钢纤维混凝土材料的抗爆抗侵彻性能研究及应力波演化
钢纤维混凝土材料的抗爆抗侵彻性能研究及应力波演化
随着国防事业的快速发展,在爆炸和侵彻领域许多新的研究课题出现了。钢纤维混凝土(SFRC)作为一种典型的防护工程材料,由于其强度和韧性都比常规混凝土更好,在抗爆炸抗侵彻等防护工程领域得到了越来越广泛的应用。
又由于在SFRC的抗爆炸抗侵彻的工程应用研究中,涉及到材料的本构关系理论、波动力学、损伤破坏力学、数值计算方法等诸多方面的问题,所以该领域的研究工作又具有重要的学术价值。本文的研究工作是在改进工艺制备出钢纤维含量高达6%的SFRC试件的基础上,系统地开展了 SFRC材料的静动态压缩和劈裂拉伸实验、接触爆炸和侵彻实验,并分析总结了钢纤维含量对其力学性能的影响规律;开展了 SFRC靶抗侵彻问题的实验和数值计算工作,优选出了材料的有关
本构参数,并分析总结了侵彻规律和抗侵彻机理;对黏弹性材料中的应力波演化问题开展了研究。
本文的研究成果和创新点主要包括:通过改进钢纤维和混凝土的掺和工艺,研制出了钢纤维含量高达6%的SFRC材料试件,并利用MTS实验系统开展了 SFRC 在准静态条件的压缩和劈裂拉伸实验,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)对SFRC
材料开展了较高应变率下的冲击压缩实验,并以实验结果为基础分析了 SFRC的应变率效应及钢纤维含量对其力学性能的影响。结果表明,当钢纤维含量为6%时,劈裂强度可提高106%,抗压强度可提高61%;随着应变率的提高,强度增强因子DIF会增大,而DIF的增大幅度则随着钢纤维含量的增加而趋缓。
同时,以材料动态实验数据为基础,提出了一个新的SFRC材料的含损伤粘塑性本构模型,并通过积分出来的本构曲线对实验曲线的逐次最小二乘法逼近,优选出了模型中的材料本构参数,此方法简洁普适,模型意义清晰,且可以很好反映
SFRC材料的应变率效应和损伤软化效应等各种力学行为。对SFRC材料进行了接触爆炸实验研究,总结了其抗爆抗层裂剥落规律并进行了数值模拟。
以接触爆炸实验中破坏区范围的实验数据为依据,建立了计算破坏区范围的计算公式,并可将之应用于其他材料的爆炸破坏评估。结合钢纤维的增强作用,
以双K断裂准则为基础,阐述了钢纤维的增强机理,并将断裂问题等效简化为I
型裂纹,通过钢纤维的增强机理分析,得到了 SFRC的断裂韧性与钢纤维含量之
间的关系。
同时,以量纲分析方法为手段,通过对实验数据的分析总结,得到了震塌剥落坑体积与钢纤维含量之间的关系。开展了 SFRC靶的抗侵彻实验研究和数值计算。
首先,根据实验结果分析总结了 SFRC的抗侵彻规律,考虑侵彻过程中弹体
所受平均阻力为弹塑性变形引起的静压力、速度效应引起的动压力和钢纤维的约束力三者之和,提出了一个简单的侵深预测公式,该公式能很好地预测SFRC的侵彻深度。以现在有的混凝土/土壤复合靶板实验中的弹体减加速度时程曲线和HJC本构模型为基础,通过数值计算结果和实验结果符合最好的“数值模拟优选法”,优选出了 HJC本构模型的相关材料参数;接着对钢纤维混凝土/混凝土/土
壤不同配置的复合靶抗侵彻问题进行了系列计算和分析,证明通过优化防护层结构可增强防护层的吸能效果,从而提高其抗侵彻能力。
对异形弹侵彻有限厚靶板的问题开展了不同着角和攻角下的系列数值模拟
计算,结果表明:攻角对异型弹姿态俯仰角的影响远大于侵彻着角变化对姿态俯
仰角的影响;攻角的方向对弹的稳定性起着重要作用,而且对一定的着角,都存在着一个着角和攻角最佳组合,使得侵彻效果最好,这可为弹道控制设计提供依据
和借鉴。将材料的体积应变和应变偏量分别假设为由其瞬态的弹性应变和滞后的
粘塑性应变之和,提出了一种新的粘塑性本构模型。
作为此模型的一个特例,以一维Maxwell粘弹性材料的本构模型为基础,提出了一种双粘性的三维Maxwell体本构模型,并将之应用于靶板中一维应变应力波的传播问题。求出了其波传播的特征线和特征关系;给出了靶板中冲击波衰减的解析表达式;用特征线法对一维应变波传播的问题进行了数值计算,并得出了一些在理论上和工程应用上有启发意义的结论。
耐热钢性能和耐腐蚀指标
耐热钢性能和耐腐蚀指标 在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力、机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。 耐热钢基本信息 简介： 耐热钢（heat-resisting steels) 在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。 类别： 耐热钢按其性能可分为抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。 耐热钢按其正火组织可分为奥氏体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢及珠光体耐热钢等。
用途 耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。 中国自1952年开始生产耐热钢。以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600～620℃；此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。耐热钢和不锈耐酸 在使用范围上互有交叉，一些不锈钢兼具耐热钢特性，既可用作为不锈耐酸钢，也可作为耐热钢使用。合金元素的作用铬、铝、硅这些铁素体形成的元素，在高温下能促使金属表面生成致密的 氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度，含量为2％时，强化效果最好。 镍、锰可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代镍形成奥氏体，但损害了耐热钢的抗氧化性。钒、钛、铌是强碳化物形成元素，能形成细小弥散的碳化物，提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。碳、氮可扩大和稳定奥氏体，从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时，可显著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。硼、稀均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变，晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶
