时间:2022-06-18 19:14:43
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇混凝土材料,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
混凝土的养护是混凝土施工和生产工艺中的一个重要环节,一般采用湿润养护。但有的混凝土不能采用湿润方法养护,如火电厂的混凝土冷却塔、烟囱、、贮槽。化肥厂的造粒塔以及水灰比、表面积大的混凝土工程,尤其是在气候干燥、水源紧缺的地区。因此,除了采用湿润养护的方法以外,比较流行的就是采用封闭式养护,即在浇筑不久的混凝土表面喷涂养护材料或采用其他材料封闭,以防止混凝土内部的水分蒸发。
1、混凝土的湿润养护方法
混凝土浇筑完毕后要进行养护,规范明确规定应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖和浇水;混凝土浇水养护的时间,对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7d,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土,不得少于14d;浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态;混凝土的养护用水应与拌制用水相同;当日常气温低于50c时,不得浇水。有些施工单位只是在混凝土表面浇水而未覆盖,这样,由于浇水次数少、浇水不及时、水分蒸发快而影响了混凝土的质量。实践表明正常养护要在混凝土表面覆盖草包或旧麻袋然后浇水,才能使混凝土保持湿润的状态,达到预期养护的效果。柱的混凝土养护可以使用塑料布裹在柱子上以阻止混凝土内部的水分蒸发。大面积混凝土也可用塑料布覆盖养护。
2、混凝土养护材料的发展与应用
混凝土养护材料的最大特点是节省劳力和降低水资源的消耗,将其喷涂在施工完毕的混凝土表面,可形成封闭层,使混凝土表面的毛细孔与外界隔离,利用混凝土内部多余的水分自我养护。目前混凝土内部多余的水分自我养护。
目前混凝土养护材料的主要成分大致可分为4类:(1)石蜡;(2)氯化橡胶;(3)树脂;(4)醋酸乙烯树脂。其中以石蜡与氯化橡胶位主要成分的养护材料养护效果较好,保水能力、抗压强度与减少混凝土收缩等方面均较好。
3、混凝土养护材料的性能与质量要求
现已发表的资料大多位混凝土养护材料的材性与质量标准,但缺少混凝土养护材料喷涂(或覆盖)到刚浇筑的混凝土表面后的养护效果与质量评定方法,而这正是现场使用混凝土养护材料来养护混凝土的具体要求分述如下。
(1)材质要求
混凝土养护材料一般位液膜状,购进时应掌握该种材料的技术性能,包括材料的成分及养护的效果。
(2)喷涂工具
混凝土养护材料(液膜状)施工用具,要据工程量多少而定,工程量较小时可采用农用喷雾器;工程量较大时,可采用墙面喷白的喷浆机,并在喷出口换上农用喷雾器的喷头。
(3)材料消耗
混凝土养护材料(液膜状)的施工用量以g/m2或cm3/ m2表示。一般在产品说明书上均有规定,或通过试验确定,正常情况下为200~250g/ m2。
(4)喷涂要求
混凝土养护材料喷涂一般分两层进行。第一层喷涂时间可在混凝土浇筑后2h,且混凝土表面开始收水时进行;第二层应在第一层干燥后喷涂(这与当时的气温、风速有关);两层间隔时间不少于1h。两层喷涂分别按水平、垂直方向交叉进行。
(5)保护
混凝土养护材料喷涂后,混凝土表面不宜上人或放置有可能损坏薄膜的重物。
4、涂养护材料后的混凝土强度
(1)以满足《钢筋混凝土工程施工验收规范》及《建筑工程质量检查评定标准》关于混凝土的保证项目、检验项目等质量检查项目为依据。
买方(甲方): 卖方(乙方): 根据《中华人民共和国合同法》及相关法律法规的规定,甲乙双方在自愿、平等、公平、诚实信用的基础上,就混凝土原材料买卖事宜协商订立本合同。
第一条、材料名称、规格、单位、数量、单价
第二条、材料应符合下列第_________项技术标准(包括质量要求)。
1、国家标准,标准号 。
2、地方标准,标准号 。
3、双方约定的附加技术要求(见附件)。
第三条、计量方法
国家或主管部门有规定的,按规定执行;无规定的,双方约定为: 。
第四条、包装标准和包装物的供应与回收
对于包装标准,国家或主管部门有规定的,按规定执行;无规定的,双方约定为:_____ 无 ____。 对于包装物,除国家规定由甲方供应的以外,应由乙方负责供应;包装物的回收为:_____ 无 ____。
第五条 交货方法、运输方式、到货地点
1、交货方法:_____ ____。
2、运输方式:_____ ____。
3、交货地点:____ ___。
4、甲方应提前_________小时以(书面/电话)方式向乙方提出供货需求;交货完毕双方应签字确认。
第六条、验收方法
1、甲方应在货到24小时内按相关标准进行验收。
2、经验收不合格的,甲方有权拒收并退回乙方。
3、甲方因使用、保管不善等造成产品质量下降的,应自行承担相关责任。
第七条、价款结算及支付
1、价款的结算依据:双方签字确认的磅单或签字盖章的对账单。
2、价款的支付方式:___ ______。
3、价款的支付时间:_____ ____。
4、在供货过程中,如甲方不能按合同约定期限支付价款,乙方可中止供货,但应提前5日通知甲方。
第八条、违约责任
1、甲方未按本合同约定给付价款的,自应付价款之日起按银行同期贷款利率向乙方支付所欠价款的利息。
2、甲方未按合同约定履行其他义务的,应按_________向乙方支付违约金;给乙方造成损的,还应承担赔偿责任。
3、乙方未按合同约定履行义务的,应按_________向甲方支付违约金;给甲方造成损失的,还应承担赔偿责任。
4、因不可抗力原因致使本合同不能继续履行或造成的损失,甲、乙双方互不承担责任;因不可抗力原因而终止合同造成的损失,由双方协商承担。
第九条、争议解决方式
本合同项下发生的争议,由双方当事人协商解决或向_________申请调解解决;协商或调解解决不成的,按下列第_________种方式解决:
1、向_________人民法院提起诉讼;
2、向_________仲裁委员会提起仲裁。
第十条、其他约定事项_____ ____。 第十一条、未尽事宜,经双方协商一致可另行补充约定。补充约定与附件均为本合同组成部分,与本合同具有同等法律效力。
【关键词】混凝土施工;材料要求;操作工艺
商品混凝土是由水泥、骨料、水及外加剂和掺和料等组分按比例,集中于混凝土搅拌站经计量,并采用运输车在规定时间运至使用地点的混凝土拌和物,即预拌混凝土。建筑施工中采用预拌混凝土对建筑工业化、提高建筑工程质量、节约材料、改善施工环境都非常有利。
1、材料要求
1.1、混凝土拌和物原材料质量一定符合国家规范、规程、材料标准及工程施工技术合同要求,要有出厂质量证明文件及搅拌站复试报告单,并要按工程要求进行混凝土中氯化物、碱含量及主体材料挥发性有机化合物含量控制。
(1)适合用32.5及以上的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥;(2)适合用粗砂或中砂,含泥量要小于3%,泥块含量要小于1%。通过0.300mm筛孔的砂,要大于15%。(3)适合用碎石或卵石,含泥量要小于1%,泥块含量小于0.5%;(4)用于结构工程时,要使用Ⅱ级及以上粉煤灰。(5)外加剂:使用满足工程技术合同要求的外加剂,其掺量要经试验确定。
1.2、经搅拌站复试的混凝土拌和物原材料要进行质量状态标识,合格的原材料才能使用。
1.3、袋装水泥进场,应验明生产厂家、牌号、品种、级别、进场批量、出厂时间、试验合格与否,分别整齐定量堆放,按垛挂牌,不可混垛。每批应抽查5%以上,避免重量误差超标。
