除水泥外,还要掺用至少一种矿物细掺料,并保证一定的胶凝材料用量,从而使得混凝土微结构得以优化,孔隙结构得以改善。(2)高性能海工混凝土通过高性能混凝土减水剂的合理使用,降低混凝土单方用水量,有利于形成混凝土致密结构。(3)高性能海工混凝土在保证其良好的施工性能和物理力学性能的同时,最大化地提高其耐久性能,尤其是抵抗海洋环境中的氯离子侵蚀作用。

本文根据课题组在深水港东海大桥高性能海工混凝土技术的研制结论,着重分析矿物掺和材料在其中的应用。

二、高性能海工混凝土专用掺和料的研究开发

使用粉煤灰、硅粉和磨细矿渣等矿物掺和材料作为混凝土掺和料,并保证一定的掺量,可大幅度提高混凝土的内部结构致密性,降低混凝土的渗透性,改善混凝土的耐久性能。研究首先选用上海地区有稳定供应源的高炉矿渣微粉、低钙粉煤灰以及硅灰材料,考察其与水泥复合胶凝体系的力学及耐久性能。

2.1 原材料及试验

试验用水泥为H牌52.5RP.Ⅱ水泥,其主要物理性能指标见表1,主要化学成分见表2。

表1 水泥其主要物理性能指标

粒化高炉矿渣的比表面积488m2/kg,密度ρ=2.86g/cm3。Ⅱ级低钙粉煤灰的细度(≤45μm筛余量)为10.9%,需水量比为98%。矿渣微粉、粉煤灰和硅灰的主要化学成分如表2所示。

表2 H牌525#水泥、矿渣、粉煤灰、硅灰的主要化学成分(%)

配制混凝土时,选用细度模数μf=2.8的河砂,粒径5~25mm碎石,LEX-9H 聚羧酸高效减水剂。

为考察矿物掺合料—粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰等入后对混凝土力学性能及耐久性能的综合影响,并比较各种掺入方式下的复合效应。分别选用纯水泥组(编号H1)、水泥与矿粉组(编号H2)、水泥,矿粉及粉煤灰三元组(编号H3)以及水泥,矿粉,粉煤灰和硅粉四元组(编号H4),分别测试在等条件下的混凝土强度和抗渗、耐氯离子腐蚀性能,并分析各元胶凝材料的粉体学特征。

2.2试验结果及分析

(1) 混凝土的力学性能

各系列混凝土的抗压强度试验结果见图1。结果表明,H2、H3系列混凝土的早期强度较H1系列混凝土低,强度发展慢,而H4系列混凝土的早期强度与H1相当。但各系列掺合料混凝土的60天强度几乎达到或超过了H1普通混凝土,且在总掺量一定时,H4混凝土大于H3混凝土,且比H2的混凝土早期及后期强度高。

图1混凝土立方体抗压强度发展趋势

图2 混凝土渗透高度比

(2) 混凝土的耐久性能

图3 混凝土抗氯离子扩散系数

图4 胶凝材料颗粒平均粒径

掺加了粉煤灰和矿粉等掺合材料的混凝土的抗氯离子渗透能力明显强于普通混凝土。即掺合材料的引入,明显地改善了混凝土的抗渗性能。如图2、图3所示,掺合料混凝土渗透高度比和抗氯离子扩散系数明显较普通混凝土小。从混凝土的抗渗透能力上来说,H4最好,H3次之,H2再次,但都强于H1胶凝材料仅为硅酸盐水泥的普通混凝土。

(3) 胶凝材料颗粒粒度分析

颗粒粒度分析表明,如图4所示,在混凝土粉料中,水泥颗粒粒径最大,磨细矿渣、粉煤灰次之,硅灰最小。

Rosin-Rammler分布的均匀性系数n是粉料粒度分析的一个重要表征参数。n值越小,表明颗粒群体分布范围越广,大小颗粒相互搭配,其颗粒级配越好。粉料的空隙率的大小也可以比较各粒径范围内的颗粒互相填充的效果,即空隙率越小级配越好。分析混凝土粉料的微级配,以比较各胶凝材料复合时的互相填充效果。分析结果如图5、6所示。

图5 粉料颗粒R-R分布均匀性系数

图6 粉料空隙率

从图5、6可以看出,H4的均匀性系数n值最小,H3、H2次之,H1最大;也就是说相比较而言,水泥、矿渣、粉煤灰、硅灰等四种复合的胶凝材料的级配最为密实,水泥、矿渣、粉煤灰等三种复合的胶凝材料次之、水泥、矿渣等复合的胶凝材料次之,水泥最差。

根据上述试验结果,粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰等多元矿物掺合材料在微集料效应复合、火山灰效应复合、形态效应复合以及界面效应交互复合作用下,对混凝土综合性能有明显改善。复掺粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰四元复合胶凝材料的混凝土,其综合性能要优于复掺矿粉、粉煤灰的三元复合胶凝材料的混凝土,亦优于单掺矿粉的二元复合胶凝材料的混凝土。这说明只要比例控制适当,使得三种矿物掺合料交互复合达到正效应的最大化,协同水泥,形成四元复合胶凝体系,有助于混凝土良好微级配的形成,从而改善混凝土的宏观性能。

根据上海地区原材料的供应情况以及多元矿物掺合材料复合交互效应特点,并根据海工混凝土构件所处腐蚀环境的不同以及耐久性要求的不同,开发了高性能海工混凝土专用掺和材料Ⅰ型和Ⅱ型。高性能海工混凝土专用掺合料以矿渣微粉为主要原料,以粉煤灰、硅粉等活性矿物掺合材料为辅掺材料,采用适度球磨混合工艺生产。两种型号掺和料的选材、配比和工艺控制参数有所区别,主要是针对海工混凝土构件不同的耐用环境要求以及保护层等结构因素,通过掺合材料而对混凝土达到不同的改善效果。通过多批试验生产,确定了高性能海工混凝土专用掺合料的质量控制参数和企业标准,并取得产品发明专利。在东海大桥工程以及港区码头工程中得到应用。

三、高性能海工混凝土专用掺和料在混凝土中的应用

3.1 高性能海工混凝土专用掺合材料掺量范围的选择

图7表示将高性能海工混凝土专用掺合料以30~80%的比例替代水泥后,混凝土强度和电通量(28d)指标的变化。根据其变化趋势,可以看出,当高性能海工混凝土专用掺合材料掺量比例在50%~70%时,混凝土可在满足强度等级要求的条件下,耐腐蚀性能较好(小于1000C)。根据对Ⅰ型和ⅠI型高性能海工混凝土专用掺合材料的多次试配,发现两种专用掺合材料的合理掺量范围在50%~70%之间。

图7 高性能海工混凝土专用掺合料掺量对混凝土性能的影响

3.2 高性能海工混凝土专用掺合料对混凝土的性能影响

试验中采用硅酸盐PⅡ52.5#水泥、高性能海工混凝土专用掺合料(包括Ⅰ型和Ⅱ型两种)、聚羧酸盐类LEX-9H减水剂,5-25mm连续级配粗骨料,细度模数2.6中砂。

3.2.1试验用混凝土配合比

研究考察了C35和C50两系列高性能海工混凝土的性能,其编号分别为普通混凝土(基准组)的35J/50J,掺Ⅰ型掺合料的35Ⅰ/50Ⅰ组,掺Ⅱ型掺合料的35Ⅱ/50Ⅱ组,混凝土配合比见表3。