浅析碱集料反应对混凝土质量的影响
浅析碱集料反应对混凝土质量的影响 众所周知，混凝土是由多种原材料混合后发生一系列的化学反应而产生的一种多孔、硬度很高的固体。组成混凝土的主要成分为水泥、石子（也称粗集料、粗骨料）、砂子（也称细集料、细骨料）、水、各种外加剂等。各种原材料对混凝土的质量都会产生很大的影响，其中碱集料反应是对混凝土质量影响最大的情况之一。 一、碱集料反应概述 混凝土碱集料反应是混凝土中水泥、外加剂、掺合料和 拌和水中的可溶性碱（钾、纳）溶于混凝土孔隙中，与集料中能与碱反应的活性成分在混凝土硬化后逐渐发生的一种化学反应，反应生成物吸水膨胀，使混凝土产生内应力，导致混凝土开裂和强度降低，严重时会导致混凝土完全破坏。 二、碱集料反应的类型 依据参与碱集料反应的岩石种类及反应机理，碱集料反应可分为碱-硅反应、碱-硅酸盐反应及碱-碳酸盐反应三大类。 1、碱-硅反应 参与这种反应的有蛋白石、黑硅石、燧石、鳞石英、方 石英、玻璃质火山岩、玉髓及微晶或变质石英等。反应发生于碱与微晶氧化硅之间，其反应产物为硅胶体。这种硅胶体遇水膨胀，产生很大的膨胀压力，能引起混凝土开裂。这种膨胀压力取决于集料中活性氧化硅的最不利含量。对蛋白石来说，该含量为3%-5%，而对活性较差一些的含硅集料，该含量为20%-30%。 2、碱-硅酸盐反应 粘土质岩石及千板岩等集料与混凝土中碱性化合物的反应属于碱-硅酸盐反应。这种反应尽管引起缓慢的体积膨胀，也能导致混凝土开裂，其反应性质与碱-二氧化硅反应相似。 3、碱-碳酸盐反应 这是白云质石灰岩集料与混凝土中的碱性化合物发生的反应。这种反应最早发生于加拿大的一条混凝土路面。该路面在非常寒冷的季节发生严重龟裂。经调查发现该路面使用了白云质石灰石骨料。由此证明，碱-碳酸盐集料反应也引起体积膨胀和混凝土开裂。
钢纤维混凝土配合比
l—2 钢纤维混凝土的配合比设计 钢纤维混凝土虽已在各种工程领域得到较广泛的应用，但对钢纤维混凝土拌合料的配合比设计，尚未建立起合理而成热的设计方法。国外有关学者，曾介绍过关于钢纤维混凝土配合比方面的资料，提出一些参考用表和经验配合比。国内有关单位”，曾提出要以抗折强度为指标进行钢纤维混凝土配合比设计，并通过试验，建立抗折强度与各主要影响因素之间量的关系，有利于配合比的设计。但多数仍按普通水泥混凝土的配合比设计方法，以混凝土的抗压强度确定拌合料的配合比，只是适当调整砂率、用水量和水泥用量。按此确定配合比时，为了获得较高的抗折强度，势必使抗压强度也相应提高，这是不必要的。钢纤维混凝土配合比的设计，应根据对钢纤维混凝土的使用要求和钢纤维混凝土配合比的特点进行合理的设计。 1-2-11-2-1钢纤维混凝土配合比设计的要求和特点 一、钢纤维混凝土配合比设计的要求 钢纤维混凝土配合比设计的目的是将其组成的材料，即钢纤维、水泥、水、粗细骨料及外掺剂等合理的配合，使所配制的钢纤维混凝土应满足下列要求: 1. 满足工程所需要的强度和耐久性。对建筑工程一般应满足抗压强度和抗拉强度的要求对路(道)面工程一般应满足抗压强度和抗折强度的要求。 2.配制成的钢纤维混凝土拌合料的和易性应满足施工要求。 3．经济合理。在满足工程要求的条件下，充分发挥钢纤维的增强作用，合理确定钢纤 维和水泥用量，降低钢纤维混凝土的成本。 二、钢纤维混凝土配合比设计的特点 钢纤维混凝土的配合比设计与普通水泥混凝土相比，其主要特点是： 1.在水泥混凝土的配合拌合料中掺入钢纤维，主要是为了提高混凝土的抗弯、抗拉、抗疲劳的能力和韧性，因此配合比设计的强度控制，当有抗压强度要求时，除按抗压强度控制外，还应根据工程性质和要求，分别按抗折强度或抗拉强度控制，确定拌合料的配合比，以充分发挥钢纤维混凝土的增强作用，而普通水泥混凝土一般以抗压强度控制(道路混凝土以抗折强度控制)来确定拌合料的配合比。 2．配合比设计时，应考虑掺人拌合料中的钢纤维能分散均匀，并使钢纤维的表面包满砂浆，以保证钢纤维混凝土的质量。 3．在拌合料中加入钢纤维后，其和易性有所降低。为了获得适宜的和易性，有必要适当增加单位用水量和单位水泥用量。 1-2-2钢纤维混凝土配合比设计原理与方法。 钢纤维混凝土配合比设计的基本方法是建立在钢纤维混疑土拌合料的特性及其硬化后的强度基础上的。其主要目的是根据使用要求，合理确定拌合料的水灰比，钢纤维体积率、单位用水量和砂率等四个基本参数，由此，即可计算出各组成材料的用量。 在确定基本参数时，既要满足抗压强度要求，又要符合抗折强度或抗拉强度要求，以及和易性、经济性要求。 试验表明，钢纤维混凝土的抗压强度、抗折强度和抗拉强度与水泥标号；水灰比、钢纤维体积率和长径比、砂率、用水量等因素有关，其中水灰比和水泥标号对抗压强度影响最大，其他因素影响较小。即钢纤维体积率和长径比、水泥标号却对抗折强度和抗拉强度影响最大，砂率和用水量对和易性影响较大。因此，采用以抗压强度与水灰比，水泥标号的关系来确定水灰比，然后用抗折强度或抗拉强度确定
高性能混凝土的质量控制
高性能混凝土的质量控制 摘要：本文介绍了高性能混凝土原材料选择、配合比设计、计量、拌合、运输、浇筑、养护等过程的质量控制。 高性能混凝土以耐久性为前提，同时具有良好的工作性能，满足设计要求的力学性能，它有比普通混凝土更为卓越的性能和结构，主要具有以下性能：①高强； ②高的弹性模量；③在恶劣的条件下耐久性良好；④低渗透性和扩散性；⑤抗化学侵蚀能力；⑥抗冻融破坏；⑦体积稳定性一抗裂性；⑧易密实且不易离析。影响高性能混凝土性能的因素很多，主要从以下几个方面探讨混凝土的质量控制。 1、原材料选择与配合比的设计 1.1原材料的控制 1.1.1原材料技术指标必须符合国家标准、行业标准及混凝土耐久性的要求。 1.1.2混凝土拌合物组成材料尽量简单，因材料种类过多会使混凝土拌合物难以控制。 1.1.3粗骨料的选择至关重要，其级配（颗粒大小与分布）和颗粒特征（形状、孔隙率、表面特征）它会影响混凝土的用水量和皎凝材料用量，从而影响混凝土的耐久性和体积稳定性，同时决定硬化混凝土的力学性能。 1.2新拌混凝土工作性能的选择 1.2.1坍落度：根据施IT艺要求选择适宜浇筑的坍落度，高性能混凝土流动性好且不易离析，坍落度设计时不用太小，泵送混凝土一般设计坍落度为160～200ram，非泵送混凝土考虑运输坍落度可以选择100～150ram，最重要的是要保证运输和浇筑过程中混凝土不得离析。 1.2.2含气量：考虑运输、浇筑过程可能会有大约1%的含气量损失，设计时非引气混凝土含气量控制在3—4%，引气混凝土含气量控制在5～7%比较适宜，以满足混凝土的人模含气量的技术要求。 