1.4、散装水泥进场,要按品种、强度等级送入指定筒仓,不可混仓。水泥筒仓要有明显标志,标明水泥品种、强度等级等。每个搅拌站至少有两个筒仓,轮流进料,保证轮流用完后彻底清仓再进水泥。
1.5、砂、石要堆放在硬底场地,并有向后的排水坡度,方便测砂、石含水率时上下基本一致。砂石间要有挡墙,分品种、规格隔开堆放,不可混料或混入杂质,料场装载机轮、斗,每天要清洗干净。每次装砂、石入斗应避免斗内混淆。装载机要确保不漏油。
1.6、粉煤灰筒仓要设明显标志,不可与水泥混仓。粉煤灰在储存和运输中不可受潮。
2、操作工艺
2.1、搅拌(试块留置)
(1)混凝土搅拌操作人员开盘前,要按本日配合比和任务单,检查原材料的品种、规格、数量及设备的运转状况,并做好记录。
(2)搅拌要实行配合比挂牌制,按工程名称、部位注明每盘材料配料重量。
(3)试验人员在每日班前测定砂、石含水率,按砂石含水率随时调整每盘砂石及加水量,做好调整记录。
(4)搅拌楼操作人员要严格按配合比计量,投料顺序是:先倒砂石,再装水泥,搅拌均匀,再加水搅拌。实践表明,这种做法混凝土强度可提高15%以上。粉煤灰应与水泥同步加入,外加剂应滞后于水泥。外加剂的配置应用小台秤提前1d称好,并装入塑料袋,并做抽查和投放,要指定专人负责配置和投放。材料的计量允许偏差要符合表1规定。
表1 混凝土原材料每盘称量的允许偏差
名称 水泥 粗细骨料 水 外加剂溶液 掺和料
允许偏差 ±2% ±3% ±2% ±2% ±2%
(5)混凝土的搅拌时间应按规定执行,经试验调整确定。搅拌时间与搅拌机类型、坍落度大小、斗容量大小相关。掺入外加剂或掺和料时搅拌时间要延长20~30s。
(6)搅拌操作人员要随时观察搅拌设备的工作状况和坍落度的变化,坍落度要满足浇筑地点要求。出现不正常要及时向主管负责人或主管部门反映,不可随意更改配合比。
2.2、运输
(1)预先确定混凝土搅拌运输车的行驶路线及混凝土运输时间,以确保混凝土的连续供应。
(2)搅拌运输车装运混凝土时,筒体内不可有积水。
(3)混凝土搅拌运输车在运输途中,拌筒要保持正常的慢速转动。
(4)混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不可超过混凝土的初凝时间。
(5)在冬期施工混凝土工程运输过程中,运输设备应有保温、防风雪措施;在夏季施工的混凝土工程,运输过程中,运输设备要有降温、防雨设施。
2.3、混凝土运至浇筑地点后,要在交货地点测定混凝土坍落度,其检测结果超过表2时,不可在工程中使用。
坍落度 允许偏差
≤40 ±10
50~90 ±20
≥100 ±30
表2 混凝土坍落度允许偏差
2.4、浇筑(试块留置)
(1)大体积混凝土工程、混凝土冬期施工工程及有特殊入模温度要求的混凝土工程,应进行热工计算,保证混凝土到场温度和入模温度适宜。
关键词:混凝土;材料影响原因;检测与控制;要点
中图分类号:TU528.72 文献标识码:A文章编号:
前言:
新拌混凝土的工作性能、硬化混凝土的强度、耐久性能很大程度上取决于原材料质量。同时因原材料质量变化,如粉煤灰细度、需水量比变化、外加剂减水率变化、混凝土的配合比等也要作相应调整,并没有通用的固定配合比。因此原材料的检测是试验室的日常工作,是确定配合比的依据,是生产控制的依据。
1、材料对混凝土工程质量影响的原因
施工配料时影响混凝土质量的主要因素有两个。一个是原材料称量不准;另一个砂石骨料用量未按实际含水率进行调整。施工配料是保证混凝土工程质量的重要环节,必须严格加以控制。
1.1混凝土原材料的称量产生偏差对混凝土质量的影响是不言而喻的。
1.2试验室配合比(理论配合比)未经换算成施工配合比,或换算不正确,必然会改变理论配合比的水灰比、砂石比(念砂率)及浆骨比。当水灰比增大时,混凝土黏聚性、保水性差,而且硬化后多余的水分残留在混凝土中形成水泡,或水分蒸发留下气孔,使混凝土密实性差,强度低。若水灰比减少时,则混凝土流动性差,甚至影响成型后的密实,造成混凝土结构内部松散,表面产生蜂窝、麻面现象。同样,含砂率减少时,则砂浆量不足,不仅会降低混凝土流动性更严重的是将影响其黏聚性及保水性,产生粗骨料离析、水泥浆流失、甚至溃散等不良现象。而浆骨比是反映混凝土中水泥㿍的用量多少(即每立方米混凝土的用水量和水泥用量),如控制不准,亦直接影响混凝土的水灰比和流动性。
为确保混凝土的质量,所以在施工中必须经常测定砂石的含水率,及时时行混凝土配合比的换算和严格控制混凝土原材料的称量。混凝土原材料的称量偏差不得超过以下规定:水泥和混合材料为±2%,砂石为±3%,水及外加剂为±2%,同时应对各种衡器定期检验,保持准确。
2、混凝土材料检测与控制要点
混凝土的材料主要包括水泥、水、砂、石子、外加剂以及掺合料等。
2.1水泥
工程上使用的水泥均应按厂家、品种、批号、标号提供水泥出厂合格证。水泥出厂合格证必须由水泥厂质量检验部门提供给用户单位或由物资供应部门转抄、复印给用户单位。合格证内容包括:水泥牌号、厂标、水泥品种、标号、出厂日期、批号、合格证编号、抗压强度、抗折强度、安定性、细度、初终凝结时间等检验数据及鉴定结论,并加盖厂质检部门印章。转抄件应说明原件存放处、原件编号、转抄人及加盖转抄单位印章和抄件日期。备注栏内填明工程名称及使用部位。
要求水泥厂应在水泥发出之日起7天内,寄发除28天强度以外的各项试验结果。28天强度值应在水泥发出之日起32天内补报。试验报告的主要内容应包括:不溶物含量、氧化镁含量、三氧化硫含量、烧失量、细度、凝结时间、安定性、强度和碱含量等指标。水泥试验报告必须在配合比设计之前提供,试验结论要明确,并有主管、审核、试验人员签字,加盖试验室印章。当水泥质量合格证及试验报告单数据有重大变异时,应立即查明原因,做出正确鉴定和处理,不得盲目使用。水泥出厂合格证及试验报告单均应符合有关规范和标准的要求。
2.2砂
混凝土用砂一般以中、粗砂为宜。
砂必须符合有害杂质最大含量的要求。砂中的有害杂质影响混凝土的质量,如云母、黑云母、淤泥和黏土、硫化物和硫酸盐、有机物等。有害杂质对混凝土的中强度、搞冻性、抗渗性等方面产生不良影响或腐蚀钢筋影响结构的耐久性。
砂中有害杂质的含量规定,如图
黄砂应尽量使用II区中砂,目测其中有无泥块,及泥块的多少。一般泥块多的黄砂含泥量也大,若使用则会影响混凝土的强度和耐久性,含泥量多的湿砂用手搓,手上会有较多泥粉。使用粗砂和细砂应调整砂率和粉煤灰掺量,平时重点检测黄砂级配。
【关键词】混凝土;原材料;控制监测
混凝土的强度和耐久性在很大程度上取决于所用原材料的质量。另外,因为原材料的质量发生变化,如外加剂减水率的变化,粉煤灰需水量的变化以及细度比的变化,所以要将混凝土配合比进行相应调整,从而满足生产的需要。原材料检测工作是实验室进行的日常工作,是确定配合比的重要依据,也是进行生产控制的重要依据,所以我们必须给予足够的重视。
1 进行原材料的相容性实验
对于实验室而言,其主要工作就是快速进行原材料质量的检测,消除所存在的隐患,及时进行配合和调整以稳定生产。进行外加剂净浆流动,粉煤灰细度,水泥的3d、1d强度的检测可以作为原材料控制的一个重要方法。
从实验数据我们可以看出,粉煤灰若细度较大就会对混凝土产生负作用,粉煤灰的品质不能只是将细度作为指标,外加剂对于胶凝材料存在着一个最佳掺量。需要注意的一点是,净浆实验较为快捷和方便,但是净浆实验的结果和混凝土实验、胶砂实验相比,因受到胶凝使用量和内部比例以及骨料用量和内部比例的影响,指标会存在缩小或者放大的比例,最终的实验结果应主要以混凝土实验的实验结果为准。
2 进行混凝土原材料控制和检测的方法
2.1 对粉煤灰进行控制检测的方法
粉煤灰是能够改善混凝土和易性以及持久性的重要原材料之一,普遍用于配置泵送混凝土以及大体积混凝土等。在港口工程中所采用的成品粉煤灰,可以将其划分为三大等级,质量标准应该要符合相关规定。
