高强混凝土的应用讲解
高强度混凝土在工程建设中的应用及施工要点

高强度混凝土在工程建设中的应用及施工要点高强度混凝土在工程建设中的应用及施工要点高强度混凝土是指抗压强度大于60MPa的混凝土,具有优秀的力学性能、耐久性和抗裂性能,广泛应用于桥梁、隧道、高层建筑等重要工程中。
本文将从应用、特点和施工要点三个方面,详细介绍高强度混凝土在工程建设中的应用及施工要点。
一、高强度混凝土的应用高强度混凝土的应用范围广泛,主要包括以下几个方面:1. 桥梁工程高强度混凝土广泛应用于桥梁工程中,如主跨梁、墩台、箱梁等结构,其抗震性、耐久性、防水性能强,可以有效提高桥梁的安全性和使用寿命。
在桥梁工程中,高强度混凝土的应用可以减少结构体积、提高承载力和刚度,降低自重和施工难度。
2. 隧道工程高强度混凝土在隧道工程中的应用主要包括隧道衬砌、隧道拱顶、隧道墙体等结构,其优异的力学性能和耐久性能可以有效提高隧道结构的安全性和抗震性。
在隧道工程中,高强度混凝土的应用可以减少结构体积、提高承载力和刚度,降低自重和施工难度。
3. 高层建筑高强度混凝土在高层建筑中的应用主要包括结构柱、墙体、楼板等结构,其高强度和高刚度可以有效提高建筑物的抗震性和耐久性。
在高层建筑中,高强度混凝土的应用可以减少结构体积、提高承载力和刚度,降低自重和施工难度。
二、高强度混凝土的特点高强度混凝土具有以下几个特点:1. 抗压强度高高强度混凝土的抗压强度大于60MPa,可以达到100MPa以上。
其强度远高于普通混凝土,可以承受更大的荷载和外力作用。
2. 耐久性好高强度混凝土的耐久性能好,具有较高的抗渗性、抗冻融性和耐化学腐蚀性,可以保证结构的长期稳定性和安全性。
3. 抗裂性能强高强度混凝土的抗裂性能强,可以有效预防裂缝的产生和扩展,延长结构的使用寿命和维修周期。
4. 施工难度大高强度混凝土的施工难度大,需要严格控制原材料的配比、混凝土的拌和比例和施工过程中的温度、湿度等因素,才能保证混凝土的质量和性能。
三、高强度混凝土的施工要点高强度混凝土的施工要点如下:1. 原材料的选择高强度混凝土的原材料选用应符合相关标准和规范要求,控制水泥、骨料、粉煤灰等材料的含水率和质量,保证混凝土的配合比和性能。
高强混凝土在工程中的应用

高强混凝土在工程中的应用一、引言高强混凝土是一种具有高强度、高耐久性和高耐久性的新型建筑材料,近年来在工程领域得到了广泛应用。
本文将从高强混凝土的概念、性能、优点等方面入手,详细介绍高强混凝土在工程中的应用。
二、高强混凝土的概念和性能1. 概念高强混凝土是指在常规混凝土中添加适量的高强度材料或掺合料,通过优化混凝土配合比、材料掺合比例和粒度分布等工艺,使混凝土的抗压强度达到超过60MPa的一种混凝土。
2. 性能高强混凝土具有以下性能:(1)高抗压强度:高强混凝土的抗压强度通常在60MPa以上,是普通混凝土的2-3倍;(2)高抗拉强度:高强混凝土的抗拉强度比普通混凝土高出数倍;(3)高耐久性:高强混凝土通过精细的粒度控制和合理的掺合材料选择,具有较好的耐久性;(4)高抗渗性:高强混凝土的抗渗性能较好,可有效防止水的渗透;(5)高抗冻性:高强混凝土在低温环境下,其抗冻性能较好,不易受到冻融损伤;(6)高耐化学侵蚀性:高强混凝土具有较好的耐化学侵蚀性,可在酸、碱等强腐蚀性环境下使用。
三、高强混凝土的应用1. 桥梁工程高强混凝土在桥梁工程中应用广泛,主要用于桥墩、墩台、箱梁、桥面铺装等部位。