1.3对混凝土力学性能和耐久性能的考虑 1.3.1根据水胶比和强度的关系计算水胶比；同时要充分考虑施工过程中的要求，如脱模、初张拉等对混凝土强度要求，28天强度未必是最重要的，也许其它龄期的强度控制设计才是最重要的。． 1.3.2根据混凝土所处的环境类别和设计使用年限选择最大水胶比，最小胶凝材料用量；在考虑的使用年限时，耐久性如抗冻性、抗渗性甚至比强度更重要。 1.3.3初步设计的配合比要根据耐久性的要求校核混凝土总碱含量、氯离了占总的胶凝材料用量酌比例等不超过标准规定的限值。 1.4配合比的试配与确定 1.4.1根据结构部位尺寸、钢筋间距、混凝土保护层厚度、泵送管的直径等确定最大骨料尺寸；调整砂率和其它组分的用量，选择可以接受的用水量和水胶比进行试配；最后根据试配的结果选择含气量、坍落度、强度、弹性模量等满足设计要求的同时又较经济的几个配合比进行混凝土耐久性能的检测。 1.4.2试配时必须采用有代表性的胶凝材料、骨料、外加剂、水，并应考虑到不同季节混凝土性能的差异；特别是高温天气施工对混凝土的不利因素。 1.4.3充分考虑骨料吸水率对混凝~32作性能的影响，吸水率大的骨料会引起
钢纤维混凝土配合比
C50钢纤维混凝土配合比 1,设计依据及参考文献 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2000(J64-2000) 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041－2000 《国内公路招标文件范本》之第二卷技术规范(1) 《混凝土配合比设计计算手册》——刘长俊主编，辽宁科学技术出版社 2,确定钢纤维掺量： 选定纤维掺入率P=1.5%, T0=(78.67*P)kg=78.67*1.5=118kg; 3,确定水灰比 取W/C=0.45 (水灰比一般控制在0.40-0.53); 4,确定用水量: 取W=215kg(用水量一般控制在180-220kg),施工中采用掺用UNF-2A型高效减水剂,掺量为水泥用量的1%，减水率达10%，但考虑钢纤维混凝土的和易性较差，且施工中容易结团，故在试配中不考虑其减水效果，在试拌过程中观察其坍落度及施工性能。 5,计算水泥用量: C O=W O/(W/C)=215/0.45=478kg; 6,确定砂率: 取S P=65%(从强度和稠度方面考虑,砂率在60%-70%之间); 7,计算砂石用量: 设a=2 V S+G=1000L-[(W O/ρw+C O/ρc+T O/ρt+10L*a)] =1000L-[(215/(1/L)+478/(3.1/L)+118/(7.85/L)+10L*2)] =1000L-404L=596Lkg; S O = V S+G * S P * ρs=596 * 0.65 * 2.67 = 1034kg; G O = V S+G * (1-S P)*ρs = 596*0.35*2.67kg/L=557kg;
8,初步配合比: C O:S O:G O:T O:W O:W外= 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78 kg/m3 = 1: 2.16 : 1.17 : 0.25: 0.45 : 1% 9、混凝土配合比的试配、调整与确定: 试拌材料用量为: 水泥:砂:碎石:钢纤维:水:减水剂 = 11: 23.76: 12.87:2.75:4.95:0.11 kg; 拌和后，坍落度为10mm,能符合设计要求。观察拌和物施工性能： 棍度：中；保水性：少量；含砂：多； 拌和物在拌和过程中比普通砼困难，较难搅拌，但经机械振捣易密实。 6、经强度检测（数据见试表），28天抗压符合试配强度要求，故确定该配合比为基准配合比，即： 水泥: 砂: 碎石: 钢纤维: 水: 减水剂 = 11 : 23.76 : 12.87 : 2.75 : 4.95 : 0.11 kg = 1 : 2.16 : 1.17 : 0.25 : 0.45 : 1% = 478 : 1034 : 557 : 118 : 215 : 4.78kg/m3
混凝土原材料对外加剂的影响
混凝土原材料对外加剂的影响
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混凝土原材料对外加剂的影响 一、 外加剂在混凝土成分中所占的比例虽然很小，但其作用却不可小视，对混凝土工作性能起到至关重要的作用，一旦混凝土工作性能不满足工地使用要求时，商混厂家首先是投诉外加剂供应商，要求外加剂厂家进行调整，就此遭遇索赔的外加剂厂家比比皆是。当然，现代外加剂技术水平通过近几年的努力已经取得飞速的进步，尤其是聚羧酸外加剂，混凝土技术的发展离不开聚羧酸外加剂的贡献。笔者就混凝土质量问题中因原材料质量的问题，对外加剂的功效影响比较大的因素进行简单的概括分析。 1 水泥 水泥质量对混凝土性能影响相当大，但是水泥厂商对混凝土公司来说一直是个迷，混合材是什么品种、掺量、是否使用助磨剂、其矿物组分如何等从未对混凝土厂商公开过，他们注重的只是强度，大多数混凝土厂商苦不堪言，深受其害，南通地区出现过“市场上十几种外加剂对一种水泥都不适应”的局面。水泥成分中对混凝土工作性能影响较大的因素为： （1）水泥中C3A含量，对混凝土的坍落度影响就很大，C3A 含量越高混凝土和损失就越大，应严格控制其含量。 （2）水泥中半水石膏或硬石膏含量对混凝土坍落度损失影响很大，含量越大损失越快。 （3）标准稠度用水量，用水量越大，外加剂掺量越大。 （4）比表面积，比表面积越大水泥越细，对外加剂的吸附量就越大，外加剂的掺量就越大。 （5）碱含量，在一定范围内随着碱含量的提高，混凝土和易性增加，但达到适量比例以后，混凝土坍落度损失会快速增加。 2 骨料
钢纤维混凝土配合比设计及质量控制
钢纤维混凝土配合比设计及质量控制 [摘要]钢纤维混凝土克服了普通混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、脆性等缺点,具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能,通过在桥面铺装中的应用，总结了钢纤维混凝土施工方法，技术要求及有关注意事项，为钢纤维混凝土的推广应用提供了经验。 [关健词]钢纤维配合比设计质量控制 钢纤维混凝土是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基体，以金属纤维增强材料组成的水泥基复合材料。它是将短而细的，具有高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性等良好性能的金属纤维均匀分散在混凝土基体中形成的一种新型建筑材料。 桥面铺装层作为桥梁的非主体结构，通常被设计和施工所忽视，长期车辆荷载的作用，是造成桥面开裂、损坏的主要原因，从而影响桥梁的使用质量，降低使用寿命，在桥面铺装层使用钢纤维混凝土将会有效地解决桥面使用过程中容易出现的质量问题。