表3 混凝土配合比

注:35系列中掺合材料的掺量为70%,50系列中掺合材料的掺量为60%,外加剂掺量为胶凝材料质量的0.9%。

3.2.2 新拌混凝土性能

试验结果见表4,结果表明高性能混凝土35Ⅰ、35ⅠI、50I、50Ⅱ的坍落度、粘聚性、保水性等方面性能比基准的普通混凝土好,而其中掺Ⅱ型坍落度比I型小。这是因为高性能海工专用掺合料本身具有一定的减水作用,同时由于其良好的颗粒组成,与水泥匹配后形成连续微级配,可改善新拌混凝土的性能。故其坍落度较大而粘聚性和保水性较好;Ⅱ型掺合料的比表面积较Ⅰ型大,且其中含有一定量的超细粉料,其需水量较Ⅰ型大,因此同水胶比和用水量时其坍落度较Ⅰ型稍小。

表4 新拌混凝土性能

3.2.3 混凝土抗压强度发展趋势

表5 混凝土抗压强度发展趋势

表5趋势说明了在标准养护条件下,相对普通混凝土(纯水泥混凝土)而言,掺有Ⅰ型和Ⅱ型高性能海工混凝土专用掺和料的高性能海工混凝土的早期抗压强度较低,28天抗压强度则基本相当,而后期强度则较高,并且各龄期Ⅱ型高性能混凝土的抗压强度均大于Ⅰ型。

3.2.4混凝土其它力学性能

表6 混凝土其它力学性能

根据表6,大掺量有高性能海工混凝土专用掺合料的混凝土其常规力学性能与基准混凝土相当。

3.2.5 收缩变形性能

以35系列混凝土为例,比较高性能混凝土和普通混凝土的收缩变形性能。如图8所示。

图8 35系列混凝土收缩变形性能

可得出,较基准混凝土,高性能混凝土的收缩发展趋势基本相同,但其收缩量要小一些。极限收缩量为0.5E-3左右。

3.2.6混凝土的绝热温升变化趋势

绝热温升实验就是在绝热条件下,直接测定混凝土水化过程中的温度变化和最高温升值。实验采用JR 型混凝土绝热温升测定仪,实验结果见表7。

表7:混凝土绝热温升试验结果

根据表7,高性能海工混凝土在配制过程中大掺量引入活性矿物掺合材料,故其绝热温升峰值较基准混凝土有不同程度的降低,且峰值出现时间推迟。在相同掺量条件下,Ⅱ型掺合料其绝热温升较Ⅰ型掺合料要高,峰值出现时间提前。故采用Ⅰ型高性能海工混凝土专用掺合料的混凝土可用于大体积混凝土的浇筑。

3.2.7 混凝土常规耐久性能

比较高性能混凝土和普通混凝土在抗碳化、抗渗和抗冻性能的不同,试验结果如表8。

表8 混凝土的碳化、渗透和抗冻性能

表中数据表明,高性能混凝土的抗碳化、抗渗和抗冻性能均较基准混凝土有不同程度的提高,尤其是高性能混凝土抗渗能力的改善十分明显,说明较基准混凝土,高性能混凝土的内部孔隙结构得以致密或曲化,使得渗透通路阻塞或延长。

为对比掺有Ⅰ和Ⅱ型掺合料的高性能海工混凝土与纯水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能和抵抗碱骨料反

应性能,同时进行了复合胶凝体系与纯水泥体系的抗蚀系数和碱骨料反应试验。表9结果表明,将高性能海工混凝土专用掺合料引入纯水泥胶凝体系后,其抗硫酸盐、抑制碱骨料反应的能力有明显改善。

表9混凝土胶凝材料抗硫酸盐、抑制碱骨料反应的性能

3.2.8混凝土抗Cl-渗透性能研究

3.2.8.1混凝土电通量、表观氯离子扩散系数试验

表10 混凝土电通量、表观氯离子扩散系数测试结果

试验结果表明,掺有海工专用掺和料的混凝土电通量均小于1000C,且Ⅱ系列较Ⅰ系列小,但均比基准混凝土组小。这说明高性能海工混凝土的抗氯离子渗透性能比普通混凝土有极大提高,Ⅱ型高性能海工混凝土专用掺合料对于混凝土抗氯离子渗透性能的改善程度较Ⅰ型掺合料高。90天表观氯离子扩散系数的测试结果也与电通量试验结果有相类似的趋势。

3.2.8.2恒电压钢筋快速锈蚀试验

恒电压锈蚀快速试验可对混凝土阻止其内部钢筋锈蚀的能力作以定性描述。与用混凝土氯离子扩散系数来间接计算混凝土的耐用寿命不同,该试验定量反映了高性能混凝土在快速试验条件下,其寿命相对于基准混凝土的变化。如图9所示,掺有Ⅰ型和Ⅱ型高性能海工混凝土专用掺合料的混凝土破坏时间是基准混凝土的1.5~2.0倍左右,假设基准混凝土的一般寿命为50年,则高性能海工混凝土的寿命可达100年左右。

图9 混凝土钢筋锈蚀快速试验结果

四、结论

4.1粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰等矿物掺合料的复合引入是实现高性能混凝土的有效途径之一。多元复合胶凝材料对混凝土性能的改善与其在混凝土中形成良好微级配,微集料效应、形态效应、界面效应、火山灰效应等复合交互迭加有关。合理控制各种矿物掺合料的物理性能和掺量比例等参数,可最大化发挥多元胶凝材料的复合效应,改善混凝土的综合性能。

4.2 高性能海工混凝土专用掺合料基于各种矿物掺合材料的交互叠加效应,通过各种矿物掺合材料的合理匹配,以特殊工艺形成的可满足高性能海工混凝土配制的矿物外掺材料,对新拌混凝土性能,混凝土的物理力学性能,混凝土温升,混凝土抑制碱骨料反应等具有改善效果。尤其对混凝土耐久性能,抗氯离子侵蚀性能等有显著的增益效果。

海工混凝土

一、前言 为了建设全国乃至世界的物流中心和开发海洋自然资源,海洋工程的发展十分迅速。作为世人瞩目的工程,深水港项目对经济持续高速发展将起到十分重要的拉动作用。而作为深水港重要组成之一的东海大桥南起崎岖列岛小洋山岛的深水港区,北至上汇芦潮港的海港新城,跨越湾北部海域,全长31公里,是我国较为罕见的大型海洋工程。由于东海大桥是连接港区和大陆的集装箱物流输送动脉,对深水港的正常运转起到不可或缺的支撑保障作用,因此在国首次采用100年设计基准期。为了保证大桥混凝土在海洋严酷的环境中有较高的耐用寿命,采用了高性能混凝土技术方案。 高性能海工混凝土即针对混凝土结构在海洋环境中的使用特点,通过合理的配制技术,形成耐久性能、施工性能、物理力学性能以及相关性能俱佳的混凝土材料。高性能海工混凝土的突出特点表现在其高耐久和耐腐蚀性能,尤其是混凝土抵抗氯离子侵蚀的性能方面。 高性能海工混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及生产和施工工艺等方面有所差别。具体表现在,(1)高性能海工混凝土胶凝材料的原材料除水泥外,还要掺用至少一种矿物细掺料,并保证一定的胶凝材料用量,从而使得混凝土微结构得以优化,孔隙结构得以改善。(2)高性能海工混凝土通过高性能混凝土减水剂的合理使用,降低混凝土单方用水量,有利于形成混凝土致密结构。(3)高性能海工混凝土在保证其良好的施工性能和物理力学性能的同时,最大化地提高其耐久性能,尤其是抵抗海洋环境中的氯离子侵蚀作用。 本文根据课题组在深水港东海大桥高性能海工混凝土技术的研制结论,着重分析矿物掺和材料在其中的应用。 二、高性能海工混凝土专用掺和料的研究开发 使用粉煤灰、硅粉和磨细矿渣等矿物掺和材料作为混凝土掺和料,并保证一定的掺量,可大幅度提高混凝土的部结构致密性,降低混凝土的渗透性,改善混凝土的耐久性能。研究首先选用地区有稳定供应源的高炉矿渣微粉、低钙粉煤灰以及硅灰材料,考察其与水泥复合胶凝体系的力学及耐久性能。 2.1 原材料及试验 试验用水泥为H牌52.5RP.Ⅱ水泥,其主要物理性能指标见表1,主要化学成分见表2。 表1 水泥其主要物理性能指标