高强混凝土的高强度和高耐久性,可有效增强桥梁的承载能力和耐久性,提高桥梁的使用寿命。
同时,高强混凝土的施工周期短,可有效缩短工期,降低工程成本。
2. 建筑工程高强混凝土在建筑工程中的应用也越来越广泛,主要用于高层建筑、水利工程、地下工程、工业厂房等领域。
高强混凝土的高强度和高抗压性能,可有效提高建筑物的承载能力和抗震性能,增强建筑物的安全性。
同时,高强混凝土还具有较好的耐久性和抗渗性能,可有效保障建筑物的使用寿命。
3. 港口码头工程高强混凝土在港口码头工程中的应用也越来越广泛,主要用于码头桥梁、码头墩、码头岸墙等部位。
高强混凝土的高强度和高耐久性,可有效增强码头的承载能力和耐久性,提高码头的使用寿命。
同时,高强混凝土的施工周期短,可有效缩短工期,降低工程成本。
高强混凝土结构设计及应用

高强混凝土结构设计及应用I. 前言高强混凝土是一种在结构设计和建筑材料方面具有广泛应用的材料。
它具有出色的力学性能和耐久性,可以用于建造大型桥梁、高层建筑和重要工程结构等。
本文将详细介绍高强混凝土结构的设计及应用。
II. 高强混凝土的定义和特点高强混凝土是一种强度超过普通混凝土的特种混凝土。
它通常由高强度水泥、硅酸盐、超细粉、高性能粘结剂、钢纤维等材料组成。
高强混凝土具有以下特点:1. 抗压强度高。
高强混凝土的强度一般在60MPa以上,可以达到100MPa以上。
2. 抗拉强度高。
高强混凝土具有较高的抗拉强度,可用于构建梁和柱等结构。
3. 优异的耐久性。
高强混凝土具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和耐久性,能在恶劣的环境下长期使用。
4. 施工方便。
高强混凝土的流动性好,易于浇筑和成型。
5. 可塑性好。
高强混凝土具有良好的可塑性,可以用于制作各种形状的结构件。
III. 高强混凝土结构设计高强混凝土结构的设计需要考虑以下因素:1. 强度等级。
根据结构的要求选择适当的高强混凝土强度等级。
2. 抗震性能。
根据结构所处地区的地震烈度和建筑物的重要性等级,设计适当的抗震措施。
3. 稳定性。
根据结构的形状、尺寸和荷载等特点,设计适当的结构稳定措施。
4. 建筑物的使用寿命。
根据建筑物的使用寿命,选择适当的混凝土配合比和材料。
5. 施工工艺。
根据施工工艺和设备的限制,设计适当的结构形式。
IV. 高强混凝土结构的应用高强混凝土结构具有广泛的应用领域,以下是几个典型的应用场景。
1. 大型桥梁。
高强混凝土可以用于大型桥梁的主梁、墩柱和桥面板等部位。
其中,高强混凝土管桥已经成为大型跨度桥梁的主流设计方案。
2. 高层建筑。
高强混凝土可以用于高层建筑的主体结构和外墙。
其中,混凝土剪力墙和框架结构是常见的高层建筑结构形式。
3. 工业建筑。
高强混凝土可以用于工业建筑的地基、地下室和厂房等部位。
其中,混凝土地坪和混凝土墙体是常见的工业建筑结构形式。
高强混凝土在水利工程中的应用

高强混凝土在水利工程中的应用高强混凝土(High Strength Concrete,简称HSC)是一种具有高强度、高耐久性和高抗裂性的混凝土,其抗压强度可达到100MPa以上。
由于其优异的性能,HSC在水利工程中得到广泛应用。
本文将从以下几个方面详细介绍HSC在水利工程中的应用。
一、水坝工程水坝是水利工程中常见的重要建筑物,其承受着巨大的水压力和地震力。
为了保证水坝的安全性和稳定性,需要使用高强混凝土。