一、钢纤维混凝土配合比设计的要求 钢纤维混凝土配合比设计的目的是将组成材料，即钢纤维、水泥、水、粗细集料及外掺剂合理配合，使配制的钢纤维混凝土能够最大限度的满足施工和工程使用要求。 (1)满足公路桥梁抗压强度和抗折强度要求，提高桥面的耐久性能； (2)使配制的钢纤维混凝土有较好的和易性，方便和满足施工要求； (3)充分发挥钢纤维混凝土的特点，合理确定钢纤维及水泥用量，最大限度地降低工程成本。 二、原材料质量要求
钢纤维：表面应洁净无锈无油，无粘结成团现象，保证钢纤维与混凝土的粘结强度，尺寸和抗拉强度符合技术要求；单根钢纤维丝的最低抗拉强度800N/㎜ 2，掺加量不超过70㎏/M 3。 水泥：采用32.5级或42.5级普通硅酸盐水泥。 碎石：应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、表面粗糙，近立方体颗粒的碎石。 细集料：宜采用天然中粗砂或机制砂。细集料的洁净程度，天然砂以小于0.075㎜含量的百分比表示，机制砂以砂当量或亚甲蓝值表示，其质量必须满足规范的要求。 水：无污染的自然水或自来水。 外加剂：宜选用优质减水剂，对抗冻性有明确要求的钢纤维混凝土宜选用引气型减水剂。 三、钢纤维混凝土配合比设计步骤
关于原材料对混凝土强度的影响的分析
关于原材料对混凝土强度的影响的分析 发表时间：2019-07-29T15:28:59.140Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：陈欢[导读] 摘要：混凝土的强度在一定程度上决定了建筑的强度和安全程度，越来越受到人们的关注，为了提高混凝土的强度，常围绕原材料影响因素进行改进，以提高混凝土的强度。天津欣洲万通混凝土有限公司 摘要：混凝土的强度在一定程度上决定了建筑的强度和安全程度，越来越受到人们的关注，为了提高混凝土的强度，常围绕原材料影响因素进行改进，以提高混凝土的强度。本文首先说明了混凝土的发展现状，然后详细分析了原材料对混凝土强度的影响。关键词：原材料；混凝土；强度；骨料；胶凝材料一、混凝土的发展现状 莫尼埃在 1877 为结构用的混凝土申请专利，力筋和水平横筋形成框架，表面浇筑混凝土的这种做法沿用至今；在1900年之后，相关的水灰比学说相继诞生，这是混凝土强度的最为早期的理论基础。载之后，轻集料混凝土、加气混凝土和其他类型的混凝土接连现世，同时混凝土外加剂也开始出现并投入使用。在上世纪60年代后，混凝土材料中开始有了高分子材料的加入，由此聚合物混凝土得以研制成功。 在当代，钢筋混凝土做为建筑设施的基础材料，充当着十分着重要的角色。经过近 40 年的发展，我国的混凝土行业已然形成了一条产业链。从材料设计、原材料制备、混凝土生产运输到工程服务。这为我国的基础设施建设和各类建筑工程建设做出了重要的贡献。2017年，我国混凝土与水泥制品协会官方统计商品混凝土产量 16.4 亿 m3，同比增长跌至 2.14%，我们不难看出在市场及国家政策的推动下，行业规模持续扩大，技术水平、管理水平快速提升，产业结构不断改善。 二、原材料对混凝土强度的影响的分析（一）水泥的强度等级和水灰比 水泥是混凝土最重要的原材料，其也对混凝土的强度有重大的影响，因此研究水泥的强度等级以及水灰比是十分关键的。一般来说，水泥的强度等级水平较高，才能配置出强度大的混凝土。而水泥要达到高的强度，则离不开水灰比的作用。在水泥强度固定不变的条件下，如果水灰比越大，则混凝土的强度反而越小。水泥水化需要合适的水量，如果水量控制不合理，则混凝土便不能全部吸收水分，一部分水分就会被滞留到混凝土中，一旦遭遇高温条件，就会出现水汽蒸发的问题，那么即使已经硬化了的混凝土仍有可能出现气孔，这大大降低了混凝土的强度。由此可见，如何处理水灰比和强度之间的关系是十分关键的问题，混凝土的强度只有在水灰比越小的时候才能增强。但是需要把握好水灰比的度，如果过于小，那么混凝土的振捣就会非常困难，混凝土反而容易出现更多的问题，这对强度也会造成很大影响。 （二）骨料 骨料分为粗骨料和细骨料，通常情况下，粗骨料相比细骨料对于混凝土强度影响较大，细骨料对于混凝土强度影响很小。粗骨料对于混凝土强度的影响主要在于其表面质量的好坏，对于表面粗糙的粗骨料，粘接力较大，混凝土的强度较高。一般情况下，粗骨料的强度比水泥的强度和水泥与骨料间的粘结力要高，所以粗骨料的自身强度对混凝土强度不会有大的影响，但是粗骨料如果含有大量的针片状颗粒、泥块等杂质，则对混凝土强度产生不良影响。因为当骨料较大时，骨料间粘接力较小，并且骨料间隙大，强度低。为了保证混凝土具有足够的强度，常常将粗骨料控制在 3.2cm 左右。当石质强度相等时，碎石表面粗糙，粘接力较大，因此表面粗糙的碎石比表面光滑的卵石粘结性能要好，在水灰比相同时，碎石的混凝土强度比卵石的混凝土强度高，一般高 10%左右。（三）矿物掺合料对混凝土强度的影响用粉煤灰、粉煤灰及硅灰、磨细矿渣等量替代部分水泥的情况下，混凝土 7d 龄期时抗压及弯拉强度均下降，但 28d 龄期后粉煤灰、粉煤灰及硅灰两种掺合料的混凝土抗压及弯拉强度依然下降，磨细矿渣掺合料混凝土抗压及弯拉强度比纯水泥混凝土强度高。在水胶比分别为 0.60、0.50、0.28 三种情况下，无论水胶比大小，Ⅱ级粉煤灰均不能等量取代 P?O42.5R 级水泥，应超量取代，且水胶比越大，超量系数越大；在研究的掺量范围内，S95 矿渣粉可等量取代 P?042.5R 级水泥，，且会增加混凝土强度。粉煤灰的增“强”潜力是很大的，其主要是在后期增加混凝土的强度，后劲很足；硅粉具有较大的活性，那么其主要是在前期增加混凝土的强度，而后期由于活性的降低会大大减缓增加强度的速度。如果需要提高混凝土的抗折强度和抗冲击耐磨性，那么硅粉则是最合适的外加剂。 基于此，如果混凝土对早期强度要求较大，那么可以采用粉煤灰超量取代部分水泥的做法，而则可以取代等量的部分水泥，同时对混凝土强度的增强也是有益的。 （四）外加剂对混凝土强度的影响外加剂是混凝土原材料中不可缺少的部分，外加剂的加入对混凝土的各种性能有着明显的改善作用。外加剂的种类很多，常见的有减水剂、早强剂和缓凝剂等，另外复合型的外加剂也是较为常见的。假使其他材料不改变，在加入减水剂后，混凝土的坍落度仍然能够达到同样要求，但是却能同步减少用水量，从而使得混凝土的强度得到增强。但要控制好减水剂的掺量，过犹不及，如果掺量过高，那么就增加了混凝土离析泌水的可能性，反而会使得混凝土的强度降低。早强剂的目的是控制混凝土的早期强度，起到提高早期强度的作用；如果要提高混凝土的抗冻性能，那么就要加入引气剂，但是引气剂的加入会使得混凝土的强度有不同程度的降低；膨胀剂能够起到降低混凝土收缩的目的，对混凝土强度的增强也有一定的作用；如果需要延长混凝土的凝结时间，那么就可以加入缓凝剂，会使得混凝土的运输范围得以增大，那么缓凝剂的用量需要控制好，否则就会起到降低混凝土强度的反作用。相关试验显示，在水灰比相同的条件下，对混凝土蒸养强度提高最为明显的为萘系高效减水剂，而聚羧酸高效减水剂和氨基磺酸盐高效减水剂的效果则相对要差一些；适量早强剂和膨胀剂的加入也付混凝土蒸养强度的提高有益，而缓凝剂和引气剂的加入也不利于混凝土蒸养强度的提高。 在混凝土坍落度相同的条件下，减水剂的减水率越高，那么配制出的混凝土强度就会越大。这是因为，用水量的降低使得水灰比也变小，通过上文分析可知，小的水灰比有利于混凝土强度的增大。由此可见，在流动性能相同和水灰比相同的条件下，减水剂会对混凝土强度有不同程度的影响。 （五）胶凝体系对混凝土强度的影响