高性能混凝土性能

高性能混凝土性能 讲授目录 HPC的性能相对于传统混凝土而言当然应当是优异的。我们分以下几个方面来讨论。 高性能混凝土的工作性 高性能混凝土的体积稳定性 高性能混凝土的耐久性 高性能混凝土的力学问题 高性能混凝土的高温性能 一、高性能混凝土的工作性 高性能混凝土的优良工作性,既包括传统混凝土拌和物工作性中的流动性、黏聚性(抗离析性)和泌水性等方面,又包括现代混凝土为适应泵送、免振等施工要求而要求的大流动性、坍落度保留好等方面。 为使硬化后的混凝土具有较高的强度和密实性,与普通混凝土相比,高性能混凝土中胶凝材料用量可能增大,除水泥外,往往还要加入1-2种矿物外加剂,同时使用高效减水剂,在较低水胶比下获得高流动性,因此拌和物的黏性增大,变形需要一定的时间。 高性能混凝土的流变性仍近似于宾汉姆体。可以用屈服剪切应力和塑性黏度两个参数来表达其流变性能,而在实际工程中采用变形能力和变形速度来反映高性能混凝土的工作性更为合理。 新拌混凝土的流变学参数

用宾汉姆体描述新拌混凝土流变学特性时,屈服值(屈服应力)是最重要的参数。屈服值是使材料发生变形所需的最小应力。坍落度值越小,表明混凝土拌合物的屈服值越大,在较小的应力作用下越不易变形。 影响混凝土屈服值的主要因素有用水量和化学外加剂。 ②塑性黏度 是反映作用应力与流动速度之间关系的参数。坍落度大致相同,塑性黏度大,混凝土拌合物流动和变形速度慢。 胶凝材料用量多的混凝土,其塑性黏度有增大的趋向。特别是使用塑化剂减少单位体积用水量时,黏性较不掺塑化剂且坍落度相同的混凝土拌合物明显增大,造成泵压增大,可泵性变差。 高性能混凝土工作性的测定方法 坍落度与坍落流动度 V型漏斗试验 U形充填性试验装置 J-环试验 L形流动仪及测试指标试验

水下浇筑施工方案

水 下 砼 浇 筑 (施工方案) 姓名: 班级: 学号:

水下浇筑砼(施工方案) 摘要:分析水下浇筑混凝土的特点,阐述有针对性地施工方法和措施提高水下浇筑混凝土的质量。 关键字:水下浇筑混凝土耐久性施工方法 引言:现代建筑科技水平日新月异,人们对混凝土的要求从单纯考虑强度发展以强度、耐久性为基础,同时要求具有良好的视觉效果,即具有较好的平整度,尤其是清水混凝土更是如此。在建筑行业中混凝土是主要材料,在桥梁工程中,水下浇筑混凝土也非常常见。 水下浇筑混凝土,是将混凝土在干地上拌制后,在水中浇筑和硬化的混凝土,简称水下混凝土。水下浇筑混凝土在钻孔灌注混凝土浇筑,地下连续墙浇筑,水中浇筑基础结构等一系列水工和海工浇筑结构中,得到广泛应用。由于水下浇筑混凝土受特殊环境限制,使得水下浇筑混凝土的耐久性很难得到保证。 正文:一、施工设备 1、材料 ⑴水泥:宜用425号或525号普通硅酸盐水泥,有出厂合格证并经试验合格。 ⑵砂子:中砂或粗砂,含泥量不大于3%。 ⑶碎石:粒径10~40mm,含泥量不大于2%。 2、作业条件 ⑴施工机械设备必须满足下列要求:

1)混凝土搅拌机不少于两台。 2)导管配套不得少于灌注一条桩的需用量。 3)要根据现场用电量至少要配置120KW发电机一台,以作灌注混凝土时突然停电备用。 ⑵现场混凝土材料存量必须满足施工需要。材料不足的情况下不得灌注水下混凝土。 二、操作工艺 1、水下混凝土拌和物应符合下列规定: ⑴水下灌注的混凝土必须具有良好的和易性。其配合比应通过试验确定,坍落度宜采用160~220mm,每立方米混凝土中的水泥用量不得少于360kg,水泥标号不宜低于425号。 ⑵使用早强型的水泥必须有缓凝措施。当气温高于30°C时,无论使用早强型或非早强型水泥,都必须根据具体情况对混凝土采取缓凝措施。 ⑶细骨料宜选用级配良好的中至粗砂,砂率一般控制在40%~50%。 ⑷粗骨料宜选用卵石或碎石,其粒径不得大于40mm,有条件时可采用二级配; 2、导管的结构和使用符合下列要求:

相关高性能混凝土方面的问题

高性能混凝土 简介 高性能混凝土(High performance concrete,简称HPC)是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途要求,对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此,高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比,选用优质原材料,且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。 定义 1950年5月美国国家标准与技术研究院(NIST)和美国混凝土协会(ACI)首次提出高性能混凝土的概念。但是到目前为止,各国对高性能混凝土提出的要求和涵义完全不同。 美国的工程技术人员认为:高性能混凝土是一种易于浇注、捣实、不离析,能长期保持高强、韧性与体积稳定性,在严酷环境下使用寿命长的混凝土。美国混凝土协会认为:此种混凝土并不一定需要很高的混凝土抗压强度,但仍需达到55MPa以上,需要具有很高的抗化学腐蚀性或其他一些性能。 日本工程技术人员则认为,高性能混凝土是一种具有高填充能力的的混凝土,在新拌阶段不需要振捣就能完善浇注;在水化、硬化的早期阶段很少产生有水化热或干缩等因素而形成的裂缝;在硬化后具有足够的强度和耐久性。 加拿大的工程技术人员认为,高性能混凝土是一种具有高弹性模量、高密度、低渗透性和高抗腐蚀能力的混凝土。 综合各国对高性能混凝土的要求,可以认为,高性能混凝土具有高抗渗性(高耐久性的关键性能);高体积稳定性(低干缩、低徐变、低温度变形和高弹性模量);适当的高抗压强度;良好的施工性(高流动性、高粘聚性、自密实性)。 中国在《高性能混凝土应用技术规程》(CECS207-2006)对高性能混凝土定义为:采用常规材料和工艺生产,具有混凝土结构所要求各项力学性能,具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。 高性能混凝土的技术路线 高性能混凝土是由高强混凝土发展而来的,但高性能混凝土对混凝土技术性能的要求比高强混凝土更多、更广乏,高性能混凝土的发展一般可分为三个阶段:

高性能混凝土的设计研究与发展现状

开题报告 高性能混凝土是在现代高强混凝土的基础上发展起来的。使用新型的高效减水剂和矿物掺和料,是使混凝土达到高性能的主要技术措施,前者能降低混凝土的水胶比,增大坍落度,控制坍落度损失,提高混凝土的密实性和工作性;后者能填充胶凝材料的孔隙,参与胶凝材料的水化,除提高混凝土的密实度外,还改善混凝土的界面结构,提高混凝土的强度和耐久性。粉煤灰高性能混凝土将粉煤灰作为矿物掺和料,既改善了混凝土的技术性能,同时又充分利用了工业废料,有效地节约了资源和能源,减少了环境污染,符合绿色高性能混凝土的发展方向,促进了混凝土技术的健康发展。 高性能混凝土的定义最早在美国提出。1990年5月在美国马里,由美国国家标准与工艺研究院(NIST)和美国混凝土学会(ACI)主办的讨论会上,将HPC定义为具有所要求的性能和匀质性的混凝土。这些性能主要包括:易于浇注捣实而不离析,力学性能好,早期强度高,韧性好,体积稳定性好,在恶劣条件下使用寿命长等。 高性能混凝土概念的提出至今只有十多年的时间,但是由于国际上广泛认识到高性能混凝土具有高工作性、高耐久性和高强度等特性,用其替代传统的混凝土以及建造在严酷环境中的特殊结构物,具有显著的经济效益和技术先进性,因此高性能混凝土的开发和应用得到了各国的很大重视,并且取得了巨大成果。美国、日本、法国、加拿大等国已将高性能混凝土作为跨世纪的新材料,投入了大量的人力、物力和财力进行研究和开发,至今已在不少重要工程中使用。高性能混凝土适应了当今科学技术和生产发展的要求,可以提高混凝土结构的使用寿命,大量利用工业废渣,减少资源耗费和环境污染,便于施工,节约能源,己被各国普遍认为是今后混凝土技术的发展方向,是混凝土可持续发展的出路所在。 从1996年开始,我国国家计委、国家科技部先后2次设立科技攻关项目,进行高性能混凝土的创新研究,由中国建筑材料科学研究院、清华大学、同济大学、中国水利水电科学研究院等几十所科研单位、高等院校承担了“高性能混凝土的综合研究和应用”及“新型高性能混凝土及其耐久性的研究”的研究课题,

广深沿江高速公路高性能海工混凝土技术的应用

广深沿江高速公路高性能海工混凝土技术的工程应用 1概述 广深沿江高速公路(深圳段)第2合同段项目为双向八车道,设计时速100km/h,起止里程为K66+103~K74+524,全长为8.421km,桥跨布置为:机场特大桥为114×60m 整体预制箱梁,机场互通主线桥为27×30m预制组合箱梁+(3×40+11×30+6×31+5×27)m预应力混凝土连续箱梁+(35+60+35)m连续刚构。本工程地处大铲湾及妈湾海域,我合同段混凝土全部采用高性能海工混凝土,根据工程调查及环境条件调查分析,本工程混凝土结构主要为氯离子侵蚀条件下的混凝土结构。广深沿江高速公路(深圳段)项目海工混凝土施工的需要以及对抵抗海水侵入,防止混凝土的钢筋锈蚀,增强耐久性,提高使用寿命的要求,下面就高性能海工混凝土技术在广深沿江高速公路(深圳段)第2合同段中的应用进行阐述,为以后类似工程施工提供借鉴的经验。 2.高性能海工混凝土技术的工程实施 高性能海工混凝土的工程监理实施涉及原材料的选择、配比设计调整、施工控制、质量保证多个环节,因而是一项系统工程,需要从多方面共同努力,才能使高性海工混凝土的应用落到实处。 2.1高性能海工混凝土配合比设计 2.1.1高性能海工混凝土性能要求 根据以往的工程经验和耐久性要求,设计对混凝土配比提出要求如下表1: 表1

2.1.2高性能海工混凝土原材料 2.1.2.1胶凝材料 (1)水泥:广深沿江高速公路(深圳段)项目使用强度等级不低于42.5级且符合《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准的Ⅱ型硅酸盐水泥,水泥中氯离子含量小于0.03%,碱含量小于0.6%,选定的水泥与辅掺料、外加剂间匹配性优良,我们选用的为华润(平南)水泥有限公司P·Ⅱ42.5级水泥。 (2)矿物掺合料:粉煤灰应符合GB/T1596-2005中Ⅰ级灰的技术要求,矿渣粉应符合GB/T18046-2008中S95级以上要求。我们通过匹配试验选取深圳妈湾电厂Ⅰ级粉煤灰和韶钢S95级矿渣粉。监理工程师论坛https://www.wendangku.net/doc/7615708048.html,/ 2.1.2.2细骨料:应选用天然中砂,同时考虑细度模数和级配情况,砂中氯离子含量≤0.02%,含泥量≤2.0%,泥块含量≤0.5%,不得使用海砂及多孔砂,禁止使用活性骨料,通过试验我们选取了西江(肇庆段)河砂。 2.1.2.3粗骨料:应选用粒径5~25mm且级配良好的碎石,氯离子含量≤0.02%,含泥量≤0.5%,泥块含量≤0.3%,针片状≤8%,不得使用活性骨料。我们选取的为四会迳口石场5~25mm碎石。 2.1.2.4水:使用的水应不含有影响水泥正常凝结或使钢筋锈蚀有害杂质,且SO42-含量≤500mg/L,CL-含量200mg/L,我们选用的水为饮用水。

高性能混凝土的研究与发展现状

高性能混凝土的研究与发展现状 学生姓名: 指导教师: 专业年级: 完稿时间: XX大学

高性能混凝土的研究与发展现状 摘要 随着科学技术的进步,现代建筑不断向高层、大跨、地下、海洋方向发展。高强混凝土由于具有耐久性好、强度高、变形小等优点,能适应现代工程结构向大 跨、重载、高耸发展和承受恶劣环境条件的需要,同时还能减小构件截面、增大使用 面积、降低工程造价,因此得到了越来越广泛的应用,并取得了明显的技术经济效益。 关键词:高性能混凝土性能发展应用前景 装 订 线

目录 一高性能混凝土的发展方向 (1) 1.1轻混凝土 (1) 1.2绿色高性能混凝土 (1) 1.3超高性能混凝土 (1) 1.4智能混凝土 (1) 二高性能混凝土的性能 (1) 2.1耐久性 (1) 2.2工作性 (1) 2.3力学性能 (1) 2.4体积稳定性 (1) 2.5经济性 (2) 三高性能混凝土质量与施工控制 (2) 3.1高性能混凝土原材料及其选用 (2) 3.2配合比设计控制要点 (3) 四高强高性能混凝土的应用与施工控制 (3) 4.1高强高性能混凝土的应用 (3) 4.2高性能混凝土的施工控制 (4) 五高性能混凝土的特点 (4)

5.1高耐久性能 (4) 5.2高工作性能 (5) 5.3高稳定性能 (5) 六高性能混凝土的发展前景 (5) 参考文献 (6)

一高性能混凝土的发展方向 1.1轻混凝土是指表观密度小于1950kg/m3的混凝土。可分为轻集料混凝土、多孔混凝土和无砂大孔混凝土三类。 1.2绿色高性能混凝土水泥混凝土是当代最大宗的人造材料,对资源、能源的消耗和对环境的破坏十分巨大,与可持续发展的要求背道而驰。绿色高性能混凝土研究和应用较多的是粉煤灰混凝土,粉煤灰混凝土与基准混凝土相比,大大提高了新拌混凝土的工作性能,明显降低混凝土硬化阶段的水化热,提高混凝土强度特别是后期强度而且,节约水泥,减少环境污染,成为绿色高性能混凝土的代表性材料。 1.3超高性能混凝土如活性粉末混凝土,其特点是高强度,抗压强度高达300MPa,且具有高密实性,已在军事、核电站等特殊工程中成功应用。 1.4智能混凝土是在混凝土原有的组分基础上复合智能型组分,使混凝土材料具有自感知、自适应、自修复特性的多功能材料,对环境变化具有感知和控制的功能。随着损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列机敏混凝土的出现,为智能混凝土的研究、发展和智能混凝土结构的研究应用奠定了基础。 二高性能混凝土的性能 2.1耐久性。高效减水剂和矿物质超细粉的配合使用,能够有效的减少用水量,减少混凝土内部的空隙,能够使混凝土结构安全可靠地工作50~100年以上,是高性能混凝土应用的主要目的。 2.2工作性。坍落度是评价混凝土工作性的主要指标,HPC的坍落度控制功能好,在振捣的过程中,高性能混凝土粘性大,粗骨料的下沉速度慢,在相同振动时间内,下沉距离短,稳定性和均匀性好。同时,由于高性能混凝土的水灰比低,自由水少,且掺入超细粉,基本上无泌水,其水泥浆的粘性大,很少产生离析的现象。 2.3力学性能。由于混凝土是一种非均质材料,强度受诸多因素的影响,水灰比是影响混凝土强度的主要因素,对于普通混凝土,随着水灰比的降低,混凝土的抗压强度增大,高性能混凝土中的高效减水剂对水泥的分散能力强、减水率高,可大幅度降低混凝土单方用水量。在高性能混凝土中掺入矿物超细粉可以填充水泥颗粒之间的空隙,改善界面结构,提高混凝土的密实度,提高强度。 2.4体积稳定性。高性能混凝土具有较高的体积稳定性,即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热,硬化后期具有较小的收缩变形。