HSC在水坝工程中的应用主要体现在以下几个方面:1.水坝本体结构:水坝本体结构是水坝的主要承重结构,需要使用高强混凝土。
采用HSC可以使水坝具有更高的抗震性和承载能力,提高水坝的安全性和稳定性。
2.水闸:水闸是水坝中的重要部件,其功能是控制水流量和水位。
水闸需要承受巨大的水压力和冲击力,因此需要使用高强混凝土。
采用HSC可以提高水闸的承载能力和耐久性,延长水闸的使用寿命。
3.泄洪道:泄洪道是水坝中用于排放过剩水流的通道,需要承受巨大的水压力和冲击力。
采用HSC可以提高泄洪道的抗压强度和抗裂性,减少泄洪道的渗漏和变形。
二、渠道工程渠道工程是将水引入到灌溉区域的重要工程,其主要结构是渠道。
为了保证渠道的畅通和稳定性,需要使用高强混凝土。
HSC在渠道工程中的应用主要体现在以下几个方面:1.渠道结构:渠道结构是渠道的主要承重结构,需要使用高强混凝土。
采用HSC可以提高渠道结构的抗压强度和抗裂性,延长渠道的使用寿命。
2.渠道闸门:渠道闸门是用于控制水流量和水位的重要设施,需要承受巨大的水压力和冲击力。
采用HSC可以提高渠道闸门的承载能力和耐久性,减少闸门的维修和更换次数。
3.渠道涵洞:渠道涵洞是渠道中用于穿过山区和河流的通道,需要承受巨大的地震力和水压力。
采用HSC可以提高渠道涵洞的抗震性和承载能力,减少涵洞的损坏和维修次数。
三、水处理工程水处理工程是将污水处理成可供使用的水的重要工程,其主要结构是水处理设施。
高强度混凝土在工程建设中的应用及施工要点

高强度混凝土在工程建设中的应用及施工要点一、引言高强度混凝土(High strength concrete,HSC)是由特殊的原材料、配合比和施工工艺构成的一种高性能混凝土材料。
它的抗压强度达到了100MPa以上,具有高强度、高耐久性、高抗渗性等优点,被广泛应用于桥梁、高层建筑、隧道、水利工程等大型工程建设中。
本文将探讨高强度混凝土在工程建设中的应用以及施工要点。
二、高强度混凝土的应用领域1. 桥梁高强度混凝土在桥梁工程中的应用十分广泛。
桥梁作为承载交通工具和行人的重要构造物,要求具有高强度、高耐久性和高抗渗性等特点。
采用高强度混凝土可以大大提高桥梁的承载能力和使用寿命。
例如,中国的渝黔高速公路上的第四桥梁,采用了高强度混凝土,其抗压强度达到了120MPa,成功地解决了桥梁的承载能力问题。
2. 高层建筑高强度混凝土在高层建筑中的应用也越来越广泛。
高层建筑要求具有高强度、高刚性和高稳定性,采用高强度混凝土可以大大提高建筑的抗震性能和安全性能。
例如,上海的环球金融中心采用了高强度混凝土,其抗压强度达到了120MPa,保证了建筑物的安全性能。
3. 隧道隧道工程中也广泛采用高强度混凝土。
隧道要求具有高强度、高耐久性和高抗渗性等特点,采用高强度混凝土可以大大提高隧道的承载能力和使用寿命。
例如,北京的地铁十号线采用了高强度混凝土,其抗压强度达到了100MPa,保证了隧道的安全性能。
4. 水利工程水利工程中的堤坝、水闸等重要构造物也广泛采用高强度混凝土。
水利工程要求具有高强度、高耐久性和高抗渗性等特点,采用高强度混凝土可以大大提高水利工程的承载能力和使用寿命。
例如,三峡大坝采用了高强度混凝土,其抗压强度达到了120MPa,保证了大坝的安全性能。
三、高强度混凝土的施工要点1. 原材料的选择高强度混凝土的原材料要求采用高质量的水泥、石英砂、矿物掺合料、高效减水剂等,保证混凝土的质量稳定。