C50钢纤维混凝土配合比设计说明
C50钢纤维砼配合比设计说明书 一、 设计目的： 该配合比适用于k75+500-k94+900段桥梁伸缩缝等的施工。 二、 设计说明： 1、 设计依据 ① 《公路工程国内招标文件范本》 ② 《普通混凝土配合比设计规程》 ③ 《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》 ④ 《普通混凝土力学性能试验方法标准》 ⑤ 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》 GB/T 50082 ⑥ 《公路工程水泥及混凝土试验规程》 ⑦ 《公路工程岩石试验规程》 ⑧ 《公路工程集料试验规程》 ⑨ 《通用硅酸盐水泥》 ⑩ 《公路桥涵施工技术规范》 (11) 《建设用卵石、碎石》 (12) 《混凝土外加剂》 (13) 《钢纤维混凝土》 2、 配合比设计公式选用 根据《公路桥涵施工技术规范》 砼试配强度R 下式确定: JGJ 55-2011 GB/T 50080 GB/T 50081 JTGE30-2005 JTGE41-2005 JTGE42-2005 GB175-2007 JTG/T F50----2011 GB/T 14685-2011 GB8076-2008 JG/T 472-2015 JTG/T F50— 2011
Feu, o二f eu, k+1.645 a 其中值按下表选用: 三、C50砼配合比计算 1、原材料： ①水泥：柳州鱼峰水泥厂P .0 52.5普通硅酸盐水泥。 ②砂：贝江砂场河砂，细度模数2.72,表观相对密度2.654g/cm3。 ③碎石：神龙石场5?20mm,表观相对密度2.678g/cm3。采用 4.75-9.5mm碎石和9.5-19mm碎石按照30:70的比例进行掺配。 ④钢纤维：河北衡水鑫归机械加工厂，按照设计图纸每方掺量为60Kg ⑤水：饮用水 ⑥外加剂：郑州市邦基建材有限公司BJ聚羧酸高效减水剂，减水率为28%，掺量为1.0%。 ⑦设计坍落度：130?170mm 2、试配强度： f eu, o=f cu,k+1.645 （T =50+1.645 8=59.9 Mpa 3、水泥强度：（富余系数取1.0） f ee=52. 5Mpa 4、确定水灰比：
13高性能混凝土资料
高性能混凝土技术浅析 建伟王禄 （第二公路工程局直属项目事业部）摘要：本文主要介绍高速铁路高性能混凝土定义、配合比设计方法及要求，高性能混凝土施工时的相关规定和要求。 关键词：高性能、高工作性、胶凝材料、水胶比、电通量 1概述 成绵乐客专项目是西南地区第一条高速铁路，代表了新一代高速铁路的技术，铁路均要求必须使用高性能混凝土施工，在保证混凝土质量的同时，要求高性能混凝土的成本最低。因此，采用合理、优化的高性能配合比与合理的施工方案、保证高性能混凝土在现场的施工质量是修建铁路百年大计至关重要的条件。 目前高性能混凝土的特点是要求混凝土有高工作性、高耐久性及满足设计要求的强度。高工作性指的是混凝土的施工可操作性，包括混凝土坍落度、扩展度、棍度、粘度、含砂率、泌水率等，要求混凝土坍落度、扩展度及其损失符合施工工艺设计要求，混凝土棍度较好，粘度适中，含砂率为最佳，混凝土无泌水等，达到以上要求的为高工作性；高耐久性是指混凝土的耐久性指标，混凝土初始控制为混凝土的有效含气量、水胶比等，要求混凝土有符合设计各种混凝土地址环境的低水胶比，较高的密实程度，保证混凝土能经受各种各样因素作用后的质量。检测指标为混凝土电通量、混凝土抗冻性，抗裂性指标。混凝土的强度是保证结构实体的最终质量。 在高性能混凝土配合比设计的过程中，试验室充分考虑了这些因素，在胶凝材料中采用水泥、粉煤灰、矿渣粉等3种材料，粗集料为了保证合理的级配并结合实际拌合站情况采用两级配，细集料要求采用Ⅱ区中砂，采用较少的用水量，通过参加高性能聚羧酸减水剂来达到减水效果，并通过对比试验得出满足设计强度等级要求的配合比。高性能混凝土配合比设计以主要采用各“材料填隙原理”，把各种材料按照比例组合起来达到各种等级强度的最紧密的结构实体。 一般步骤，根据混凝土设计强度计算水胶比，然后根据施工工艺选取用水量，高性能混凝土每方混凝土用水量一般选择在140-155kg，根据用水量及水胶比确定胶凝材料用量，根据各种胶凝材料的质量、单价确定各材料的比例，计算最优的成本。之后检验采用砂、碎石
粉煤灰参量对混凝土影响
粉煤灰是制作水泥的一种原材料，具有一定的活性。在水泥混凝土中掺一定量的粉煤灰，既可以替代一部分水泥，节约成本，又能增加和易性，减少泌水、离析现象，改善混凝土的性能。具有缓凝、减水，提高密实度和后期强度，降低水化热，抑制干裂、收缩，增强抗酸碱反应能力的作用。近年来已在国内外引起广泛的关注，并得到大量的推广应用。但是在混凝土中掺多少粉煤灰才能取得最佳效果呢？到目前为止，还没有较完善的理论体系。 八十年代以来，我国已对粉煤灰混凝土做了一定的研究、应用，并制定了一些规范。如《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》JGJ28-86，《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-90等，对粉煤灰应用作了初步规定，制定了最大替代水泥量。见下表： 粉煤灰最大替代水泥量%JGJ28-86N0-01 水泥品种 砼强度等级普通水泥矿渣水泥粉煤灰级别 ≤C1515～2510～20Ⅲ级 C2010～1510Ⅰ～Ⅱ级 C25～C3015～2010～15Ⅰ～Ⅱ级 预应力砼≤15＜10Ⅰ级 粉煤灰最大替代水泥限量%GBJ146-90N0-02 水泥品种 砼类别硅酸盐 水泥普通 水泥矿渣 水泥火山灰水泥 预应力砼251510 钢筋砼、高强砼、耐冻砼、蒸养砼30252015 中、低强度砼、泵送砼、大体积砼、地下砼、 水下砼50403020