煤种的不同以及生产工艺的不同所生产的不同细度、不同厂家的粉煤灰,其需水量也不尽相同,不同厂家的粉煤灰是以蓄水量比指标作为检测标准的。而同一家工厂的粉煤灰其细度越大,则蓄水量比就会越大,可以将细度指标作为标准。其细度越小,则活性越大,需水量较小的粉煤灰加入混凝土当中能够节约水泥以及外加剂用量,但需水量较大的粉煤灰加入混凝土当中会引入很多的不必要的水,导致水灰比过大而强度有所下降,如果还要增加外加剂的使用量,其最终结果并不会很乐观。条件较好的拌电站应该每车取样进行粉煤灰细度的检查,从而对粉煤灰质量的波动情况进行确切的掌握,对于因为粉煤灰细度的变化所引起的混凝土强度变化以及土坍落度,应该引起我们的高度重视。
2.2 对水进行控制检测的方法
用于生产混凝土所使用的水普遍都是洁净的自来水或者地下水,我们应该非常重视的点就是,这些水当中的有害离子如硫酸根离子、氯离子等国家都有严格标准。因此,控制好使用水的质量也是非常关键的一个前提条件。
2.3 对石子进行控制检测的方法
因为石子的级配和粒型对于混凝土的和易性有着较大的影响,所以初次使用时应该先测定石子的压碎值,石料压碎值用于生产中衡量石料荷载下的抗压碎能力,也是进行石料力学性质衡量的一个重要指标,用来评定它在公路工程当中的适用性。进行检测时,要以三个试样平行试验结果计算出的算术平均值当作压碎值所测定的数值。压碎值较大的石子是不能够投入到高标号水凝土生产中的。除此之外,还要检测石子针片状,在水泥混凝土的集料中使用规准仪进行粗集料针片状含量的测定。其针片状的含量较多,级配不好的石子能够使混凝土的可泵性较差,还需要很多的水泥和砂进行填充,如此就会使成本增加,所以应该避免使用。使用同一石场石子时,检验人员应该重点进行其级配的检测。骨料的颗粒级配,能够采用连续级配或者连续级配和单粒径的配合使用。通常在较为特殊的环境下,通过实验证明出混凝土并无离析现象发生时,可以采用单粒径。在进行检测的过程中,要进行分批检测,进行机械集中生产时,每批不应该超过400立方米,进行人工分散生产时,每批不应该超过200立方米。进行检测时应该注意的是针片状含量,一旦发现问题应立刻解决,从而能够控制建筑工程的质量。
2.4 对水泥进行控制检测的方法
混凝土强度是由水和水泥进行反应所生成的水化合物,以及活性掺合料进行二次水化产物所逐渐发展形成的,水泥强度高低会直接影响到混凝土的强度高低。水泥在混凝土中属于能够对性能和质量产生影响、价格最贵的关键性原材料,它不仅能够影响混凝土的耐久性以及强度,还能够对工程经济性产生影响。所以在配置混凝土的时候,应该依据混凝土工程所处环境以及特点,通过分析各水泥自身所具备的不同特点来进行水泥的选用。
对于水泥的选用我们应该注意下面几个问题。首先,要注意水泥的特性以及对混凝土使用条件、耐久性以及结构强度是否存在不利的影响。然后,水泥的选用要符合国家现行的标准,并且还要有厂家的质量证明文件。最后,应该以混凝土的和易性好、收缩小、节约水泥以及强度达标为原则,以软练胶砂的抗压程度和水泥强度等级作为衡量标准。
2.5 对外加剂进行控制检测的方法
水泥的需水量和初凝时间相比外加剂的减水率和缓凝时间对于混凝土性能所产生的影响要小很多,对于减水率差的外加剂而言,为使坍落度不发生变化,需要调整外加剂掺量以及增加用水量。所以,使用外加剂时要根据外加剂本身所具备的特点,和使用目的相结合,通过经济、技术来确定所使用外加剂的种类,若使用超过一种的外加剂一定要经过配比设计,按照要求掺入混凝土的搅拌物当中,确定外加剂的品种以后,掺量应该根据混凝土原材料变化、施工条件、使用要求进行相应的调整和变化。
2.6 对砂进行控制检测的方法
对砂子的选用要根据所使用的混凝土来决定。最优质的砂适合能够提高砂率以配低流动性的混凝土;较次之的砂适合优先选择以配各个等级的混凝土;质量最差的砂适合适当的降低砂率确保混凝土强度。我们可通过集料区分来进行集料粗细程度以及颗粒级配的测定。对于水泥混凝土当中所采用的细集料可以使用干筛法,如有需要也可以使用水洗法进行筛分。还要目测砂中是否存在泥块以及泥块的数量。含有泥沙较多的湿砂如果用手搓会发现很多的泥粉。若砂中含有较大的泥沙量,就会对混凝土的耐久性和强度造成影响。因次,在施工过程中一定要加强控制和检测。
3 结语
由于建筑行业越来越广泛的使用混凝土,所以我们应该加强对混凝土原材料的控制和检测。对各种原材料除进行常规的测试之外,还应进行一些非常规性的实验,从而确保原材料能够真正满足建筑施工技术的要求。施工单位在进行施工前要向有关部门提供完整的所用材料的质量证明书、出厂证明以及检测报告,还有合格证等等。另外,对新采用的新技术、新工艺、新材料而言,也要按照严格的标准进行检测,确定合格之后才能够投入生产。因此,合格的原材料是一个工程能够顺利完工的先决条件,同时也是人民生命财产安全的重要保障。
参考文献:
[1]王建明.建筑混凝土及施工工艺分析[J].科技创新与应用,2013(3).
[2]李孝华.浅析建筑混凝土施工技术[J].建筑界,2012(7).
[3]杨康民.房屋建筑混凝土施工技术研究[J].中国房地产业,2012(12).
[4]唐安峰.建筑混凝土结构的检测[J].华东科技,2012(12).
国内所使用的水泥分为了很多种。在混凝土中,水泥起到了胶结的作用,也是影响混凝土性能的关键因素。在混凝土的配置中,选择水泥,需要考虑到其强度和品种两个方面。在水泥的选择上,需要考虑到当地的气候环境、工程性质以及施工条件因素,一般都会选择普通的硅酸盐水泥(其拌合物具有良好的工作性能);矿渣水泥具有较好的流动性,但是在粘聚方面相对较差;火山灰水泥拌合物具有良好的粘聚性,流动性小,此外,混凝土拌合物的工作性能也受到了水泥细度的影响,水泥细度的提升,能够将混凝土拌合物的保水性和粘聚性加以改变,尽量的减少离析和泌水现象的出现。在使用中,需要合理的选择水泥强度,从而让水泥的强度能够满足混凝土配制需求。在配合比的设计中,需要考虑到水泥品种来决定混凝土性能,此外,对于拌合料、外加剂等也需要适当的添加,以减少水泥的使用量。但是,其中我们要注意水泥是否能与选择的外加剂相互的融合,最好事先进行一下试验,如此才能够确保混凝土性能最大化。
2骨料
选择优质的骨料,能够明显的改善混凝土的性能,并且,不同的混凝土对于骨料也有不同的要求。在骨料使用标准当中,对于含泥量、级配以及细度模数等都有相应的规范标准,如果混凝土强度等级较低,为了改善混凝土的和易性,就可以选择偏细的砂子;混凝土的强度等级较高,则需要选择较粗的砂子。对于混凝土的和易性来说,砂子的级配产生的影响较大,特别是对混凝土流动性能的影响。如果所使用的砂子过细,就影响到混凝土的收缩,并且容易引起混凝土开裂现象,导致混凝土使用成本增加。
当然,我们也不能忽视石子对于混凝土的影响。如果所配置的石子级配合理,就能够保持混凝土的流动性,也能够保证其工作性。如果所配置的混凝土要求较高的强度等级,就需要适当的控制石子的最大粒径以及使用的种类。一般来说,碎石优于卵石,一方面是由于碎石没有过多的风化,另一方面是碎石的表面粗糙,有利于结合。用最大粒径较小的石子配置的混凝土比用大石子配置的混凝土强度略高。相比普通混凝土,高强度的混凝土对于界面的敏感性更高。如果所使用的石子粒径较小,单个石子界面以及水泥浆体的过滤层的厚度与周长都相对较小,也不容易形成较大的缺陷,这样有利于界面强度的提升。另外,石子的粒径越小,所需要考虑的本身缺陷也就越小。其中,值得关注的是,对于混凝土的施工性能来说,有时,石子的粒形对于级配的影响可能更大。理想当中的骨料粒形呈等径状(也就是宏观上所说的球形)。如果表面的粗糙度相同的情况下,等径状的骨料的比表面积最小,需要的水量最小,并且也能够满足施工的强度标准以及生产要求。
3外加剂
3.1外加剂的合理选择
由于当前混凝土所使用的外加剂的品种较多,并且功效各异,就需要进行合理的选择。首先需要考虑到混凝土耐久性的指标、强度以及工作性;其次,在外加剂作用原理清楚了解的前提下,针对性的选择外加剂,如此才能将外加剂的技术性和经济性发挥出来。
