鐵路隧道防滲混凝土設計研究(文件)
【正文】 構構件：如樁、基礎、地板、梁、柱、屋頂、外墻和路面，經(jīng)常都用混凝土或鋼筋混凝土來制造。 混凝土得到廣泛應用的第二個原因是，混凝土容易制得各式各樣大小不同的結構構件。制造混凝土的主要成分——波特蘭水泥和骨料——都相對地便宜，并在世界大多數(shù)地方較易獲得。因為耐久性對結構的維修和更新費用，有重大經(jīng)濟意義。耐久性差的混凝土滲水性，不僅取決于它的配合比、搗實的程度和養(yǎng)護，而且取決于正常的溫度和濕度循環(huán)所造成的微裂紋。混凝土的結構與性能的關系至今尚未很好闡明。有關混凝土各組分結構的重要特征方面的知識，對了解和控制復合材科的性質仍然是基本的。 除孔隙率外，粗骨科的形狀和結構同樣也影響混凝土的性質。呈高度蜂窩狀的浮石輕骨料同樣呈多角形和粗糙結構，但陶?；蝽搸r輕骨料通常呈圓形和光滑結構。 在混凝土的凝固過程中，水泥的水化作用產(chǎn)生凝膠體，使水泥砂漿逐漸變稠、硬化,和粗骨料粘結成一整體。更何況混凝土是熱情性材料(導熱系數(shù)A＝(0．81—1．86)w／m 所有這些都表明，從微觀上分析混凝土必然是一個非常復雜的、不確定的. 三維應力(變形)狀態(tài)，對于混凝土的開裂、裂縫發(fā)展、變形、極限強度和破壞形態(tài)等都有很大影響。 水泥凝膠體的粘性流動——水泥水化作用形成的凝膠體在數(shù)十年內(nèi)還不是一種形狀絕對固定的材料(盡管其變形量很小)。壓應力作用下, 在大致平行于應力方向形成縱向裂縫，穿過骨料界面和水泥砂漿，減弱了相鄰部分的聯(lián)系；裂縫端部的局部集中應力造成水泥砂漿的損傷．形成薄弱區(qū)，使縱向變形增大許多。一般情況下，當應力水平較低時．骨料的彈性變形占主要成分；隨著應力的加大，水泥凝膠體的粘性流動變形逐漸增大；接近混凝土極限強度值時，裂縫變形才有明顯作用，但其變形值大，超過其它兩部分的變形，在峰值強度后的下降段，成為變形的主體。如果維持應力不變，由于水泥凝膠體的粘性流動變形隨時間的延續(xù)而增大，混凝土的總變形將隨之增加，在骨料和水泥砂漿間應力將會有相應的重分布。這與鋼、木等結構材料的拉、壓強度和變形接近相等的狀況形成鮮明的對比。另一方面，混凝土在應力的長期作用下，由于水泥凝膠體發(fā)生持續(xù)的粘性流動和內(nèi)部微裂縫的發(fā)展，其變形將隨時間而增大(徐變)．長期強度將有所降低。、 大氣中的CO2氣體使混凝土表層碳化，碳化層隨時間而逐漸加厚；環(huán)境中的某些化學介質對混凝土有腐蝕作用等,都影響混凝土的微裂縫擴展、強度和耐久性。其英文縮寫為PMC(Polywer Modified Concrete)。 用于改性水泥材料的聚合物乳液，大多數(shù)已經(jīng)專門作為水泥材料的外加劑，如聚醋酸乙烯脂(PVAC)、丁苯膠乳(SBR) 、聚偏二氯乙烯(PVDC) 、丙烯酸和改性丙烯酸等。過去幾十年中用作改性水泥材料的聚合物見表2—2。 單體的類型、所用的乳化劑和保護膠體使得聚合物分散體具有不同的特性, 添加劑的影響及不同類型聚合物的影響．列于表224。 表23不同聚合物材料吸水性（DIN53495） 聚合物分類 吸水率 PVA PVP SBR AC 35% 25% 12% 8% 當選擇聚合物做混凝土或砂漿的改性劑時，必須滿足很多要求，如: (1)改善和易性和彈性； (2)增加力學強度，尤其是彎曲強度，粘接強度和斷裂伸長率； (3)減少收縮； (4)提高抗磨性能； (5)提高耐化學介質性能, 尤其是鹽、水和油； (6)提高耐久性。同樣，必要的試驗也是推進研究工作進展的重要手段，只有把文獻閱讀和現(xiàn)場實驗工作有機結合起來，才能準確把握混凝土抗硫酸鹽侵蝕和控裂抗?jié)B技術的要點，進而突破關鍵點，攻克難點。 4. 結束語 通過閱讀和查閱有關文獻資料，使我在較短的時間內(nèi)對水泥混凝土有了較為清醒的認識。 從聚合物的結構組成考慮，PVDC膠乳建議不要用作鋼筋混凝土的修補砂漿,因為其中的游離氯化物隨時間推移有可能釋放出來. PVAC共聚膠乳作為粘接劑廣泛用于建筑工程，但最好不要用在潮濕的條件下，因為在潮濕的堿性條件下，聚合物有可能分離而降低砂漿性能。膠體及乳化劑的影響 特性 膠體分散體 乳化劑分散體 粒徑 耐水性 粘度 〈2毫米 較差 中高 〈 較好 低 表24經(jīng)過改性之后大部分砂漿的堿性與普通水泥砂漿的堿性一樣，具有保護鋼筋的作用，而且砂漿保護層厚度只需12—15MM。20世紀30年代，首先使用的聚合物是天然橡膠漿，其后是聚醋酸乙烯乳液。近些年聚合物改性砂漿和改性混凝土已廣泛地用作建筑材料，這是因為該種材料具有高的強度，其彎曲、粘接、防水、耐久性等都較好。從結構工程的觀點，通常取尺度為≧70mm或3—4倍粗骨料粒徑的混凝土試件作為單元，看作是連續(xù)、等向的均質材料，且性能在短時間(小時級)內(nèi)穩(wěn)定，以其平均的強度、變形值以及宏觀的破壞形態(tài)作為研究的標準，并且用同樣尺度的試件進行力學性能測定，經(jīng)過總結、分析后建立強度準則和本構關系，應用于實際工程具有足夠的準確度。環(huán)境的濕度影響混凝土內(nèi)水分的遷移速度和數(shù)量、含水量分布、收縮變形和內(nèi)應力狀態(tài)，以及微裂縫的出現(xiàn)。在此期間, 混凝土周圍的環(huán)境條件既影響水泥水化作用的程度(即混凝土的成熟度)，又與混凝土材科發(fā)生多種物
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