高性能混凝土的發(fā)展與應(yīng)用論文-在線瀏覽
2025-08-14 16:43本頁(yè)面
【正文】 雖然HPC本身的價(jià)格偏高，但是其優(yōu)異的性能使其具有了良好的經(jīng)濟(jì)性。4 高性能混凝土的發(fā)展 綠色高性能混凝土水泥混凝土是當(dāng)代最大宗的人造材料，對(duì)資源、能源的消耗和對(duì)環(huán)境的破壞十分巨大，與可持續(xù)發(fā)展的要求背道而馳。綠色高性能混凝土節(jié)約更多的資源和能源，對(duì)環(huán)境的破壞減小到最低限度，使混凝土結(jié)構(gòu)工程健康發(fā)展。 智能混凝土智能混凝土是在混凝土原有的組分基礎(chǔ)上復(fù)合智能型組分，使混凝土材料具有自感知、自適應(yīng)、自修復(fù)特性的多功能材料，對(duì)環(huán)境變化具有感知和控制的功能。（三）高性能混凝土發(fā)展和應(yīng)用中所面臨的問(wèn)題在高性能混凝土的應(yīng)用過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，在高性能混凝土的原材料方面，我國(guó)水泥質(zhì)量不穩(wěn)定，離散性大；在骨料方面，粗骨料質(zhì)量低劣，含泥量大，級(jí)配較差，細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)不合要求；在外加劑和外摻料的選擇上，尚缺乏充分的適用性的研究。同時(shí)，在高性能混凝土的研究方面，現(xiàn)在的研究以實(shí)驗(yàn)室研究為主，但是實(shí)驗(yàn)室的情況與實(shí)際工況相差較大，這不利于今后高性能混凝土的推廣應(yīng)用。細(xì)集料宜選用質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈、級(jí)配良好的天然中、粗河砂,其質(zhì)量要求應(yīng)符合普通混凝土用砂石標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。配制C50～,對(duì)于C80～。高性能混凝土必須選用強(qiáng)度高、吸水率低、級(jí)配良好的粗集料。由于高性能混凝土要求強(qiáng)度較高,就必須使粗集料具有足夠高的強(qiáng)度,一般粗集料強(qiáng)度應(yīng)為混凝土強(qiáng)度的115倍～210倍或控制壓碎指標(biāo)值＞10﹪。另外,粗集料還應(yīng)注意集料的粒型、級(jí)配和巖石種類(lèi),一般采取連續(xù)級(jí)配,其中尤以級(jí)配良好、表面粗糙的石灰?guī)r碎石為最好。更重要的是,加入活性細(xì)摻合料改善了混凝土中水泥石與骨料的界面結(jié)構(gòu),使混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性與耐久性均得到提高。在高性能混凝土中常用的活性細(xì)摻合料有硅粉(SF)、磨細(xì)礦渣粉(BFS)、粉煤灰(FA)、天然沸石粉(NZ)等。配制高性能混凝土的粉煤灰宜用含碳量低、細(xì)度低、需水量低的優(yōu)質(zhì)粉煤灰。硅粉是電爐法生產(chǎn)硅鐵合金所排放的煙道灰,SiO2含量大于90﹪,平均粒徑約011μm,比表面積20000㎡/kg,借助大劑量高效減水劑和強(qiáng)力攪拌作用,可以填充到水泥或其他摻合料的間隙中去,并且具有很高的活性,在各種摻合料中對(duì)混凝土的增強(qiáng)作用最為顯著,是國(guó)際上制備超高強(qiáng)混凝土最通用的超細(xì)活性摻合料。由于高性能混凝土具有較高的強(qiáng)度,且一般混凝土拌合物的坍落度較大(15～20㎝左右),在低水膠比(一般＜)一般的情況下,要使混凝土具有較大的坍落度,就必須使用高效減水劑,且其減水率宜在20﹪以上。此外,由于高性能混凝土水膠比低,水泥顆粒間距小,能進(jìn)人溶液的離子數(shù)量也少,因此減水劑對(duì)水泥的適應(yīng)性表現(xiàn)更為敏感。大量的實(shí)踐證明:摻用粉煤灰的混凝土,其長(zhǎng)期性能可得到大幅度的改善,對(duì)延長(zhǎng)構(gòu)筑物的使用壽命有重要意義。②對(duì)水泥顆粒起物理分散作用,使其分布得更均勻。④粉煤灰延緩了水化速度,減小混凝土因水化熱引起的溫升,對(duì)防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫十分有利。值得注意的是,粉煤灰的水泥取代率對(duì)強(qiáng)度影響顯著,較好的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度的水泥取代率應(yīng)小于10%。(2)硅粉(Silica Fume,簡(jiǎn)寫(xiě)SF)又稱(chēng)硅灰,是從生產(chǎn)硅鐵或硅鋼等合金所排放的煙氣中收集到的顆粒極細(xì)的煙塵。在混凝土中摻加少量硅粉或以硅粉取代部分水泥,結(jié)合應(yīng)用減水劑,可使混凝土各方面的物理力學(xué)性能都得到顯著提高,硅粉的適宜摻量為水泥用量的5﹪～10﹪。②提高了混凝土的強(qiáng)度,增大了彈性模量和混凝土的干縮。另外,在配制硅粉混凝土?xí)r必須注意:①由于硅粉的需水量比水泥大,在配制硅粉混凝土?xí)r,一般要摻加減水劑。同時(shí),根據(jù)減水劑性能及需求的減水需求來(lái)選擇合適的摻量。③硅粉混凝土的干縮一般比普通混凝土大,配制高性能混凝土?xí)r應(yīng)采取補(bǔ)償收縮的措施,如摻加粉煤灰等。由于客專(zhuān)隧道的襯砌和仰拱設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30或C35，一般來(lái)說(shuō)，為滿(mǎn)足電通量要求和水膠比限值要求，混凝土的強(qiáng)度一般都是超強(qiáng)的。鐵路客運(yùn)專(zhuān)線大力提倡使用粉煤灰、礦渣粉等礦物摻和料，與普通硅酸鹽水泥一起作為膠凝材料。國(guó)內(nèi)外的大量研究表明，粉煤灰的摻量在20%以上時(shí)，改善混凝土耐久性的效果較佳，更有研究資料表明，粉煤灰的最大摻量可達(dá)到50%左右。含氣量的要求也是客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土與普通混凝土的重要區(qū)別之一。實(shí)際上，混凝土中適量的引氣，不僅能改善抗凍性，同時(shí)可顯著減輕混凝土的泌水性，使水在拌合物中的懸浮狀態(tài)更加穩(wěn)定，從而提高混凝土材料的均勻性和穩(wěn)
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