3.2聚羧酸高效减水剂的使用
随着外加剂的普及,在混凝土当中,聚羧酸高效减水剂使用最为频繁。继木钙为代表的普通减水剂以及萘系的高效减水剂之后,聚羧酸高效减水剂成为了第三代的高性能减水剂,也是当中综合性能强、前景较好、科技含量较高的一种减水剂。主要的作用机理:水泥粒子对高效减水剂的吸附以及高效减水剂对水泥的分散作用,水泥加水转变成水泥浆后形成一种絮凝状结构。当浆体中的水泥粒子吸附了减水剂分子后,就会在其表面形成扩散双电层,从而成为分子团或者极性分子,憎水端吸附于水泥颗粒表面而亲水端朝向水溶液,形成单分子层或多分子层的吸附膜。如此就使得水的表面张力被降低,进而释放出絮凝体中被包裹的水分子。并且,考虑到表面上活性剂的定向吸附的作用,也使得水颗粒产生了朝外侧的同种电荷,进而出现了相互排斥的现象。最终,使得水泥浆体呈现出不稳定的悬浮状态;水泥颗粒表面的作用,减水剂的极性亲水端朝向水溶液,构成了水泥微粒表面的一一层水膜,对水颗粒之间的直接接触产生的阻止,从而起到了一定的作用。在聚羧酸系列的高效减水剂使用中,掺量较低,减水率较高,不会过多的损失坍落度,能够与不同的水泥保持良好的相容性,没有明显的泌水现象出现,尤其是混凝土使用泵送的时候,不会出现堵管等情况。
4掺合料
加入掺合料是界面层结构得以改善以及减少混凝土当中的毛细空隙的另一途径,例如:矿粉、粉煤灰、硅粉等。由于大多数的掺合料都自带“活性”,并且矿物掺合料还具备填充的作用,因此,可以让细粉材料的颗粒级配得以改善,也能够将它们之间的孔隙率降低。如此,也能够提升混凝土的密实度以及强度。目前,在建筑工程施工中,混凝土混合材料最常使用的是粉煤灰和矿粉这两大类,对于混凝土的造价、性能以及耐久性的改善来看,优质的粉煤灰以及矿粉所产生的作用不容忽视。
例如:优质的粉煤灰,其细度较小,由于细灰当中含有大量的玻璃珠(具有火山灰活性的),在混凝土当中掺入细灰,就能够与水泥之间产生水化作用,从而析出氢氧化钙,生成水化铝酸钙以及水化硅酸钙等胶凝性的物质,在混凝土当中,细灰主要是起到致密和滚珠的作用,也有利于和易性的改善,减少混凝土用水量,保持混凝土的均匀性。
(一)高性能混凝土
高性能混凝土是在传统混凝土的基础上运用现代技术提高混凝土的耐久性和力学性能的一种新型混凝土材,另外这种混凝土材料还具有较高的强度、适应性以及体积的稳定性。此种混凝土在制作时采用的是优质的原材料、地水胶比和足量的添加剂配制而成。
(二)高强混凝土
我们对于高强混凝土的定义是其强度等级≥C60,而混凝土强度等级≥C100时,则被称为超高强混凝土。高强度混凝土的原材料是砂、水泥和石,另外添加由矿渣、硅粉和减水剂等集合而成的一种高强度的人工建筑材料。高强度混凝土材料具有抗压强度高、抗变形能力强、密度大等优势,此类混凝土经常被用到高层建筑或某些特殊结构中。高强度混凝土的高抗压强度是他最大的特性,其抗压轻度是普通混凝土的5倍左右,因此能够减少构件的截面,在水利施工中最适用。
(三)轻集料混凝土
这种混凝土的配置原料是轻砂、轻粗集料。此材料具有较好的耐久性隔热、自重轻以及其抗震性能较好等优势,因此在水利施工中很适用。
二、新型混凝土材料在水利施工中的应用
(一)目前,我国的建筑项目数量很多
但是建设质量却很一般,而提高建筑工程的质量问题成为了我国建筑行业迫切需要解决的问题。在水利工程施工过程中若是运用良好的施工材料和施工技术能够直接提高水利工程的质量。而水利工程中重要的施工材料就是混凝土,混凝土的质量也将决定水利施工的质量,同时对工程建筑的成本产生很大的影响。但是相比之下施工技术对水利项目造价的影响更大,因此选用新型混凝土材料的基础上还要提高新型混凝土的施工技术,只有新型混凝土施工技术得到提高,才能够是水利工程的施工质量的到稳定提升。总之,选用合理的信息混凝土材料并合理的运用新型混凝土的施工技术是提升水利施工质量的重要方式。
(二)水利工程中新型混凝土施工技术要点和关键因素
施工要点。为了保证工程质量,在运用新型混凝土施工前需要做好充分的技术和知识准备。首先,根据施工工程所在地点和特征选着适宜的原材料,何情开封市城区水利局河南开封475002在选取材料时要按照混凝土的配置方案进行选择,合理的选择混凝土配置材料能够有效的减少混凝土的水化时间。另外,新型混凝土在材料和性能方面与普通混凝土相比具有一定的特殊要求,因此在配置新型混凝土时要注意选择适当的配置环境和配置条件。配置时以经济适用为原则,采用最新的科技成果,在通过合力的配置测试后,配比出最佳的混凝土配置方案。这样的配置过程,在保证材料质量的基础上降低材料配置成本。在混凝土按照方案配比完成后对其进行搅拌,搅拌的过程中要注意添加适当的活性掺和料与外加剂等,以提高混凝土的特性。因此做好前期的准备工作是保证材料和工程质量的重要工序。在水利施工中新型混凝土的浇筑作业是施工技术的重要环节,并且此环节比较复杂,因此在进行浇筑作业时一定要结合先进的技术,制定出科学的浇筑步骤。在新型混凝土浇筑施工前一定要严格按照施工标准进行浇筑,只有严格按照标准操作才能够保证后期的工程质量。另外,在混凝土浇筑的过程中要安排专人来监查此作业过程,对混凝土中产生气泡进行保持,以最大限度的提高混凝土的浇筑质量。水利施工中的关键因素。影响建筑物质量的关键因素之一是水泥的水热化。在水利工程中,在搅拌混凝土时会产生水泥水热化现象,此种现象的产生是由于水泥本身的特性决定的。水泥水热化现象产生时会引起较大的温差,导致裂缝线性度的产生,进而影响到建筑工程的耐久性和稳定性,进而影响到建筑工程的质量。材料的质量是直接影响建筑质量的一个因素。因此在水利施工中处理具有良好的施工工艺外还要具有优良的施工材料。再配置混凝土时除了要保证材料的配比外还要选择合理的生产材料,以保证施工工程的质量。
(三)混凝土的养护工作
关键词:高新材料 混凝土结构 碳纤维 特性 加固
中图分类号:TU37文献标识码: A 文章编号:
随着材料科学的发展,碳纤维材料在土木工程中的应用成为国内外研究的热点。经过多年来的研究和应用实践的积累,碳纤维应用技术已在建筑工程领域中得到了越来越多的运用。碳纤维材料是人造高新材料,它具有优异的性能及稳定性,合理地使用会达到许多别的材料无法替代的优越性,在现代加固技术中,尤其是混凝土结构的维修加固中,它充分发挥了加固强度高、施工操作简便等特性,笔者在此全面介绍一下该技术的应用:
一、碳纤维的特性
碳纤维它是一种纤维状的碳材料。它是在经过几千度的高温下经特殊工艺制造出来的高科技材料产品。碳纤维材料具有耐老化、强度高、质量轻、抗腐蚀、物理性能极其稳定等优点。它的拉伸强度可以达到钢材的7—10倍,但是它的比重仅为钢材的25%不到。它呈黑色细丝状,直径极小,极易折断,不能单独使用。只有把碳纤维浸渍树脂后,采用特殊工艺将其制成纤维定向排列的复合材料后才能应用。一般成品片材又分为碳纤维布和碳纤维板。碳纤维布的随意性优于碳纤维板。
二、碳纤维材料加固技术的特点和优越性
1、碳纤维材料的化学稳定性能优异。该可以很好地增强建筑结构对外部环境的适应能力,延长建筑结构物的使用寿命。
2、碳纤维材料的物理力学性能优异。该材料的优异的物理力学性能使它可以有效应用于结构物的抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的补强工程,并且可以取得优异的加固补强效果。
3、碳纤维材料的质量轻、强度高,用它加固的结构体可通过装饰后,不留加固痕迹,不影响结构体外观。它质量轻、强度高的特点使它可以在基本不增加结构体积和不改变结构外形的情况下加固结构体。这是其它维修加固方法无法相比的特点。
4、粘贴碳纤维材料加固混凝土技术的施工工序非常简单、便捷。当它在加固施工时不需要启用大型工程器械,仅需要采用小型电动工具操作。所以它在施工时具有工种少,用工少,工期短,进度快等优点。由于碳纤维材料加固技术的施工便捷、简单,使它有着很大的经济效益和社会效益,所以用碳纤维材料加固技术是加固混凝土结构理想的建筑材料。