2. 配合比的确定高强度混凝土的配合比要求科学合理,根据实际情况进行调整,保证混凝土的强度和耐久性。
高强混凝土在桥梁工程中的应用

高强混凝土在桥梁工程中的应用一、引言随着科技的不断进步和发展,高强混凝土作为一种新型材料,被广泛应用于桥梁工程中。
与传统的混凝土相比,高强混凝土具有更好的抗压强度、抗裂性能、耐久性、抗渗性、抗冻性和抗腐蚀性能等优点。
本文将对高强混凝土在桥梁工程中的应用进行全面的介绍和分析。
二、高强混凝土的概念高强混凝土是指抗压强度大于60MPa的混凝土,其主要成分是水泥、砂子、碎石和水。
高强混凝土在制备过程中,需要控制原材料的配合比、控制水灰比、采用高性能掺合料等方法,以提高混凝土的抗压强度和耐久性。
三、高强混凝土在桥梁工程中的应用1. 桥墩和桥台桥墩和桥台是桥梁工程中承受荷载的主要承载构件,其抗压强度和抗裂性能是保证桥梁安全的关键。
高强混凝土可以大大提高桥墩和桥台的抗压强度和抗裂性能,从而保证桥梁的安全性和耐久性。
2. 桥面板桥面板是桥梁工程中承载车辆荷载的主要构件,其抗压强度和耐久性对桥梁的使用寿命和安全性具有重要影响。
高强混凝土可以大大提高桥面板的抗压强度和耐久性,从而延长桥梁的使用寿命。
3. 桥梁墩身加固桥梁墩身由于长期受到荷载作用,容易出现龟裂、剥落等问题,从而影响桥梁的安全性。
高强混凝土可以通过加固桥梁墩身,提高其抗裂性能和耐久性,从而保证桥梁的安全性。
4. 桥梁防护层桥梁防护层是桥梁工程中防止钢筋锈蚀和混凝土剥落的重要构件,其耐久性和抗渗性能对桥梁的使用寿命和安全性具有重要影响。
高强混凝土可以大大提高桥梁防护层的抗渗性能和耐久性,从而延长桥梁的使用寿命。
四、高强混凝土在桥梁工程中的优点1. 抗压强度高。
高强混凝土的抗压强度一般在60MPa以上,可以承受更大的荷载,提高桥梁的安全性。
2. 抗裂性能好。
高强混凝土的抗裂性能好,可以减少桥梁的裂缝,延长桥梁的使用寿命。
3. 耐久性好。
高强混凝土具有较好的耐久性,可以承受长期的荷载和环境侵蚀,延长桥梁的使用寿命。
4. 抗渗性好。
高强混凝土的抗渗性好,可以有效地防止钢筋锈蚀和混凝土剥落,保证桥梁的安全性。
论高强混凝土在市政建筑施工中的应用

论高强混凝土在市政建筑施工中的应用高强混凝土是一种具有高耐久性、高抗压强度的混凝土,其应用广泛,特别是在市政建筑施工中得到了广泛应用。
本文将从高强混凝土的特点、施工工艺与应用等方面阐述其在市政建筑中的应用。
一、高强混凝土的特点1. 抗压强度高:高强混凝土的抗压强度通常在80 MPa以上,甚至能够达到120MPa以上,比普通混凝土高出几倍甚至十几倍。
所以,高强混凝土适用于需要承受大荷载的建筑结构中。
2. 耐久性好:高强混凝土具有很好的耐久性,研究表明,它在水、雨、风、沙、盐雾等环境中都能够长期保持稳定的性能。
因此,高强混凝土适用于海边建筑、桥梁等特殊场合。
3. 施工方便:高强混凝土的施工工艺相对简单,可以采用普通混凝土施工工艺。
同时,高强混凝土的骨料可以采用常规的河砂、山砂、碎石等,施工成本也相对较低。
高强混凝土的施工工艺可以概括为以下几个方面:1. 配料:高强混凝土配料需要控制好水灰比,保证混凝土的强度,同时也需要控制好骨料的配合比例,确保混凝土的工作性能。
2. 搅拌:搅拌时间应控制在2-3分钟内,搅拌应均匀,以保证混凝土的均匀性。
3. 浇筑:高强混凝土的浇筑方式要因地制宜,有些场合需要采用泵送浇筑,有些场合可以采用倒桶浇筑,保证混凝土的密实性。