高性能混凝土的研究与发展现状78166

高性能混凝土地研究与发展现状 摘要:阐述了高性能混凝土产生地背景和国内外学者对高性能混凝土地认识与定义,并详细介绍了高性能混凝土地国内外地研究与发展现状,同时,还针对高性能混凝土研究与发展中地一些问题进行了探讨.关键词:高性能混凝土;定义;耐久性;存在问题高性能混凝土(,)是世纪年代末年代初,一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出地一种全新概念地混凝土,它以耐久性为首要设计指标,这种混凝土有可能为基础设施工程提供年以上地使用寿命.区别于传统混凝土,高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,被认为是目前全世界性能最为全面地混凝土,至今已在不少重要工程中被采用,特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特地优越性,在工程安全使用期、经济合理性、环境条件地适应性等方面产生了明显地效益,因此被各国学者所接受,被认为是今后混凝土技术地发展方向.高性能混凝土产生地背景传统地混凝土虽然已有近年地历史,也经历了几次大地飞跃,但今天却面临着前所未有地严峻挑战:()随着现代科学技术和生产地发展,各种超长、超高、超大型混凝土构筑物,以及在严酷环境下使用地重大混凝土结构,如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等地建造需要在不断增加.这些混凝土工程施工难度大,使用环境恶劣、维修困难,因此要求混凝土不但施工性能要好,尽量在浇筑时不产生缺陷,更要耐久性好,使用寿命长.()进入世纪年代以来,不少工业发达国家正面临一些钢筋混凝土结构,特别是早年修建地桥梁等基础设施老化问题,需要投入巨资进行维修或更新.年美国国家材料咨询局地一份政府报告指出:在美国当时地.万座桥梁中,大约有.万座处于不同程度地破坏状态,有地使用期不到年,而且受损地桥梁每年还增加.万座.年在提交美国国会地报告“国家公路和桥梁现状”中指出,为修复或更换现存有缺陷桥梁地费用需投资亿美元;如拖延修复进程,费用将增至亿美元.美国现存地全部混凝土工程地价值约万亿美元,每年用于维修地费用高达亿美元.在加拿大,为修复劣化损坏地全部基础设施工程估计要耗费亿美元.在英国,调查统计了个工程劣化破坏实例,其中碳化锈蚀占%,环境氯盐锈蚀占%,内部氯盐锈蚀占%,混凝土冻蚀%,混凝土磨蚀%,混凝土碱—骨料反应破坏%,硫酸盐化学腐蚀%,其他各种不常发生地腐蚀破坏%.我国结构工程中混凝土耐久性问题也非常严重.建设部于世纪年代组织了对国内混凝土结构地调查,发现大多数工业建筑及露天构筑物在使用~年后即需大修,处于有害介质中地建筑物使用寿命仅~年,民用建筑及公共建筑使用及维护条件较好,一般可维持年.相对于房屋建筑来说,处于露天环境下地桥梁耐久性与病害状况更为严重.据年全国公路普查,到年底我国已有各式公路桥梁座,公路危桥座,每年实际需要维修费用亿元,而实际到位仅亿元.港口、码头、闸门等工程因处于海洋环境,氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀,导致构件开裂、腐蚀情况最为严重.年交通部四航局等单位对华南地区座码头调查地结果,有%以上均发生严重或较严重地钢筋锈蚀破坏,出现破坏地时间有地距建成仅—年.()混凝土作为用量最大地人造材料,不能不考虑它地使用对生态环境地影响.传统混凝土地原材料都来自天然资源.每用水泥,大概需要.以上地洁净水,砂、以上地石子;每生产硅酸盐水泥约需.石灰石和大量燃煤与电能,并排放,而大气中浓度增加是造成地球温室效应地原因之一.尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比,生产?昆凝土所消耗地能源和造成地污染相对较小或小得多,混凝土本身也是一种洁净材料,但由于它地用量庞大,过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观.有些大城市现已难以获得质量合格地砂石.另一方面,由于混凝土过早劣化,如何处置费旧工程拆除后地混凝土垃圾也给环境带来威胁.因此,未来地混凝土必须从根本上减少水泥用量,必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料;必须充分考虑废弃混凝土地再生利用,未来地混凝土必须是高性能地,尤其是耐久地.耐久和高强都意味着节约资源.“高性能混凝土”正是在这种背景下产生地.高性能混凝土地定义与性能对高性能混凝土地定义或含义,国际上迄今为止尚没有一个统一地理解,各个国家不同人群有不同

高性能海工混凝土在桥梁工程中的应用及发展

高性能海工混凝土在桥梁工程中的应用 1 高性能海工混凝土简介 在国内外已建沿海桥梁工程中, 很多桥梁结构的破坏其主要原因来自混凝土病害, 因此混凝土耐久性研究受到国内外研究混凝土的专家的高度重视, 经过多年的研究, 他们对跨海大桥高性能海工混凝土的研究、应用趋于成熟。虽然我国的工程技术研究人员对高性能海工混凝土的研究已有多年, 但高性能海工混凝土在跨海桥梁工程中的应用还属于起步阶段, 在2005年通车的东海大桥上,我国第一次采用了高性能海工耐久性混凝土技术,经过东海大桥的设计和施工实践的过程,尽管有关工程技术人员对高性能海工混凝土的技术性能有所认识,但所积累的技术经验毕竟有限, 不同海洋环境下的桥梁工程中的高性能海工混凝土配合比设计和施工技术仍然不够充分和完善。 高性能海工混凝土是用混凝土常规原材料、常规工艺, 经配合比优化而制作的, 在海洋环境中具有高耐久性、高尺寸稳定性和良好工作性的高性能结构混凝土材料。混凝土的氯离子渗透性和含气量是目前海工混凝土区别于其它混凝土最主要的两个控制指标。 2 高性能海工混凝土的特点 2.1 高强度 在混凝土材料、施工工艺及养护条件相同, 当普通混凝土的水灰比与高性能海工混凝土的水胶比相等时, 海工混凝土的28d 的标准强度要高于普通混凝土, 这是因为: 一方面海工混凝土掺加优质掺合料, 填充混凝土水化后产生的多余孔隙, 使混凝土结构变得更加密实; 另一方面海工混凝土掺加了超高效减水剂, 使配合比设计中的水胶比大大减小, 使海工混凝土具有较高的强度。 2.2 耐久性好 海工混凝土是高性能混凝土的一个分支, 它有高性能混凝土的高强和工作特性, 但又不同于其它高性能混凝土, 主要区别在于海工混凝土的耐久性指标上, 高性能混凝土耐久性指标主要包括抗氯离子渗透性、抗冻性、抗裂性、抗碳化、抗碱- 骨料反应、抗化学腐蚀和表面磨损性能等。其它类型的高性能混凝土对抗氯离子渗透性和抗冻性指标没有作具体要求。海工混凝土耐久性指标是根据不同海洋环境和海域气候条件来决定的, 但无论在何种海洋环境下设计和建造桥梁, 海工混凝土氯离子的渗透性都会有严格的要求, 桥梁工程各部位海工混凝土都有不同的氯离子渗透指标来控制, 以满足不同部位混凝土的在海洋环境下的耐久性要求, 海洋环境不同, 氯离子渗透指标的要求也不同; 抗冻性指标也是海工混凝土的一个耐久性设计指标, 当海洋区域内气候寒冷时才加以考虑, 杭州湾大桥施工规范对海工混凝土抗冻性要求不高, 只是要求新拌混凝土中含气量一般控制在4%~6%, 气泡间隔系数小于250μm即可。 2.3 良好工作性 无论什么混凝土, 即使它具有高的强度和好的耐久性, 如果不能应用于施工实践, 那是没有意义的, 同样, 高性能海工混凝土具有良好的工作性。海工混凝土具有的良好的工作性体现在它的流动性、可塑性、易密性和保水性能上, 海工混凝土不仅易于振捣, 稳定性好,坍落度相对普通混凝土较大, 流动性大, 而且集料的包裹性能良好, 不易产生分层和泌水, 极大地加快了混凝土的浇筑速