三、粘贴碳纤维布加固法
应用于工程实际的建筑材料的不断研发进步以及新型材料的出现,是建筑工程发展的重要驱动力。新型材料碳纤维的研发和它在建筑程的维修、加固领域的成功应用,使得建筑工程加固技术翻开了新的篇章。
1、碳纤维材料的要求
(1)碳纤维复合材料
碳纤维复合材料是由基体及纤维共同组成的。加固混凝土结构常用的纤维材料主要有以下三种:芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维。这三种复合材料的特点是:成完全线弹性的应力应变量,材料不存在屈服点或塑性区域。
用碳纤维布材料加固混凝土结构时,要求按结构的受力和构造特点将碳纤维布用粘结材料有序地粘贴于构件表面,以达到利用碳纤维布的特性对结构变形的约束,并提高结构物的极限强度和承载能力的目的。
(2)粘结材料
能否保证碳纤维布与混凝同工作的重点是粘结材料性能的好坏程度。粘结材料也是它们两者之间传力途径的关键所在。我们选用的粘结材料必须要有足够的韧性,它不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏,同时必须有足够的强度与刚度,才可以保证碳纤维与混凝土间剪力的传递。由于混凝土结构加固工程的施工环境不受限制,所以粘结材料必须能和碳纤维材料一样,可以适应恶劣的自然环境。
2、碳纤维布加固混凝土结构施工工艺与要求
(1)施工前的准备作业、基面处理要求
将碳纤维布粘贴于混凝土前,要求先用砂轮机先清除和打磨混凝土结构表面的劣化层;混凝土结构基面的错位与凸出部分要磨平,转角部位与凸出部分也要磨平,转角部位要进行倒角处理;裂缝部分要注入环氧树脂浆进行修补。
混凝土基面的清理:先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去,然后用压缩空气清除粉尘;再用丙酮或无水酒精擦拭表面,也可用清水冲洗,但必须保证混凝土基面充分干燥后才能进行下一道工序的施工。
(2)粘贴施工要求
A、对需要加固的混凝土结构基面要求:碳纤维布加固混凝土结构技术是依赖碳纤维布与结构表面的粘贴有效率,所以要求基面的混凝土强度等级不得低于C15。同时要求被加固混凝土结构具有良好的保护层,并且基面要求平整。对于结构有起皮、剥落、腐蚀、裂缝及严重碳化等表面缺损,必须先进行修复施工处理。
B、碳纤维布的粘贴:碳纤维布加固混凝土构件时,要求采用薄布多层的粘贴方法,从而确保与粘结材料充分浸润。对于受弯构件,最好在受拉区沿轴向粘贴碳纤维布进行加固,并且在主纤维方向的断面端部附近进行必要的锚固处理措施。
C、碳纤维布的搭接与截断:粘贴碳纤维布加固混凝土时,因为碳纤维布与混凝土粘结应力主要集中于端部10cm范围内,产生的粘结破坏是脆性的,所以遇到碳纤维布必须搭接时,搭接长度必须不小于10cm。搭接部位要求必须避开构件的应力最大区范围,同时搭接端部必须平整无翘曲。
D、工程中选用的碳纤维布及其配套粘结材料,必须有厂家所提供的材料检验证明和合格证。
3、粘贴法加固材料质量控制
在施工中应严格控制的要点
(1)粘贴结材料的配合比控制
粘贴用胶结材料的配合比必须严格控制,它是粘贴加固质量和效果能否得到保证的关键环节,在配料时要求严格按使用配合比备料。
(2)施工温度控制
环氧树脂在低温条件下固化比较缓慢,一般直选择在15℃—28℃的温度条件下进行施工。如果遇到在气温较低时施工,必须采取加温养护措施。
(3)应保持成型所需要的压力
混凝土梁板加固时,大多数都是在梁的底面进行,由下而上进行粘贴。如果成型时施加的压力不足,就会造成与混凝土之间粘合不够紧密,导致补强层材料发生脱落,会影响加固的效果。
(4)粘贴控制
涂胶要求涂抹均匀,为避免形成空洞或脱胶,要用力将产生的气泡挤出刮平,否则将会影响到混凝土结构的加固效果,导致某些部位粘结不好,造成在混凝土结构使用过程中这些部位出现应力集中的现象,引起混凝土结构的破坏。
四、结束语
随着粘贴碳纤维加固混凝土的技术日益成熟,该技术在越来越多的工程加固项目中得到应用,其优越的性能在混凝土结构加固过程中得到了充分的体现,实践证明该技术是一种成熟而有效的混凝土加固方法,值得大力推广。实际施工中,我们应在《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》的基础上来进行设计、施工。笔者相信随着碳纤维技术的广泛应用,碳纤维会在现代建筑工程领域里获更广泛的使用前景。
参考文献:
关键词:原材料;品质;混凝土;质量;影响
一、原材料对混凝土质量优劣重要意义
混凝土,广义上泛指将一种具有胶结性质的材料和砂石(统称骨料或集料)以及粉细颗粒(填料)混合并成型后,经凝固硬化而粘结成为具有一定强度的实体。主要为水泥、骨料等。混凝土是当今世界上用量最大的建筑材料,年用量接近90亿吨。用量如些之大,与它的特点相关。混凝土工程质量的好坏直接影响着整个钢筋混凝土结构的整体质量,而混凝土原材料的好坏和选配是否恰当也直接影响着混凝土工程的质量。因此,确保钢筋混凝土结构质量一个重要的因素是要从混凝土原材料的质量控制做起。原材料选用不当将导致混凝土工程产生质量缺陷或裂缝,直接影响着整个工程结构的质量。混凝土因材料选用不当产生质量缺陷或裂缝,一般认为是因为混凝土材料(包括水泥石和粗细骨料)变形受约束所引起的内应力大于材料抗拉强度的缘故。混凝土广泛应用于建筑、交通、水利等工程建设中,是工程结构的重要组成部分,其质量直接影响到整个工程的质量;因此混凝土质量优劣将直接影响到工程质量, 直接对混凝土有直接影响的原材料品质是我们值得研究的方面。
二、首先把握好原材料质量
原材料是组成混凝土的基础,原材料品质的优劣直接影响到混凝土质量的好坏,因此首先要把好原材料质量关。
(1)水泥的强度和体积安定性直接影响混凝土的质量。水泥的强度上下波动,混凝土的强度就会发生相应的变化;水泥的体积安定性差,就会使混凝土产生膨胀性裂缝。因此,要选择好水泥品种,根据经验,大水泥厂生产的水泥质量比较稳定可靠。
(2)黄砂最关键的是细度模数和含泥量,砂子太细或含泥过多,会增加混凝土的干缩裂缝。另外,砂石中含泥量高,不仅影响混凝土的强度,而且影响抗冻性、抗渗性和耐久性。因此,混凝土最好采用中粗砂,且含泥量和有机质的含量必须满足规范要求。
(3)石子主要控制好级配、针片状含量和压碎值。经调研,目前,好多混凝土厂家的石子级配都不是很好,因此,如何确保石子级配连续,且在生产中切实可行,还值得进一步探讨研究。
(4)现在南京地区主要使用商品混凝土,选择商品混凝土厂家也是一件很重要的事情。根据体会,一定要选择信誉好的,设备比较先进的混凝土厂家,同时必须到现场对原材料进行定期和不定期的检查。
三、根据工程需要认真研究混凝土原材料的配合比
混凝土配合比是指单位体积的混凝土中各组成材料的重量比例。水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合比设计的三个基本参数,它们与混凝土各项性能之间有着非常密切的关系。确定这三个基本参数的基本原则是:在满足混凝土强度和耐久性的基础上,确定混凝土水灰比,在满足混凝土施工要求的和易性基础上,根据粗骨料的规格确定混凝土单位用水量,砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后略有富余的原则来确定。四、原材料个组成部分对混凝土质量影响
1、水泥矿物组成的影响。众所周知,硅酸盐水泥主要的组成矿物有四种,它们的水化性质