4. 养护:高强混凝土的养护需要控制好温度和湿度,最好采用蒸汽养护,以确保混凝土的强度和稳定性。
高强混凝土在市政建筑中应用广泛,主要体现在以下几个方面:1. 桥梁建设:高强混凝土在桥梁建设中应用非常广泛,能够满足大跨度、高强度、高耐久、抗震防灾等要求。
2. 隧道建设:高强混凝土在隧道建设中也有很大的应用,例如地铁构筑物、电缆隧道、排水隧道等等。
3. 城市地下管道:高强混凝土在城市地下管道建设中也扮演着重要的角色,例如给水管道、污水管道、天然气管道等等。
4. 市政公共设施:高强混凝土在市政公共设施建设中的应用也越来越广泛,例如道路、广场、停车场、地下车库等。
c60高强混凝土的配制及工程应用

c60高强混凝土的配制及工程应用C60高强混凝土是一种具有很高抗压强度和抗弯强度的混凝土,广泛应用于各种工程领域,包括高层建筑、桥梁、大坝、地铁隧道等。
其配制和工程应用主要包括以下几个方面:1. 配制:C60高强混凝土的配制需要选用高性能水泥、细骨料、粗骨料和掺合料。
水泥的强度等级一般选用P.O42.5级以上的水泥,细骨料选择细度模数适中的天然砂,粗骨料选用抗压强度符合要求的机制砂或碎石。
掺合料可以选择矿渣粉、粉煤灰等。
配制时需要控制水胶比以及掺合料的掺量,保证混凝土的坍落度和流动性。
2. 浇筑施工:C60高强混凝土的工程施工要求较高,需要合理设定浇筑工艺和施工步骤。
在浇筑过程中要注意混凝土的均匀性、密实性和表面光洁度,避免混凝土出现内部缺陷和空洞等问题。
对于大体积的混凝土构件,可以采取分层浇筑或采用超声波振动器进行振捣,以提高混凝土的密实性和均匀性。
3. 养护:C60高强混凝土的养护是保证其性能和耐久性的重要环节。
养护期间,需要采取保湿和温湿度控制措施,避免混凝土过早失水和过早干燥。
常见的养护方法包括喷水养护、遮阳养护和覆盖湿布等。
4. 应用:C60高强混凝土广泛应用于各种需要高承载能力和抗震能力的工程中。
在高层建筑中,常用于承担大跨度的梁、柱和楼板;在桥梁工程中,常用于桥梁翼墙、桥台和桥面;在大坝工程中,常用于溢流坝和导流坝;在地铁隧道工程中,常用于隧道衬砌和防水层等。
总之,C60高强混凝土的配制和工程应用需要注意控制配合比,施工工艺和养护措施,以确保其性能和耐久性。
通过合理的设计和施工,C60高强混凝土在工程中能够发挥重要的作用。
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高强混凝土的应用1.混凝土组成钢筋混凝土主要材料之一的混凝土的发展方向是高强、轻质、耐久(抗磨损、抗冻融、抗渗)、抗灾(地震、风、火〕、抗爆等。
1.1 高性能混凝土(high performance concrete,HPC)HPC是近年来混凝土材料发展的一个重要方向,所谓高性能:是指混凝上具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。
从强度而言,抗压强度大于C50的混凝土即属于高强混凝土,提高混凝土的强度是发展高层建筑、高耸结构、大跨度结构的重要措施。
采用高强混凝土,可以减小截面尺寸,减轻自重,因而可获得较大的经济效益,而且,高强混凝土一般也具有良好的耐久性。
我国己制成C100的混凝土。
已有文献报道1),国外在试验室高温、高压的条件下,水泥石的强度达到662MPa(抗压)及64.7MPa(抗拉)。