杭州湾跨海大桥钻孔桩施工方案

G01~G08现浇段钻孔桩施工方案及施工工艺 一、编制依据 1、《杭州湾大桥Ⅹ合同段工程施工设计图》 2、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000 3、《杭州湾跨海大桥专用施工技术规范》 4、《公路工程国内招标文件范本》 5、《杭州湾跨海大桥专项工程质量检验评定标准》 二、工程概况 50+80+50m及4×50m连续梁基础为φ1.5m钻孔灌注桩,共计76根/6552米。其中,G01、G02、G08桥墩的桩长为85m,其余均桥墩的桩长为87m。G02和G03墩单幅桥采用7根钻孔桩,梅花形布置,分布半径为4.0m;4×50m连续梁及80m连续梁边墩采用4根钻孔桩,分两排布置,顺桥向、横桥向间距均为4m。 三、施工部署 1、施工总平面布置 根据G01~G08现浇段所在区域的地形情况,拟在桥轴线西侧设置专门的生产区域,该区域主要包括60m3/h拌和站一座(4136m2)、钢筋及钢结构加工区域(352m2)、泥浆池及泥浆沉淀池(12600m2),并预留有提梁站设置区域。整个生产区域按当地水利局要求的远离十塘20m布置。施工总平面布置的详细情况见附件1:《G01~G08现浇段施工总平面布置图》。 2、主要施工设备配置计划 由于G01~G08现浇段钻孔桩具有桩长、地质情况较复杂、海工耐久混凝土灌注难度大等特点,因此,拟选择扭矩大的钻机进行成孔,并配置相应的泥浆泵、泥浆处理器,形成完善的泥浆循环系统。混凝土及钢筋施工设备按常规设备配置。G01~G08现浇段钻孔桩施工机械设备配置的详细情况见下表。 3、主要施工人员配置计划 根据G01~G08现浇段钻孔桩工程量和施工设备配置情况,现场施工作业拟配置施工员1人、质检员1人、安全员1人、测量人员3人(与其他施工作业测量共用);每台钻机按两班制配置钻工8人,6台钻机共48人;钢筋工和混凝土工按一班制配

高性能混凝土与普通混凝土的差别

高性能混凝土与普通混凝土的差别 一、理念上的差别 共性: ◇高性能混凝土本质上与普通混凝土没有很大差别 高性能混凝土为一种新型高技术混凝土,就是对普通砼某些性能上的优化,就是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土,就是以耐久性作为设计的主要目标,针对不同用途的要求,对下列性能有重点的加以保证:耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性与经济性。 ◇使用的原材料仍然为水泥、砂、石、外加剂,但对各性能指标要求更严。 ◇生产工艺过程在宏观上与普通混凝土一致 不同点: ◇在普通混凝土基础上掺加大量活性混合材,养护水平要求高。 高性能混凝土就是满足特定功能与匀质性综合需要的混凝土。采用普通的组分材料与通常的搅拌、浇注与养护操作,未必能日常生产这种混凝土。高性能混凝土的特性,就是针对一定的应用与环境所要求的。例如:易于浇注、早期强度、水化热、体积稳定性、可捣实不离析、长期力学性质、密度、韧性、在服务环境中运行寿命长久。因此在施工过程中要掺大量活性混合材以改善上述性能。活性混合材掺量提高了,相应的养护工艺也要提高。 ◇对施工单位的管理水平要求高 高性能混凝土的施工过程控制要严格按ISO9001标准要求运行。 ◇许多对普通混凝土不敏感的因素变得敏感了 高性能混凝土对原材料、配合比、生产搅拌运输工艺、养护方式等十分严格,按普通混凝土的生产理念远远不能适应要求。 二、原材料选用上的差别 1.水泥 水泥应采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥中掺与料只能就是粉煤灰或高炉矿渣。 a 不用早强型水泥 b 不用立窑水泥 c 不要选用C3A含量高的水泥 d 尽量选用低碱水泥 2、砂

高性能混凝土产生的背景和研究现状

摘要 随着我国改革开放和现代化进程的加快,我国的建设规模正日益增大,如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去,日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的土木工程建设中,混凝土的应用面之广,使用次数之多是很少见的。尤其中近年来,一种较新的混凝土技术正在快速发展并且运用到许多实际工程项目中,那就是高性能混凝土。 高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC) 由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土,至今已在不少重要工程中被采用,特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。 本文主要介绍了高性能混凝土发展的历史背景及目前国内外的研究现状,阐明了高性能混凝土的特性,列举了高性能混凝土在国内外研究应用中的重要成果,并对其发展趋势作出展望。随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展,HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。 关键词:高性能混凝土;耐久性;体积稳定性

目录 摘要 (1) 目录 (2) 引言 (4) 第一章高性能混凝土产生的背景和研究现状 (4) 第一节背景 (4) 第二节研究现状及发展方向 (5) 第二章高性能混凝土的性能研究和应用分析 (5) 第一节高性能混凝土的概念 (5) 第二节高性能混凝土的性能 (6) 第三节高性能混凝土发展和应用中所面临的问题 (6) 第三章高性能混凝土质量与施工控制 (7) 第一节高性能混凝土原材料及其选用 (7) 第二节配合比设计控制要点 (9) 第三节高性能混凝土的施工控制 (10) 第四章高性能混凝土的特点 (10) 第一节高耐久性能 (11) 第二节高工作性能 (11) 第三节其它 (11) 第五章绿色高性能混凝土 (12)