不同,在水泥中所占比例不同时影响对水泥整体的性质。C3S虽对早期强度贡献较大,但水化热是其他矿物水化热的数倍。因此C3S含量较大的早强水泥容易因早期的温度收缩、自收缩和干燥收缩而开裂。目前我国混凝土尤其是C50以上强度等级的混凝土普遍使用高效减水剂和其他外加剂由于C3S水化速度最快,生成3个水化硅酸钙几乎不溶于水,而立即以胶体微粒析出,并渐渐凝聚而成为凝胶。对减水剂的吸附量也最大,它首先吸附了大量减水剂。因而C3S含量高的水泥一般与外加剂的适应性差。
2、水泥细度对混凝土的影响。在目前我国大多数水泥粉磨条件下,水泥磨得越细,其中的细颗粒越多。增加水泥的比表面积能提高水泥的水化速率,提高早期强度,但是粒径在1um以下的颗粒不到一天就完全水化,几乎对后期强度没有任何贡献。倒是对早期的水化热、混凝土的自收缩和干燥收缩有贡献——水化快的水泥颖粒水化热释放得早;因水化快消耗混凝土内部的水分较快,引起混凝土的自干燥收缩;细颗粒容易水化充分,产生更多的易于干燥收缩的凝胶和其他水化物。粗颗粒的减少,减少了稳定体积的未水化颗粒,因而影响到混凝土的长期性能。我们现有的混凝土结构。一般的设计寿命是60年,而有专家预测,由于超细水泥颗粒含量太多,50年后,我们的混凝土强度只能达到设计强度的40%。随水泥比表面积的增加,与相同高效减水剂的适应性差。为减小流动度损失需要增加更多掺量的高效减水剂。不仅增加施工费用,而且可导致混凝土中水泥用量的增加,影响混凝土的耐久性。水泥细度还会影响混凝土的抗冻性、抗裂性。
3、骨料的品种、质量与数量。设计混凝土配合比时,都要求骨料的强度大于混凝土的强度。因此一般情况下,骨料质量对混凝土强度几乎没有什么影响。影响混凝土强度的主要是骨料中的有害物质(如淤泥、有机物、硫化物和硫酸盐等)。它影响骨料的粘结,降低混凝土的强度,硫酸盐和硫化物对水泥有腐蚀作用,它与水泥的水化物反应生成钙矾石,使水泥石体积膨胀。它除了能降低混凝土的强度外,还降低混凝土的搞冻性能。当骨料含有较多的软弱颗粒或杂质时,也会使混凝土强度下降。表面棱角多的碎石表面圆滑的卵石与水泥石的粘结国力要强。混凝土中骨料的用量与水泥之间的比例关系,也直接影响混凝土的强度,尤其对于水泥用量比较大的高强混凝土。
4、掺加粉煤灰和加剂对混凝土强度的影响。在目前使用的高等级混凝土中,为了改善混凝土的物理力学性能,提高混凝土的强度,一般采用外加剂和粉煤灰双掺的办法比较好,粉煤灰作为活性材料,主要含有大量的三氧化铝和SiO2,与水拌合后,本身不硬化,而是与气硬性(氢氧化钙)相拌合,不仅在空气中硬化,而且在水继续硬化,由于矿物颗粒比较细,具有填充效应和流化效应,增加强度。通过大量的工程实践充分证明了这一点,在提高混凝土强度的同时,但也带来了混凝土的早期强度偏低的现象,28d天标准强度达不到设计要求,所以在配制高强混凝土时,要注意掺加量的比例要掌握准确,适应性如何等等,不要肓目掺加,否则影响混凝土强度。
参考文献:
【关键词】水工大体积混凝土;材料;耐久性;配合比
混凝土是一种由多相介质组成的复合材料,其材料具有非均匀性与不连续性的特点。因此,大体积混凝土受到温度的影响较大,其耐久性也会有影响。对于水工大体积混凝土,其结构断面面积较大,在浇筑过程中胶凝材料水化放热,释放出的热量容易聚集在结构内部,不易散发出去,从而产生的内外温差易导致温度裂缝的出现,从而影响结构的质量与整体性,严重形成安全隐患。因此,重视水工大体积混凝土温度控制谨防裂缝是一项十分关键的技术。如何科学、适宜的选择水工大体积混凝土材料是相关学者研究的热点与难点。
一、混凝土原材料的特征选择
1.对水泥的选择
水泥的水化热是混凝土早期的温度应力主要原因。为保证混凝土具有良好的粘结性,减少离析性,满足施工要求,必须保证混凝土胶凝材料用量,从材料试验的角度,选择水化热较低的水泥配制混凝土,有利于降低混凝土总的放热量,有利于混凝土的温控。
根据施工者和学者的实践,普通硅酸盐水泥的热化值明显高于中热和低热水泥。在混凝土的使用中,低热水泥配置混凝土,可以降低混凝土水化热,能减小绝对升温,进而防止过大拉力造成的温度裂缝。
细度也是影响水泥水化热的重要因素之一。相关文献资料表明,水泥粉磨的越细,水化放热越快、水化放热单量越高,更容易使水泥干燥。然而,水泥细度与水泥混凝土抗裂性是否一定成正比,并没有定论。而我国现行的国家标准、规范均只对水泥比表面积的下限作了规定。而工程中也出现采用水泥过细导致混凝土开裂的问题,应尽快完善相关技术标准。
2.粉煤灰的选择
在混凝土中混合一定量的粉煤灰,能取代水泥以减少混凝土中的水泥用量,可以降低混凝土的水化热升温,并对水化热有延缓作用。普通的混凝土需要混水量较大,掺入粉煤灰,可以很大程度的泌水和离析,防止混凝土开裂。根据研究表明,混凝土中粉煤灰掺量越大,同龄期水化热降低的程度越大,掺粉煤灰对混凝土的温度控制作用越大。
3.其他掺和料
随着科学的发展,掺和料种类除了粉煤灰,还开发出多种矿物掺和料可选,极大的满足了我国大型水电项目的需要。对于水工大体积混凝土项目,还能够作为混凝土材料的有火山灰、烧粘土、石灰石粉、磷矿粉与粉煤灰的混合体、磷渣粉等等。我国近年来都在研究在混凝土中混合可填充材料,例如,石灰石粉,可填充量高达百分之三十,但石灰石粉在低温潮湿的环境,容易被硫酸盐腐蚀,生成的碳硫硅钙石可分解凝胶,使得混凝土强度与耐久度下降。因此,对于材料的运用还需要不断地实践与研究。
4.骨料的选择
骨料在混凝土中的体积比重很高,能占到百分之七十到八十。骨料的弹性、表面形态、颗粒大小及级配、热膨胀系数等因素,均对混凝土的耐久性、抗裂性产生很明显的影响,并且有关骨料的相关属性如何更加稳定,研究还不够,骨料的性质与材料革新比较缓慢,这主要在于各个工程考虑到的环境、工程用途差别较大,骨料的性状选择也比较难,很难做到普遍适用性研究。
根据相关研究统计,骨料品种从化学性质、矿物相比较,对稳定性的方面影响甚微,影响主要源于骨料的孔隙率、孔径大小及孔隙分布,造成的骨料吸水特性不同,从而导致由不同品种骨料制备的混凝土受力不同,产生体积变形。
5.外加剂的选择
选择外加剂是对材料缺陷的有效补充,21世纪以聚羧酸系为代表的高性能减水剂的大范围推广,对混凝土的性能起到了很好的帮助。但外加剂的开发与具体施工环境还有一些差距,因此在不断的实验研究中,外加剂呈现出了多元发展的情况。根据混凝土在实际应用中出现的情况,外加剂的选择主要是在减水率、缓凝剂、早强剂、膨胀剂等等方面取得作用。同时,掺入外加剂时要充分结合工程的实际,调整好使用与管理方式,保证结构安全。
二、高性能混凝土的使用
1.高性能混凝土的特点
高性能混凝土在建筑行业的研究进展较快,是行业材料当今及未来倚赖的方向。对于水工大体积混凝土项目,在工艺与材料的选择上都有较高的期待,需要高性能混凝土材料来提高建筑的韧性与稳定性。然而对于高性能混凝土来说,学者们对其应该重点发展的方向并没有定论,有的要求其有高耐久性,有的要求其有高强度,有的要求其有低渗透性,有的要求其有高体积稳定性。因此,高性能混凝土的大量生产不能完全适应各种情况,如何开发高性能混凝土还需要讨论。
2.高性能混凝土在水工混凝土中的应用
针对我国河流多泥沙的情况,对混凝土的磨损是水工建筑物要特别注意的病害。因此,高性能混凝土的应用主要用于抗冲磨部位。具体部位如消能池、水电站拦河闸底板、水电站船闸、输水廊道等等部位,在使用高性能混凝土后,取得了较好的防裂效果。
三、水工大体积混凝土中应用材料需要考虑的其他问题
水工大体积混凝土最重要的性能要求是水化热温的控制,抵抗裂缝能力。而实际上,水工大体积混凝土的水化热温升通常都比较大,并且与混凝土强度之间存在着尖锐的矛盾。因此要根据上述讨论,采用适当的材料,对热温与抗裂问题做好解决。同时要加快高性能混凝土材料的改良与引入。只有改变传统的混凝土配合比设计,采用高性能混凝土的配合比方案,才能最大限度的解决上述问题。