碾压砼65554535 粉煤灰超量系数GBJ146-90N0-03 粉煤灰级别Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级 超量系数1.1～1.41.3～1.71.5～2.0 在国标GBJ146-90中规定各级粉煤灰适用范围如下： 1、Ⅰ级粉煤灰适用于跨度小于6米的预应力混凝土好钢筋混凝土。 2、Ⅱ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土。 3、Ⅲ级粉煤灰适用于无筋混凝土。 4、C30及其C30以上的无筋粉煤灰混凝土宜采用Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰，对于预应力混凝土、钢筋混凝土，设计强度等级在C30及其C30以上的无筋混凝土所有粉煤灰，经试验论证，可采用上述规定低一级的粉煤灰。 国外的粉煤灰掺量，主要有70～120kg/m3，50～150kg/m3。欧、美等西方发达国家早已涉入这一领域的研究，我国起步较晚，有关研究不多，常直接以水泥用量的百分比以及超量部分来确定粉煤灰掺量。在南浦大桥、上钢、上海宝电等工程中大量采用，并积累了不少经验。我们经过大量试验、应用，发现粉煤灰的掺量与混凝土所用的原材料、设计强度等级、塌落度、浇筑气温等都有一定的关系。掺量在50～～130kg/m3范围对混凝土的凝结时间影响不大，早期强度降低有限。但混凝土的性能却能得到较大幅度的改善。在实际应用中，切入原材料理念，选用固定掺量法较易掌握，即预先确定粉煤灰的每m3用量的方法，欧、美国家大多采用固定掺量法。现将我们试验应用的结果总结出以下几个特点： 1、最佳掺量与塌落度的关系 在同强度等级条件下，随着塌落度增加，为了确保和易性、工作度，细集料和粉集料比例则应相应增大。我们发现最佳掺量与塌落度之间存在一定的比例关系，以C20砼为例，两者趋于线性关系，见下图： 粉煤灰N0-04 最佳130 掺量 kg/m340 20180200塌落度㎜
钢纤维混凝土力学性能报告
钢纤维混凝土力学性能报告 作者：波尔派丝吴
前言 现如今在建筑行业中使用最为广泛的材料就是混凝土，它是由骨料、水泥和水组成的，在实际应用当中能够表现出具有良好的抗压效果。在构件受力时利用自身的抗压性能抵抗荷载消除形变。根据混凝土的抗压强度可划分混凝土的等级，混凝土强度是结构设计和施工的重要依据。 但由于普通混凝土力学性能上的缺陷，抗弯拉强度小、弯曲韧度低、易开裂，导致其在工程作业中的应用受到很大限制。我们通常的解决办法是配筋，随着施工技术的革新，钢纤维问世，现今钢纤维改变混凝土性能已成为混凝土改性的重要途经之一。 钢纤维混凝土是指将规定尺寸、不连续的金属短纤维（即钢纤维）均匀、乱向地分散于混凝土中，形成一种可浇筑、可喷射的新型复合材料。因其在实际应用中表现出的抗拉、抗弯、抗剪、耐冲击性能优异，所以在建筑、公路、水工等领域中得到广泛应用。同时钢纤维混凝土相比于配筋混凝土具有更好等效弯曲强度与施工流水节拍。
I.钢纤维混凝土的基本组成 钢纤维混凝土是由粗骨料（石子）、细骨料（砂）、水泥、水、钢纤维以及适用工程状况的外加剂（无特定情况可不加）组成的一种非均质集合体复合材料。按设计配合比配制，经过立模、浇筑、振捣、整平、养护、拆模，形成具有设计强度的钢纤维混凝土构件。 II.钢纤维混凝土的基本力学性能 为了对钢纤维混凝土的力学性能分析，我们选用C30混凝土、SF80/50BP钢纤维（长径比80、长度50mm的冷拉端钩钢纤维）分别制作了6组样块，每组分别做6个样块，为了保证钢纤维的分散率采用成排钢纤维（在不使用外界设备干扰时成排钢纤维分散效果会优于散纤维），掺量分别为0kg/m3、5kg/m3、10kg/m3、15kg/m3、20kg/m3、25kg/m3，在恒温箱养护 28d后拆模进行试验。 A.抗压强度 龄期28d钢纤维混凝土试块与同等养护条件下龄期28d的普通混凝土试块相比较，在弹性形变阶段弹性模量与泊松比可视为基本相同； 实验数据表明，钢纤维对基体的抗压强度增强效果并不明显。在基体中加入钢纤维后，当钢纤维体积率的增加时基体的抗压强度略有提升，但增量很小，提升在0%~10%（前期工作者的大量实验也印证了此观点）。同时为了保障钢纤维在混凝土基体中的方向效能系数与粘接强度，钢纤维的长度需满足混凝土最大粒径的1.5~2.0倍，否则容易造成钢纤维的局部结团，相当于构成了薄弱截面，此时加入钢纤维反而会产生不利影响，造成钢纤维与混凝土界面粘结性状变差，其抗压强度甚至会比同配比的普通混凝土有所下降。
混凝土原材料对外加剂的影响
一、 外加剂在混凝土成分中所占的比例虽然很小，但其作用却不可小视，对混凝土工作性能起到至关重要的作用，一旦混凝土工作性能不满足工地使用要求时，商混厂家首先是投诉外加剂供应商，要求外加剂厂家进行调整，就此遭遇索赔的外加剂厂家比比皆是。当然，现代外加剂技术水平通过近几年的努力已经取得飞速的进步，尤其是聚羧酸外加剂，混凝土技术的发展离不开聚羧酸外加剂的贡献。笔者就混凝土质量问题中因原材料质量的问题，对外加剂的功效影响比较大的因素进行简单的概括分析。 1 水泥 水泥质量对混凝土性能影响相当大，但是水泥厂商对混凝土公司来说一直是个迷，混合材是什么品种、掺量、是否使用助磨剂、其矿物组分如何等从未对混凝土厂商公开过，他们注重的只是强度，大多数混凝土厂商苦不堪言，深受其害，南通地区出现过“市场上十几种外加剂对一种水泥都不适应”的局面。水泥成分中对混凝土工作性能影响较大的因素为： （1）水泥中C3A含量，对混凝土的坍落度影响就很大，C3A 含量越高混凝土和损失就越大，应严格控制其含量。 （2）水泥中半水石膏或硬石膏含量对混凝土坍落度损失影响很大，含量越大损失越快。 （3）标准稠度用水量，用水量越大，外加剂掺量越大。 （4）比表面积，比表面积越大水泥越细，对外加剂的吸附量就越大，外加剂的掺量就越大。 （5）碱含量，在一定范围内随着碱含量的提高，混凝土和易性增加，但达到适量比例以后，混凝土坍落度损失会快速增加。 2 骨料