在实际工程中,美国西雅图双联广场泵送混凝土56 d抗压强度达133.5MPa。
在我国为提高温凝土强度采用的主要措施有[1]:(1)合理利用高效减水剂,采用优质骨料、优质水泥,利用优质掺合料,如优质磨细粉煤灰、硅灰、天然沸石或超细矿渣。
采用高效减水剂以降低水灰比是获得高强及高流动性混凝土的主要技术措施;(2)采用525,625,725号的硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥及相应的外加剂,这是中国建筑材料科学研究院制备高性能混凝土的主要技术措施;(3)以矿渣、碱组分及骨料制备碱矿渣高强度混凝土,这是重庆建筑大学在引进前苏联研究成果的基础上提出的研制高强混凝土的技术措施;(4)交通部天津港湾工程研究所采用复合高效减水剂,用525号水泥320kg/m3,水灰比0.43,和425号水泥480kg/m3,水灰比0.32,在试验室中制成了抗压强度分别为68MPa和65MPa的高强混凝土。
文献[2]报告了采用某些金属矿石粗骨料如赤铁矿石、钛铁矿石等,可以比用普通石料作粗骨料获得强度更高、耐久性和延性更好的高性能混凝土。
高强混凝土具有优良的物理力学性能及良好的耐久性,其主要缺点是延性较差。
而在高强混凝土中加入适量钢纤维后制成的纤维增强高强混凝土,其抗拉、抗弯、抗剪强度均有提高,其韧性(延性)和抗疲劳、抗冲击等性能则能有大幅度提高。
此外,在高层建筑的高强混凝土柱中,也可采用X形配筋、劲性钢筋或钢管混凝土等结构方面的措施来改善高强混凝土柱的延性和抗震性能[3]。
1.2 活性微粉混凝土(reactive powder concrete, RPC)[4]RPC是一种超高强的混凝土,其立方体抗压强度可达200-800MPa,抗拉强度可达25~150MPa,断裂能可达30KJ/㎡,单位体积质量为2.5-3.0t/m3.制成这种混凝土的主要措施是:(1)减小颗粒的最大尺寸,改善混凝土的均匀性;(2)使用微粉及极微粉材料,以达到最优堆积密度(packing density);(3)减少混凝土用水量,使非水化水泥颗粒作为填料,以增大堆积密度;(4)增放钢纤维以改善其延性;(5)在硬化过程中加压及加温,使其达到很高的强度。
普通混凝土的级配曲线是连续的,而RPC的级配曲线是不连续的台阶形曲线,其骨料粒径很小,接近于水泥颗粒的尺寸。
RPC的水灰比可低到0.15,需加入大量的超塑化剂,以改善其工作度。
RPC的价格比常用混凝土稍高,但大大低于钢材,可将其设计成细长或薄壁的结构,以扩大建筑使用的自由度。
在加拿大Sherbrook已设计建造了一座跨度为60m、高3.47m的B200级RPC的人行-摩托车用预应力桁架桥。
1.3低强混凝土[4]美国混凝土学会(AC1)229委员会,提出了在配料、运送、浇筑方面可控制的低强混凝土,其抗压强度为8MPa或更低。
这种材料可用于基础、桩基的填、垫、隔离及作路基或填充孔洞之用,也可用于地下构造,在一些特定情况下,可用其调整混凝土的相对密度、工作度、抗压强度、弹性模量等性能指标,而且不易产生收缩裂缝。
荷兰一座隧洞工程中曾采用了低强度砂浆(1ow-strength mortar, LSM〕,其组分为:水泥150kg/m3,砂;1080kg/m3,水570kg/m3,超塑化剂6kg/m3,膨润土35kg/m3,所制成的LSM的抗压强度为3.5MPa,弹性模量低于500Mpa.LSM制成的隧洞封闭块,比常规的土壤稳定法节约造价50%,故这种混凝土可望在软土工程中得到发展应用。