同时,在选取材料的时候,造价是不可回避的问题。水工大体积混凝土由于在材料选择、配合比设计、施工工艺、质量控制等方面有特殊的要求。因而其造价通常比其他工程混凝土造价高。特别是在采用了高性能混凝土后,造价有明显的提升。这是如何选择水工大体积混凝土材料的困难之一。造价问题的解决要从以下几个方面考虑,首先要保证混凝土的耐久,尤其是对人身安全、财产安全有关的工程,严禁偷工减料,而且要在材料使用效果上多加考虑。其次,造价问题要从长远利益来考虑,在后续的保养与维修方面多考虑,不能只看眼前利益与费用,须考虑总体费用。之后,造价问题的控制要通过从材料选择、配合比设计、施工工艺等方面来进行控制,要通过科技含量的提高来控制造价。材料科研单位要加速对高性能材料的开发,开发材料的最大效能与配比。
综上所述,水工混凝土和水工大体积混凝土的材料选取是影响工程耐久性的重要因素,必须引以重视。我国水工大体积混凝土是应用于国家造福于民的大型工程,做好其混凝土的相关问题研究,意义极其重要。只有因地制宜,在材料选取、材料配比、高性能材料开发上多下功夫,才能长久的解决水工大体积混凝土长期存在的问题。同时要转变传统观念,多按照现代的高性能混凝土设计方法,多改进施工工艺,多改进混凝土配合比,才能解决在应用中遇到的各种问题,使工程变的更加安全、耐久、可靠。
参考文献:
[1]田培,王玲.我国混凝土外加剂现状及发展趋势[J].施工技术,2009,8(4):11-15.
[2]孙伟.现代混凝土材料材料的研究和进展[J].商品混凝土,2009,(1):1-7.
Abstract: The cement concrete pavement because of its advantages has been widely applied nationwide, but the cracks still exist after a period of use, and develop more and more fast, so they must be repaired in time. This paper summarizes the concrete crack repair material, and provides the scientific basis for the concrete crack repair material selection in practical engineering.
关键词:水泥混凝土路面;裂缝修补;环氧树脂;乳化沥青
Key words: cement concrete pavement;crack repair;epoxy resin;emulsified asphalt
中图分类号:U416.216 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)16-0107-02
1 概述
众所周知,对于水泥混凝土路面来说裂缝问题是其无法克服的缺点,水泥混凝土作为一种多组分材料,在其不同组分的界面处极易出现薄弱层,加上水泥混凝土在拌合以及施工过程中都会产生气孔、干缩裂缝等,最终导致了水泥混凝土路面在荷载和应力的作用下产生裂缝,如图1所示。如果在水泥混凝土路面使用期间能够及时地采取一些有效的预防性、经济性的养护和修复措施,就可以使整个路面保持良好的工作状态,从而延长了水泥混凝土路面的使用寿命。
所谓的预防性养护就是指在整个路面状况比较良好的情况下,通过采取一些有效的技术手段,使得路面能够一直保持着良好的使用状态。对水泥混凝土路面进行裂缝修补就是一种预防性养护措施,所以,在水泥混凝土路面使用过程中裂缝一旦出现就应该及时采取措施,及时进行修补,否则在车辆荷载和环境因素的反复作用下,裂缝就会逐渐扩展加深,最终会导致整个水泥混凝土路面板发生破坏,如图2所示。这不仅影响着车辆行驶的舒适性以及安全性,而且后期路面修补的费用也将大大增加。
水泥混凝土路面其裂缝能否成功修补,主要取决于修补材料的性能。因此,通过对现有使用的水泥混凝土裂缝修补材料进行系统的分析比较,为今后水泥混凝土路面裂缝修补材料的选取提供具体的科学依据。
2 水泥混凝土路面裂缝修补材料类型
水泥混凝土路面修补材料可以分为三大类型:无机类修补材料、有机类修补材料及无机和有机组成的复合类修补材料。
2.1 无机类修补材料
水泥混凝土路面裂缝无机类修补材料主要有普通硅酸盐水泥材料、聚合物改性水泥、矿渣改性水泥,其优点是材料成本低,修复后性能接近,但也存在着很多缺点,比如,收缩大,易导致新老材料分开;养生期长,影响交通正常运行,如图3所示。
2.2 有机类修补材料
水泥混凝土路面裂缝有机类修补材料有环氧树脂类、聚氨脂类、烯类、沥青类裂缝修补材料等。
环氧树脂类裂缝修补材料存在的主要问题是其延伸率低,脆性比较大,当其与旧混凝土胶接时,胶结面因承受外部应力的作用很快会造成缺陷区裂缝扩展,逐渐产生蔓延,从而会导致胶结层的重新开裂,使得胶接处不耐疲劳。所以,必须要对环氧树脂进行改性,环氧树脂在改性后既能充分利用环氧树脂自身强度较高、粘附力较强的优点,又能通过改性降低其自身脆性,使得其延伸率也有所提高。其中最常用的改性环氧树脂为聚硫改性环氧灌浆材料。
聚氨脂类裂缝修补材料具有柔性的分子链,所以它的耐振动性以及耐疲谛阅芏急冉虾谩>郯敝类裂缝修补材料还有一个重要的特点那就是它的抗低温性能比较好,跟所有其他任何有机类修补材料相比,其耐寒性能都表现得很优异。所以,用聚氨脂类修补材料配合而成的裂缝修补材料耐气候性比较好,在各个季节和各个不同地区都可使用。最常用的聚胺脂类裂缝修补材料为多异氰酸酯胶粘剂。
烯类裂缝修补材料主要是采用烯类聚合物配合而成,最常用的烯类裂缝修补材料有氰基丙烯酸酯胶粘剂、(甲基)丙烯酸酯树酯胶粘剂。
沥青类修补材料包括低粘性沥青、乳化沥青、沥青玛蹄脂等,具有施工简便,柔性强,成本低等特点。
所有这些有机类裂缝修补材料都具有补强、粘合和封闭裂缝的作用,但用于水泥混凝土路面裂缝修补时,仍然存在着很多不足之处:
①有机类裂缝修补材料与旧水泥混凝土路面的相容性差;②有机类裂缝修补材料对裂缝界面条件要求比较严格;③有机类裂缝修补材料耐久性较差;④有机类裂缝修补材料造价相对较高;⑤有机类裂缝修补材料对环境保护不利;⑥有机类裂缝修补材料与整体路面颜色反差较大,影响整个路容美观,如图4所示。
2.3 有机和无机复合材料
水泥混凝土裂缝修补材料中复合材料使用最多的是环氧树脂砂浆。通过国内外使用现状来看,采用有机和无机组成的复合类修补材料效果优于单一的无机类修补材料或者有机类修补材料。
环氧树脂砂浆是以环氧树脂为主要组成部分,掺入适量的固化剂、增塑剂、稀释剂以及填料作为胶黏剂而组成的一种复合类材料。这种砂浆具有良好的振动和易性、强度比较高、抗冲磨性能较好、粘结力比较强,而且耐水和化学等溶剂的侵蚀。与传统的裂缝修补材料(水泥砂浆)相比,环氧树脂砂浆在粘结性能、强度、耐久性能等方面都要比传统的修补材料更优越。正是由于环氧树脂砂浆的这些优良特性,其被广泛应用于修补裂缝,尤其是用于修补水泥混凝土裂缝,使用效果很好。
环氧树脂砂浆是一种高快凝固,高粘度的混有砂浆灌浆料。具有以下几方面的优点:①粘附力强;②固化方便;③力学性能优良;④收缩性低;⑤优良的化学稳定性;⑥卓越的抗蠕变性。
虽然环氧树脂砂浆具有良好的粘结性能、耐久性能和较高的强度,但是环氧树脂砂浆也存在一些缺点,比如其造价高,容易有老化、开裂、脱空等现象,而且制作工艺比较复杂,加上部分原料有毒,有刺激性气味,容易对环境造成污染,施工要求控制严格等。特别是环氧树脂砂浆造价较高使得环氧树脂砂浆未能在水泥混凝土路面裂缝修补中大范围使用。
3 水泥混凝土路面裂缝修补材料选取建议
为了保证水泥混凝土路面的维修质量,好的修补材料不仅可以使水泥混凝土路面恢复其原有的路用性能,还能基本还原其路面的平整度,而且看不出明显的修补痕迹,减少交通封闭的时间以及较高的性价比。因此,选择水泥混凝土路面裂缝修补材料时要因地制宜,量体裁衣,选择适合本地区经济发展的修补材料。
参考文献:
[1]石艳.水泥混凝土路面裂缝修补料制备与性能研究[D].长安大学,2014.