由于砂石多为天然地方性材料，材质随成因、产地、采集、堆运等情况的不同而经常变化，经常会遇到级配不好、含泥量超标、碎石针片状较多等现象，如果控制不及时，或对其质量重视不足，将严重影响混凝土的质量，这样对工程质量存在严重隐患，不仅增加费用，而且往往影响正常施工。含泥量是砂石材料的一个重要指标，微小颗粒大大增加了粉料的比表面积，单方用水量大大提高，强度不能满足要求，势必需要提高外加剂掺量，从而增加混凝土成本。含泥量过大会降低混凝土骨料界面的粘结强度，降低混凝土的抗拉强度，会对混凝土的强度和耐久性能产生影响，也会引起混凝土本身起皮、开裂，给工程质量带来不可估量的损失。另外砂石中泥块含量过多，新拌混凝土的坍落度相应降低，若要求混凝土的坍落度相同，用水量必然增加，这样也会相应增加水泥用量或提高外加剂掺量，在很大程度上又增加了混凝土成本。 3 掺合料 粉煤灰、矿粉是混凝土中较为常见的掺合料，其质量的好坏对外加剂的功效起一定作用，主要影响指标是烧失量，烧失量越大，对外加剂的吸附越大，起作用的外加剂比例减少，严重影响混凝土的性能，进厂时务必检测烧失量指标。细度（比表面积）也是影响外加剂功效的一个重要指标，尤其是矿粉，目前大型立磨矿渣粉生产线生产的矿渣粉细度均控制在400～500m2/kg 的范围内，但球磨矿粉的细度较难达到400m2/kg 以上，即使通过延长磨细时间，增加能耗，勉强达到400m2/kg 以上，也难以长期稳定。一旦其细度大幅度降低，会给混凝土带来诸多问题，如：粘聚性下降出现离析泌水、凝结时间延长、早期强度降低，甚至28d 强度也会不同程度降低等。同时，注重矿物掺合料粉磨时的颗粒形状，维持掺合料的微珠颗粒，使其在混凝土中起到“滚珠轴承”的作用，有效地改善混凝土和易性。近期，有专家提出一种用于混凝土掺合料质量的评定方法，该种方法是根据掺合料吸附外加剂的结果来对掺合料的等级进行客观的评价，从而简便、准确地确定外加剂适宜掺量，以达到拌制优质混凝土的目的。 二、 混凝土原材料中的哪些因素对外加剂适应性的影响较大呢？经过这些年的 试验总结，主要归纳为以下因素：
高温对混凝土抗压强度的影响
高温对混凝土抗压强度的影响 摘要:由于混凝土材料中粗细骨料和水泥等材料的热工性能不同，在高温作用下，这些材料间的物理化学作用使混凝土力学性能产生变异，进而导致混凝土力学性能劣化。实验采用液压伺服试验系统对经历相同时间恒温加热，不同温度作用后的C30普通硅酸盐混凝圆柱体试块进行抗压强度试验，详细描述高温后试块的外观特征及抗压破坏特征，探讨分析了不同加热温度对混凝土的抗压强度力学性能的影响。本试验结果表明：高温后，混凝土的力学性能随温度的升高而劣化，表现为随着受热温度的升高，混凝土的抗压强度降低。此外，还探讨了混凝土抗压强度随温度变化的规律，得到了混凝土抗压强度随温度变化的试验曲线。 关键词：混凝土；高温；抗压强度
Effect of temperature on the compressive strength of concrete Abstract：The thermal properties of concrete material of coarse aggregate and cement and other materials, under the condition of high temperature, the physical and chemical effects of these materials to make the mechanical properties of concrete mutation, resulting in deterioration of mechanical properties of concrete. The experiment adopts hydraulic servo test system to experience the same constant temperature heating time, different temperature after interaction of C30 ordinary portland concrete cylinder specimens were subjected to compressive strength tests, described in detail after high temperature test appearance characteristics and compressive block failure characteristics, to explore the effect of compressive strength of different heating temperature on mechanical properties of concrete is analyzed. In addition, also discusses the rule of concrete compressive strength varies with temperature, a regression formula of compressive strength of concrete with temperature changes, comparing the regression curve with the test results, the regression curve can be simulated well test curve. keywords：concrete; elevated temperature; compression strength
高性能混凝土试验
《建筑材料》教学实验 高性能混凝土其性能检测 高性能混凝土及其性能检测 大连理工大学土木水利实验教学中心建材实验室
11.高性能混凝土的基本知识 ?以美国的P．K．Mehta为代表的学者们认为高性能混凝土应该是高耐久性、高强度、高的体积稳定性低渗透性和高作性；高的体积稳定性、低渗透性和高工作性；?法国等欧洲国家认为高性能混凝土的主要指 标应是高强度混凝土。 标应是高强度混凝土 ?日本学者认为高流态、免振自密实、具有良 好的体积稳定性混凝土就是高性能混凝土。
1.高性能混凝土的基本知识 ?高性能混凝土（High performance concrete）是种新型高技术混concrete,简称HPC）是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高常规混凝土性能的 基础上，主要以耐久性作为设计指标，并 采用现代混凝土技术，选用优质原材料，采用现代凝技术选用优质原材料 除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量 的活性超细粉料和高效减水剂而制作的混凝土。
1.高性能混凝土的基本知识 ?高性能混凝土要求其配制的水胶比不大于 度等并具有高作0.38，强度等级不小于C50，并具有高工作性、高抗渗性、高耐久性和体积稳定性。