1.4轻质混凝土[5]利用天然轻骨料(如浮石、凝灰岩等)、工业废料轻骨料(如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等)、人造轻骨料(页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等)制成的轻质混凝土具有密度较小、相对强度高以及保温、抗冻性能好等优点利用工业废渣如废弃锅炉煤渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉煤灰等制备轻质混凝土,可降低混凝土的生产成本,并变废为用,减少城市或厂区的污染,减少堆积废料占用的土地,对环境保护也是有利的。
1.5纤维增强混凝土[6]为了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺点,在混凝土中掺加纤维以改善混凝土性能的研究,发展得相当迅速。
目前研究较多的有钢纤维、耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维或尼龙合成纤维混凝土等。
在承重结构中,发展较快、应用较广的是钢纤维混凝土。
而钢纤维主要有用于土木建筑工程的碳素钢纤维和用于耐火材料工业中的不锈钢纤维。
用于土木建筑工程的钢纤维主要有以下几种生产方法:(1)钢丝切断法;(2)薄板剪切法;(3)钢锭(厚板)铣削法;(4)熔钢抽丝法。
当纤维长度及长径比在常用范围,纤维掺量在1%到2%(体积分数,本文中的掺量均指体积分数)的范围内,与基体混凝土相比,钢纤维混凝土的抗拉强度可提高40%~80%,抗弯强度提高50%~120%,抗剪强度提高50%~100%,抗压强度提高较小,在0~25%之间,弹性阶段的变形与基体混凝土性能相比没有显著差别,但可大幅度提高衡量钢纤维混凝土塑性变形性能的韧性。
中国工程建设标准化协会于1992年批准颁布了由大连理工大学等单位编制的《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》(CECS 38:92),对推广钢纤维混凝土的应用起到了重要作用。
钢纤维混凝土采用常规的施工技术,其钢纤维掺量一般为0.6%~2.0%。
再高的掺量,将容易使钢纤维在施工搅拌过程中结团成球,影响钢纤维混凝土的质量。
但是国内外正在研究一种钢纤维掺量达5%~27%的简称为SIFCON的砂浆渗浇钢纤维混凝土,其施工技术不同于一般的搅拌浇筑成型的钢纤维混凝土,它是先将钢纤维松散填放在模具内,然后灌注水泥浆或砂浆,使其硬化成型。
SIFCON与普通钢纤维混凝土相比,其特点是抗压强度比基体材料有大幅度提高,可达100~200MPa,其抗拉、抗弯、抗剪强度以及延性、韧性等也比普通掺量的钢纤维混凝土有更大的提高[7].另一种名为砂浆渗浇钢纤维网混凝土(SIMCON)的施工方法与SIFCON的基本相同,只是预先填置在模具内的不是乱向分布的钢纤维,而是钢纤维网,制成的产品中,其纤维掺量一般为4%~6%,试验表明,SIMCON可用较低的钢纤维掺量而获得与SIFCON相同的强度和韧性,从而取得比SIFCON节约材料和造价的效果。
虽然SIFCON或SIMCON力学性能优良,但由于其钢纤维用量大、一次性投资高,施工工艺特殊,因此它们只是在必要时用于某些特殊的结构或构件的局部,如火箭发射台和高速公路的抢修等。