【关键词】土建工程;新型混凝土材料;应用
中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:
混凝土作为一种传统的建筑材料具有悠久的历史,而随着科技和经济的发展,建筑的形式也在不断发展。高层、大跨度结构对建筑材料的要求越来越高,混凝土材料的品种不断增多,质量逐步提高,使用范围越来越广。当今根据性能的要求,在普通混凝土中添加材料并实施在工艺上,派生出名目繁多、性能特异、用途不一的新型混凝土,本文介绍了几种新型混凝土在建筑工程领域中的应用。
一、新型混凝土材料的概述与特性
自19世纪20年代波特兰水泥问世以来,由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性,而且原料易得,造价较低,特别是能耗较低,因而成为土建工程中不可缺少的材料。其技术的发展距今已有百年历史,20世纪初,发表的水灰比定理等学说,初步奠定了混凝土强度的理论基础,随后,相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土,在1938年发现了引气剂,六十年代初又出现了高效的减水剂等等,随着混凝土外加剂的广泛使用,衍生出了高效减水剂和相应的流态混凝土,伴着现代技术高分子材料进入混凝土材料领域,出现了聚合物混凝土和多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现如今,在普通混凝土的基础上,根据添加的材料和施工工艺的不同,派生出了名目繁多、性能特异、用途不一的新型混凝土,如石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土、聚合物混凝土、结构混凝土、保温混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、防辐射混凝土、离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流态混凝土、高性能混凝土、活性微粉混凝土、低强度混凝土、钢纤维混凝土、自密实混凝土和智能混凝土等。
随着新世纪的到来,新型混凝土朝着高强、轻质、耐久、抗磨损、抗冻融、抗渗、抗灾、抗爆等方向迅速发展。目前,新型外加剂和胶凝材料的出现使原本已有良好工作性能的混凝土,又增加了优异的力学性能和耐久性能。这种新型混凝土称为高性能混凝土(High Performance Concrete),即HPC。组成HPC的材料包括水泥、粗细集料、多种矿物掺合料、水和超塑化剂,其组成和配比要比普通混凝土复杂得多,要求也相应高得多。从强度而言,HPC具有高强(60~100MPa)和超高强(≥100MPa)的特性,采用高强混凝土,可以减小截面尺寸,从而减轻结构自重和对地基的负荷,并减少材料的用量,增大使用的空间,大幅度的降低工程造价,因而获得较大的经济效益。由于HPC具有高工作性,不仅可以减轻施工劳动的强度,还能节约施工的能耗。HPC还有良好的耐久性,可增加对恶劣环境的抵御能力,延长建筑物的使用寿命,并减少维修费用及对环境带来的影响,具有显著经济效益。由于HPC的优良性能,近十几年来在国内外都得到了广泛的应用。综合材料的性能,HPC代表着当今混凝土发展的总趋势,具有大流动性、高强度、高耐久性、低水化热、高体积稳定性等多方面的优越性能,它的应用将对混凝土建筑施工技术和混凝土结构性能起到重要的作用。
二、新型混凝土材料的应用及发展
1、新型混凝土的工作性。新型混凝土所要求的标准要比普通混凝土高很多,需要具备很高的工作性,这个工作性是一个全面的综合的指标。它要求在流动性、可泵性和填充性等方面都要具有良好的性能,尤其是流动性,一般要保持坍落度在二十到二十五厘米之间,这样的话可以在搅拌、运输和浇注的过程中都满足工艺要求。新型混凝土可以达到在浇注的过程中,不用振捣就可以自流平,这是普通的混凝土所无法达到填充性,具有良好的稳定性。这些要求是普通混凝土难以满足的。与普通混凝土相比,HPC 的组分复杂,多种掺合料与超塑化剂配合使用,其目的是通过这些组分来调整性能。
2、新型混凝土的性能。现代建筑向高层化、大跨度方向发展,因此促进了高强HPC的研究和开发。在高层建筑中,混凝土强度是对应于柱子的轴力。可以说建筑物的层数是由所使用的混凝土强度来决定的。25~30层的建筑物要使用强度36MPa~42MPa的混凝土,30~35层要42MPa~48MPa,更高层的建筑就需要更高强的混凝土,如60层需用100MPa。目前建筑物设计和施工以30~35层(高度约100m)居多。因此,上述讨论的强度范围60MPa~120MPa的HPC是目前研究和今后发展的方向,而大量使用的强度标号是C40混凝土。在此情况下,配合比设计可以参照普通混凝土的方法,但是主要组成材料和性能应满足HPC的要求。HPC可能比普通混凝土要耐久得多,这是因为在设计配合比时,就考虑到耐久性问题。特别是早期下沉和硬化收缩小、干缩小、水化放热低,因而提高了混凝土抗裂缝能力,无初始结构缺陷。硬化后的混凝土密实、渗透性低。这些都使混凝土抵抗外部因素的能力得到提高,最终得到耐久性好的混凝土。
3、实际中的土木工程建设要求新型混凝土具有较大的流动性,以满足混合物集中搅拌、运输、泵送和浇筑等工艺过程,甚至在浇注时可以流平(即良好的填充性),最终得到均匀稳定的混凝土材料。这些要求是普通混凝土难以满足的。相对于普通混凝土,新型混凝土的组分较为复杂。其中的关键技术是多种掺合料与超塑化剂的配合使用(目的在于通过这些组分来调整其性能),必须将高效的减水剂与缓凝剂、引气剂、稳定剂等混合配比,组成的复合超塑化剂才能较全面的满足混凝土对工作性的要求。在此情况下,配合比的设计可以参照普通混凝土的方法,但是主要的组成材料和性能应满足新型混凝土的要求。新型混凝土可以比普通混凝土要耐久得多,因此在设计配合比时,就要考虑到耐久性的问题,特别是早期下沉和硬化收缩小、干缩小和水化放热低等。如今,我国高性能混凝土的研究、应用发展迅速。通过材料研究挑选、采用特殊工艺、制造出来的具有特殊结构与表面特性的新型高性能的混凝土,能减少环境的负荷,并能与生态环境相协调,从而为环保事业做出贡献,因此新型混凝土材料的发展前景被众多建筑人士所看好。新型混凝土材料应向着智能化、规模化、理论化、体系化和集成化的方向迅猛发展,以适应经济全球化的发展模式,促使我国建筑界得到更广阔的发展。
总结
新型混凝土的研发对我国的工程建设质量有了很大的提高,在工程领域已经得到了应用,但是范围还不是很广泛,要想大范围大面积的使用还是需要一个过程的,新型混凝土以其优良的性能在工程中普遍应用将会成为发展的趋势。在我国社会不断发展的过程中,基础建设发展势头良好,新型混凝土势必会成为工程材料的主力军,为我国的工程建设奠定良好的基础。
参考文献
[1]张鹏,新型混凝土材料在土木工程领域中的应用[J].邢台职业技术学院学报,2008,(2)。
[2]俞瑞堂,高性能混凝土的发展与展望[J].水利水电工程设计,1997,(2)。
[3]陈本沛,混凝土结构理论和应用研究的理论与发展[M].大连:大连理工大学出版社,1994。