海工高性能混凝土配合比设计

海工高性能混凝土配合比设计 发表时间:2016-09-06T15:17:33.810Z 来源:《基层建设》2015年36期作者:林宏璋[导读] 摘要:海洋工程处于恶劣的海洋环境,具有气温高、湿度大、海水含盐度高的特点,受海水、海风、盐雾、潮汐、干湿循环等众多因素影响,工程主体的钢筋混凝土构件容易因氯离子侵蚀、化学介质侵蚀破坏等产生锈蚀,导致结构性能退化,危及结构的安全使用。 广东交通集团检测中心广东广州 510550 摘要:海洋工程处于恶劣的海洋环境,具有气温高、湿度大、海水含盐度高的特点,受海水、海风、盐雾、潮汐、干湿循环等众多因素影响,工程主体的钢筋混凝土构件容易因氯离子侵蚀、化学介质侵蚀破坏等产生锈蚀,导致结构性能退化,危及结构的安全使用。为保证结构耐久性,使工程达到120年设计使用年限的要求,海工高性能混凝土使用常规材料、常规工艺,以较低水胶比、适当掺量活性掺合料和较严格的质量控制措施制作的具有高的抗氯离子渗透性、满足结构要求的较高强度、良好的工作性以及较高体积稳定性。 关键词:跨海大桥;高性能混凝土;配合比 1 高性能混凝土基本要求 1.1 耐久性 处于氯盐腐蚀环境的混凝土必须具有高的抗氯离子渗透性,高性能混凝土的重要特点是具有高抗氯离子渗透性和高抗渗性。 1.2 高工作性能 高性能混凝土具有良好的流变学性能,高流动性,不泌水,不离析,能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性,对于钢筋密集的高大结构中能自留成型,从而保证该结构的密实性。 1.3 低热低收缩、抗裂性 混凝土构件尺寸越大,发生温度应力裂缝的可能性也越大。减少混凝土的水泥用量和降低混凝土的初始温度及使用低热水泥、减少混凝土温差等措施,很大程度可避免或减少混凝土的开裂,大大提高了混凝土的耐久性能。 1.4 强度 混凝土(抗压)强度是混凝土力学性能的考核指标和工程验收标准。 2 高性能混凝土对原材料的选择 高性能混凝土原材料主要采用常规的原材料,因此不能对配制高性能混凝土用原材料提出太多的苛刻的要求,而应根据实际情况,对原材料提出关键性的技术要求,才具有实际意义。 2.1 水泥 水泥;配制高性能海工耐久混凝土不得使用立窑水泥,应避免使用早强、水化热较高和高C3A含量的水泥;水泥中C3A含量宜控制在8%以内,水泥细度不宜超过380m2 /kg,游离氧化钙不宜超过1.5%。 海洋工程宜采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,水泥质量应符合国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)的规定,不宜采用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。 水泥的氯离子含量应低于0.03%,碱含量应不大于0.60%。 水泥运到工地后应尽快使用,但温度高于50℃的水泥不宜直接拌和混凝土,宜冷却至50℃以下使用。水泥由于受潮或其它原因而发生质量变化时,应从场内运走,不得使用。 2.2 水 (1)一般要求 拌合用水易采用饮用水,当采用其它水源时,应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)的要求,不得采用海水。 (2)水的化学方面要求 ①水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质及油脂、糖类、游离酸类、碱、盐、有机物或其他有害物质。②不得采用污水、pH值小于5的酸性水;硫酸盐含量(按SO42-计)超过500mg/L的水和氯化物含量大于500mg/L水不得使用于本工程混凝土中。③混凝土结构不得用海水拌制混凝土。 2.3 骨料 骨料在混凝土中约占70%,是混凝土的主要组成部分。集料与掺合料集料的选择应考虑其碱活性,防止碱集料反应造成的危害,集料的耐蚀性和吸水性,同时选择合理的级配,改善混凝土拌合物的和易性,提高混凝土密实度。 粗集料宜采用反击破工艺生产的坚硬碎石。需要采用粗石、细石混合使用的混合级配其紧密堆积空隙率不宜大于40%。 粗集料最大粒径应不超过结构物最小尺寸的1/4、钢筋最小净距的3/4和保护层厚度的2/3;当设置两层或多层钢筋时,不得超过钢筋最小净距的1/2;泵送混凝土的粗集料最大粒径不应超过输送管内径的1/3;水下灌注混凝土的粗集料最大粒径不得大于导管内径的1/6和钢筋最小净距的1/4。海工混凝土粗集料采用碎石,最大粒径不应超过25mm。 粗集料进场时控制级配、针片状颗粒含量、吸水率和密度,包括堆积密度和表观密度、含泥量、坚固性、压碎值指标、碱集料反应,有害物质含量等。 细集料应选用颗粒坚硬、强度高、耐风化的天然河砂,不得使用海砂、山砂、人工砂或风化严重的多孔砂。 泵送混凝土用砂宜选用细度模数为3.0~2.6的中粗砂,2.36mm筛孔的累计筛余宜不大于15%,0.3mm筛孔的累计筛余量宜在85~93%。 粗集料进场时控制细度模数、颗粒级配、含泥量、泥块含量、坚固性、氯离子含量、有害杂质含量和碱活性等。 2.4 外加剂 所采用的化学外加剂,必须是经过有关部门检验并附有检验合格证的产品,其质量应符合《混凝土外加剂》(GB/T 8076-1997)、《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003)以及《聚羧酸系高性能减水剂》(JG/T223-2007)的规定,使用前应复验其效果,使用时应符合产品说明、及本规范关于混凝土配合比、拌制、浇筑等各项规定。

高性能混凝土基本知识

一、什么是高性能混凝土?现代工程施工为什么强调必须发展高性能混凝土? 高性能混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上,采用现代混凝土技术制作的混凝土,它以耐久性作为主要指标。针对不同用途要求,高性能混凝土对下列性能有重点地予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济性。为此,高性能混凝土在配料上的特点是:低水胶比、选用优质原料,并 这里特别强调。目前有些人员,还认为高性能混凝土必须是高强混凝土(大于C50级的混凝土),这是片面的。从目前已取得的成果以及从工程安全性与安全使用年限等要求来看,高强混凝土必须是高性能混凝土。因此,高强混凝土应包括在高性能混凝土之中,而不是高性能混凝土包括在高强混凝土之中。单纯的高强混凝土不一定就是高性能,如:干硬性混凝土、碾压混凝土。中低等级的混凝土,只要需要也可以按高性能混凝土来配制,如处于恶劣环境的海工混凝土、中高等介质的耐蚀混凝土、大体积混凝土、含有活性碱集料的混凝土。对强度要求并不高(一般C30级左右),但对耐久性要求却很高,高性能混凝土恰能满足这些要求。因此,高性能混凝土不只是高强度的,而是包括各种强度等级的,范围十分广泛。 高性能混凝土能够解决在使用过程中的诸如问题,如:高强耐久,混凝土需要密实度高;泵送施工需要大坍落度,流动性好;防水,需要抗渗性好;耐蚀,可根据需要配制各类耐腐蚀混凝土。总之,针对混凝土所处环境、耐久要求、施工工艺等按需配制。 实践证明,普通混凝土的使用寿命不过50年,我国在50年代兴建的铁路、公路桥梁混凝土,已经全部通过大修或重建。当时兴建的水库大坝有许多已经成

为陷入危境的“病坝”。据水利界专家介绍:截至1997年底,驰名中外的佛子岭、梅山、响洪甸三座老坝,不维修不行,维修耗资巨大,可能比新建坝耗资还要多。 据《钢筋混凝土结构设计规范》管理组1997年的调查资料,一般环境中的建筑物混凝土有40%已经碳化到钢筋表面,较潮湿环境中则有90%的构件钢筋已经锈蚀,其中有的重要建筑物使用时间只有10年左右就得推倒重建。因此,混凝土耐久性问题越来越受到人们的重视,长期以来按保证强度单一指标的做法已经不适合现代工程施工了。 高性混凝土,在正常条件下使用寿命都能满足100年,配制好的高性能混凝土,在恶劣环境下的使用寿命也能超过100年。发达国家(如美国)工程施工对混凝土耐久性的要求是大于120年。我国三夹工程大坝设计使用年限是100年,杭州湾大桥(抗腐蚀混凝土)、京沪高速铁路主体工程混凝土,设计寿命都按使用100年不维修,其混凝土工艺要根据工程所处的环境条件,使用耐久要达到100年以上来配制。 二、混凝土的耐久性涉及哪些方面? 混凝土的耐久性包含:引起破坏的作用力、对破坏作用的抵抗力。两种力相互抵抗的结果决定了混凝土是否耐久。如果抵抗力总是大于破坏力,则混凝土的耐久性始终可得到保证。破坏的因素有:①冻融循环作用;②钢筋锈蚀作用;③碳酸盐化作用;④淡水溶蚀作用;⑤盐类侵蚀作用;⑥碱—集料反应;⑦酸碱腐蚀作用;⑧冲击、磨损等机械破坏作用等。如何有效地预防和抵抗这些破坏因素的破坏力,是解决混凝土耐久性问题的关键。