1.高性能混凝土的基本知识 ?高强度高性能混凝土标识由名称代号、高类别度等构 性能类别、强度等级和导电量构成。?HPC-高性能类别-强度等级-导电量 ?高强高性能混凝土代号 示例：HPC D10C60500 HPC-D10-C60-500 表示强度等级C60、导电量500库仑的抗腐蚀高性能混凝土。 蚀高性能混凝土
2高性能混凝土配合比材料2.高性能混凝土配合比、材料 高性能混凝土的水胶比?[水/（水泥+活性超细粉+膨胀剂）]应控制在0.38～0.25范围内。?混凝土的砂率宜为28～34%，当采用泵送工艺时，宜为 34～44%。艺时宜为?水泥用量不宜大于500㎏/m 3，胶凝材料总3宜采用425量不宜大于600㎏/m 。宜采用42.5等级水泥。
钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用
钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用 发表时间：2016-11-15T16:53:32.417Z 来源：《低碳地产》2016年8月第16期作者：常春燕[导读] 钢纤维混凝土是一种将钢纤维掺入普通水泥混凝土中的新型复合材料。 身份证号：13070519740217XXXX 河北省张家口市宣化区 075100 【摘要】钢纤维混凝土是一种将钢纤维掺入普通水泥混凝土中的新型复合材料。普通混凝土路面具有抗冲击性能力差、易产生裂缝并不断发展等缺陷。钢纤维混凝土是在混凝土中掺入钢纤维以改善混凝土性能，有效提高了混凝土的耐久性、抗拉强度、抗弯强度以及抗裂性能等。鉴于此，文章结合钢纤维混凝土的基本力学性能分析，主要针对钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用要点进行了分析，以供 参考。 【关键词】钢纤维混凝土；道路面层施工；应用要点 1 导言 近年来，伴随着经济的快速发展，人们的生活水平有了很大的提高，汽车作为一种便利的交通工具，开始进入普通百姓的生活，也使得公路所要承担的交通压力越来越大，人们对于路面的施工质量和使用寿命提出了更加严格的要求。考虑到传统路面采用的是水泥混凝土或者沥青混凝土，使用年限相对较短，甚至实际使用寿命可能仅仅达到设计寿命的一半，影响了公路行业的可持续发展。在这种情况下，钢纤维混凝土路面施工技术得到了普及和应用，在提升路面整体性能方面发挥着积极的作用，得到了公路施工企业的重视。 2 钢纤维混凝土的基本力学性能 2.1抗压强度 在抗压强度方面，钢纤维并不能很好的增加混凝土基体的抗压强度。钢纤维的加入只是略微提高了混凝土的抗压强度，提高幅度并不是很大，在10%左右。石料的最大粒径对钢纤维的长度在一定程度上起着决定性的作用，石料粒径过大或者钢纤维较短会造成钢纤维在混凝土中分布不均，使钢纤维在混凝土中局部结团，间接形成薄弱截面，影响了钢纤维与混凝土基体的粘结性能，反而使钢纤维混凝土的抗压强度有所下降。 2.2耐腐蚀性强 混合杂乱分布在钢纤维混凝土内部的钢纤维只要不让其与空气接触，一般不会发生锈蚀。实验表明，钢纤维在空气、污水、海水中都不容易被锈蚀。当把钢纤维放在海水和污水中5年后，其表面锈蚀程度小于5mm，在钢纤维混凝土表面或者是裂缝处的钢纤维受腐蚀的可能性较大。所以，建筑物会因钢纤维混凝土的耐腐蚀性而延长使用寿命，从而节省资源、能源。钢纤维的耐冻融性、耐热性和抗气蚀性都比较好，物理性能也得到了很大的提高。当在混凝土中掺入1.5%的钢纤维时，即使是对其进行高达150次的冻融操作，抗折和抗压强度也才下降20%。掺有钢纤维的耐火混凝土的抗热性也是极佳的，在极度高温下不会太过膨胀而断裂。所以，钢纤维混凝土的耐腐蚀性要比普通混凝土的抗腐蚀性更为优越。 2.3抗拉强度 在抗拉强度方面，钢纤维的加入对混凝土劈拉强度还是有很明显的加强的。试验表明，钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度比普通混凝土要高，且钢纤维掺量提高，劈拉强度也会相应提高，当混凝土中钢纤维掺量在1%～2%时，相应混凝土的28d劈拉强度增加40%～80%，但混凝土的早期劈拉强度与是否加入钢纤维的关系并不大。 2.4抗冲击性能 钢纤维的加入在很大程度上提高了混凝土的抗冲击性能，且在一定掺量范围内，抗冲击性能和钢纤维掺量是成正相关的。钢纤维混凝土具有良好的塑性变形能力，大大改善了普通混凝土性脆的缺陷，即使在冲击裂缝形成以后，钢纤维也能够延缓裂缝的延伸和扩大。在动荷载作用下，抗松散破碎的能力使钢纤维混凝土的耐久性大幅提升，这种情况下的混凝土虽然开裂，但不会立即破碎，基于这种能力钢纤维混凝土特别适用于一些铺面工程中，如:公路路面、桥面铺装、机场跑道等。 3 钢纤维混凝土在道路面层施工中的应用要点 3.1混凝土和钢纤维配合比的科学选择 在钢纤维和混凝土配合比方面，主要的参考依据是路面的厚度、抗弯强度的设计以及钢纤维混凝土的抗折强度设计，在实践使用中主要采用以下公式进行计算：钢纤维和混凝土的配合比=素混凝土的抗折强度值×（1+钢纤维的强度系数×钢纤维的体积率×钢纤维的长度比）。从上述公式可以看出，钢纤维混凝土配合比和素混凝土的水灰配合比以及钢纤维的使用率、相关的浇筑范围以及钢纤维的强度紧密相连，其比例应该通过相关的强度和性能进行确定。 3.2模板的选择 模板应具有一定的强度、稳定性和刚度，允许振动梁在其上面行走振动而不发生变形、倾覆现象。我们选取了钢模板，外侧支护采用圆钢三脚架，模板隔离层采用聚乙烯薄膜，这样既可以方便拆模，又防止混凝土混合料从纵向传力杆孔洞处流出。 3.3钢纤维的投放和搅拌环节 在钢纤维的投放和生产过程中，采用先湿后干的分散式投放方式，防止出现搅拌过程中出现结团现象。在投放过程中，钢纤维应该采用细骨料定量的方式进行搅拌工作，通过分散式振捣的方式将钢纤维混入到混凝土之中。在钢纤维混凝土搅拌的过程中，一般按照先投放砂石再投放钢纤维，在搅拌均匀之后，再进行碎石和水泥的投放工作，通过这样的分级投放工作实现每一个环节的均匀搅拌，防止出现搅拌不均匀的情况。此外，对于搅拌机的选择也具有一定的要求，为了实现最佳的搅拌效果，需要采用双锥反转的方式进行搅拌，以确保最终的搅拌效果。 3.4路面铺筑 钢纤维混凝土路面的铺筑，应符合设计图纸的要求，满足JTGD40－2011《公路水泥混凝土路面设计规范》的要求。对拌和钢纤维混凝土路面进行摊铺时，不仅需要满足相关设备在普通混凝土路面施工中的各类规范，还必须充分考虑一些其他因素:在施工中，使用的机械布料以及摊铺方式必须能够确保钢纤维的均匀分布，保证结构的连续性，在对一块面板进行浇筑与摊铺时，应该避免出现中断的情况；应该通过试铺对布料松铺高度进行确定，而当拌和物的塌落度相同时，相比于普通混凝土路面，松铺高度应该高出10mm左右；拌和物与摊铺方式应该相适应，同时其工作性可以满足相应摊铺工艺下的振捣要求。