在砂浆中铺设钢丝网及网与网之间的骨架钢筋(简称钢丝网水泥)所做成的薄壁结构,具有良好的抗裂能力和变形能力,在国内外造船、水利、建筑工程中应用较为广泛。
近年来,在钢丝网水泥中又掺人钢纤维来建造公路路面、渔船、农船等,取得了更好的双重增韧、增强效果。
1.6自密实混凝土(self-compacting concrete)自密实混凝土不需机械振捣,而是依靠自重使混凝土密实。
混凝土的流动度虽然高,但仍可以防止离析。
配制这种混凝土的方法有[4]:(1)粗骨料的体积为固体混凝土体积的50%;(2)细骨料的体积为砂浆体积的40%;(3)水灰比为0.9-1.0;(4)进行流动性试验,确定超塑化剂用量及最终的水灰比,使材料获得最优的组成。
这种混凝土的优点有:在施工现场无振动噪音;可进行夜间施工,不扰民;对工人健康无害;混凝土质量均匀、耐久;钢筋布置较密或构件体型复杂时也易于浇筑;施工速度快,现场劳动量小。
1.7智能混凝土(smart concrete)[4]利用混凝土组成的改变,可克服混凝土的某些不利性质,例如:高强混凝土水泥用量多,水灰比低,加入硅灰之类的活性材料,硬化后的混凝土密实度好,但高强混凝土在硬化早期阶段,具有明显的自主收缩和孔隙率较高,易于开裂等缺点。
解决这些问题的一个方法是,用掺量为25%的预湿轻骨料来替换骨料,从而在混凝土内部形成一个“蓄水器”,使混凝土得到持续的潮湿养护。
这种加入“预湿骨料”的方法,可使混凝土的自生收缩大为降低,减少了微细裂缝。
高强混凝土的另一问题是良好的密实性所引起的防火能力降低.这是因为在高温(火灾〕时,砂浆中的自由水和化学结合水转变为水气,但却不能从密实的混凝土中逸出,从而形成气压,导致柱子保护层剥落,严重降低了柱的承载力,解决这个问题的一种方法是,在每方混凝土中加2kg聚丙烯纤维,在高温(火灾)时,纤维熔化,形成了能使水气从边界区逸出的通道,减小了气压,从而防止柱的保护层剥落。
1.8预填骨料升浆混凝土1)国内在大连中远60000t船坞工程中,因地质条件复杂,船坞底板首次采用了坐落于基岩上的预填骨料升浆混凝土,即用密度较大的厚4~5m的铁矿石作为预填骨料,矿石层下再铺设1m厚的石灰石块石。
矿石层上是厚60~80cm的现浇钢筋混凝土板在预填骨料层中布置压浆孔注入砂浆,形成预填骨料升浆混凝土。
采取这种工艺,缩短了工期,取得了良好的经济效益。
1.9碾压混凝土[8]碾压混凝土近年发展较快,可用于大体积混凝土结构(如水工大坝、大型基础)、工业厂房地面、公路路面及机场道面等。
用于大体积混凝土的碾压混凝土的浇筑机具与普通混凝土不同,其平整使用推土机,振实用碾压机,层间处理用刷毛机,切缝用切缝机,整个施工过程的机械化程度高,施工效率高,劳动条件好,可大量掺用粉煤灰,与普通棍凝土相比,浇筑工期可缩短1/3~1/2,用水量可减少20%,水泥用量可减少30%~60%。
碾压混凝土的层间抗剪性能是修建混凝土高坝的关键问题,国内大连理工大学等单位曾开展这方面的研究工作。
在公路、工业厂房地面等大面积混凝土工程中,采用碾压混凝土,或者在碾压混凝土中再加入钢纤缝,成为钢纤维碾压混凝土,则其力学性能及耐久性还可进一步改善。
1.10再生骨料混凝土新中国建国至今己逾50年,建国前后修建的不少混凝土结构,因老化或随着经济的发展,需拆除重建,其拆除量十分巨大,在拆除的混凝土中,约有一半是粗骨料,应该考虑如何使之再生利用。