海工混凝土

一、前言 上海为了建设全国乃至世界的物流中心和开发海洋自然资源,海洋工程的发展十分迅速。作为世人瞩目的工程,深水港项目对上海经济持续高速发展将起到十分重要的拉动作用。而作为上海深水港重要组成之一的东海大桥南起浙江崎岖列岛小洋山岛的深水港区,北至上海南汇芦潮港的海港新城,跨越杭州湾北部海域,全长31公里,是我国较为罕见的大型海洋工程。由于东海大桥是连接港区和大陆的集装箱物流输送动脉,对上海深水港的正常运转起到不可或缺的支撑保障作用,因此在国内首次采用100年设计基准期。为了保证大桥混凝土在海洋严酷的环境中有较高的耐用寿命,采用了高性能混凝土技术方案。 高性能海工混凝土即针对混凝土结构在海洋环境中的使用特点,通过合理的配制技术,形成耐久性能、施工性能、物理力学性能以及相关性能俱佳的混凝土材料。高性能海工混凝土的突出特点表现在其高耐久和耐腐蚀性能,尤其是混凝土抵抗氯离子侵蚀的性能方面。 高性能海工混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及生产和施工工艺等方面有所差别。具体表现在,(1)高性能海工混凝土胶凝材料的原材料除水泥外,还要掺用至少一种矿物细掺料,并保证一定的胶凝材料用量,从而使得混凝土微结构得以优化,孔隙结构得以改善。(2)高性能海工混凝土通过高性能混凝土减水剂的合理使用,降低混凝土单方用水量,有利于形成混凝土致密结构。(3)高性能海工混凝土在保证其良好的施工性能和物理力学性能的同时,最大化地提高其耐久性能,尤其是抵抗海洋环境中的氯离子侵蚀作用。 本文根据课题组在深水港东海大桥高性能海工混凝土技术的研制结论,着重分析矿物掺和材料在其中的应用。 二、高性能海工混凝土专用掺和料的研究开发 使用粉煤灰、硅粉和磨细矿渣等矿物掺和材料作为混凝土掺和料,并保证一定的掺量,可大幅度提高混凝土的内部结构致密性,降低混凝土的渗透性,改善混凝土的耐久性能。研究首先选用上海地区有稳定供应源的高炉矿渣微粉、低钙粉煤灰以及硅灰材料,考察其与水泥复合胶凝体系的力学及耐久性能。 2.1 原材料及试验 试验用水泥为H牌52.5RP.Ⅱ水泥,其主要物理性能指标见表1,主要化学成分见表2。 表1 水泥其主要物理性能指标

混凝土密封固化剂施工方案

凯福鑫混凝土密封固化剂施工方案

一、凯福鑫混凝土密封固化剂的材料性能及选用 (一)混凝土密封固化剂的特点及性能 ●性状 无色、无味、无毒、不燃的清澈液体,VOC含量为0。 ●适用范围 新制或旧混凝土、砂浆、水磨石,所有裸露水泥地面,整体上色和骨料硬化类的混凝土地面。 ●功能 永久密封、增强、耐磨、防起尘、抵抗水和大多数工业化学品及食品污渍从表面渗入,延长混凝土结构的耐久性和使用寿命。 新制混凝土:收光后即可使用。 旧混凝土:除去表面污垢及所有原附着物,确保地面干燥后,能吸收洁净水而不结珠。 ●施工方法 低压喷涂、滚涂或刷涂,一次性足量或少量多次施涂均可.研磨均可●推荐用量 施工期间的气温及混凝土本身的疏松程度,可能会影响用量。 ●施工次数 一次性施工,永久提高混凝土性能。 ●成品养护 旧混凝土:表面干燥即可(推荐养护7天,以达到最佳效果)。 ●施工温度

5℃~40℃,温度太低或太高,可能会影响使用量及效果, ●光泽 施工完成后,可以抛光至需要的光泽,而且越用越亮。可以抛光至大理石般光泽,永久时尚亮丽。 ●再涂层 不推荐。如确实需要,至少养护28天后。 ●维护保养 通常只需要家庭式清洁即可。水,中性或碱性清洁剂。推荐每周清洁2~3次。 ●包装 混凝土密封固化剂:25公斤塑料桶。 ●储藏时间 不限,使用前摇匀 ●特别说明 室内储存,避免结冻 有经验的专业人员施工 不要应用在金属、玻璃及油漆表面 不能遮盖基础原有结构缺陷 对骨料硬化类混凝土表面,建议在养护期后使用 (二)特点:

1、超硬化耐磨、可承受大量车辆和地牛的高频率使用,欢迎大量的车辆和人流经常使用,越用越亮。用混凝土密封固化剂处理后的混凝土强度提高,提高了地面的耐磨性。地面不会受到磨损,反而会实现抛光的效果,且使用越久感观效果越好。 2、密封及防渗,防霉、防腐、防冻融,耐高温、防止风化。混凝土密封固化剂可密封混凝土、水泥砌体及其它材料,使之成为坚固的实体,防止其它物质渗透。混凝土密封固化剂的渗透性使之能进行深层密封,从而延长了混凝土的寿命,同时使得地面易于清洗和维护。 3、防尘、净化、无尘、环境好,永不起灰,不起沙,没有任何污染。混凝土中的盐份是造成混凝土地面起尘的通常原因,混凝土密封固化剂与混凝土中的盐份作用,构成混凝土整体的一部分,将其永久密闭,从而使表面达到彻底防尘的作用。 4、减少轮胎印痕,非常容易清洁。使用时间越长越漂亮车辆轮胎所产生印痕是大多数地下车库存在的问题,尤其是在有机高分子材料,如聚氨酯、环氧、蜡等表面上,此现象尤为突出。若混凝土得到整体地密封、硬化,那么这些印痕就会很少,且即使出现印痕,也能轻易地被清除。 5、永久、迷人的大理石一样的光泽、非常漂亮,客人来参观有好感、给客人留下好印象,营造非常好的、令人舒服的环境。 经常的清洗、使用及车辆的通行等磨擦作用,地面就会逐渐产生迷人的光泽,并且这种光泽是越来越亮。这同有机高分子材料如环氧、聚

浅谈高性能海工混凝土配合比设计

浅谈高性能海工混凝土配合比设计摘要:针对青岛双积公路所处的环境特征,以及设计要求,本工程使用的混凝土为高性能海工混凝土。本文对原材料对高性能海工混凝土的影响,提出了一种高性能海工混凝土配合比设计方法,供大家参考。 关键词:高性能海工混凝土;原材料;配合比;注意事项; abstract: in view of the environmental features of qingdao highway and the design requirements, the project utilized the high-performance marine concrete. for the influence of raw materials on the high-performance marine concrete, a mix proportion design method is proposed in this paper, for your reference. key words: the high-performance marine concrete; raw materials; mix proportion; precautions 中图分类号:tf52文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012) 一、高性能海工混凝土的概念 高性能海工混凝土(hpc)是指“满足特定性能和均质性要求,必须达到该领域规定性要求,用一般普通混凝土产品的常规生产不能达到其性能要求的混凝土。”这就要求我们使用常规材料,常规工艺,以较低水胶比、适当掺加活性掺合料和较严格的质量控制措施制作的具有高的抗氯离子渗透性与抗冻性、满足结构要求的较高强度、良好的工作性的混凝土。

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