鐵路隧道防滲混凝土設(shè)計研究-閱讀頁
2025-07-07 19:49本頁面
【正文】 于粗骨科和硬化水泥漿間的線膨脹系數(shù)的差別，即使兩者的溫度變化相同，也因為變形的不一致、又相互約束而產(chǎn)生不均勻的三維應(yīng)力場。K)，因為水化熱、環(huán)境溫度變化或事故(火)升溫等因素影響, 將使混凝土表層和內(nèi)部形成較大的溫度差，內(nèi)部的微觀溫度應(yīng)力(應(yīng)變)場更為復(fù)雜、變化大。至于混凝土內(nèi)存在的各種氣孔和縫隙，其尖端附近的局部應(yīng)力集中區(qū)，微觀的應(yīng)力變化大且應(yīng)力值高，而進入塑性階段(可參考斷裂力學(xué)理論)。 變形的多元組成 混凝土承受的應(yīng)力作用或環(huán)境條件的變化都將發(fā)生相應(yīng)的變形, 它們主要由三部分組成： 粗細骨料的彈性變形——占混凝土體積中絕大部分的砂石，本身的強度和彈性模量均高出混凝土的很多，在達到混凝土的最大應(yīng)力(極限強度)時其變形一般仍在彈性范圍以內(nèi)，即變形與應(yīng)力值成正比，卸載后變形可全部恢復(fù)，不留殘余應(yīng)變。在應(yīng)力作用下，除了即時發(fā)生的變形外，還將隨時間的延續(xù)而發(fā)生緩慢、但逐漸收斂的粘性流動，使混凝土的變形不斷增長，從而構(gòu)成塑性變形?；炷脸惺艿膽?yīng)力越大．則塑性變形和殘余變形增加越多. 微裂縫的形成和擴展——拉應(yīng)力作用下，在應(yīng)力的垂直方向形成微裂縫，并迅速擴展，使拉應(yīng)變大大增加。在峰值應(yīng)力后，雖然混凝土的應(yīng)力減小，但變形將繼續(xù)增大。 對于不同的材料和組成的混凝土，在不同的應(yīng)力階段，這三部分變形所占的比例有很大變化。 在卸載過程中，骨料的彈性變形可全部恢復(fù)，而水泥凝膠體的粘性流動變形出現(xiàn)應(yīng)變恢復(fù)滯后現(xiàn)象。此外，當混凝土剛開始承受應(yīng)力時，骨料和水泥砂漿共同協(xié)調(diào)/分擔應(yīng)力和變形。 應(yīng)力狀態(tài)和途徑對力學(xué)性能的影響 混凝土單獨受拉強度和受壓強度的比值約為1；10，相應(yīng)的峰值應(yīng)變比值約為1：20，兩者的破壞機理和形態(tài)差別顯著。這種基本拉壓狀態(tài)下力學(xué)性能的巨大差別，使得混凝土在多軸應(yīng)力狀態(tài)下的強度、變形和破壞特征等隨主應(yīng)力的拉、壓和應(yīng)力比值的不同，而在很大幅度內(nèi)變化。 時間和環(huán)境條件對力學(xué)性能的影響 水泥與水產(chǎn)生的水化作用，從水泥顆粒的表層往內(nèi)部慢慢深入發(fā)展，混凝土逐漸成熟，這一過程將持續(xù)數(shù)十年而不終止。 隨著混凝土齡期的增長，水泥凝膠體的粘結(jié)強度不斷增強、流動性不斷減弱，因而提高了混凝土的強度和彈性模量值。 周圍環(huán)境的溫度變化使混凝土內(nèi)部形成不均勻溫度場，因而影響水泥的水化作用速度，產(chǎn)生溫度變形和內(nèi)應(yīng)力，甚至出現(xiàn)裂縫。這些都將使混凝土的強度和變形發(fā)生相應(yīng)的變化。 混凝土材料特點，決定了其力學(xué)性能的復(fù)雜、多變和離散，再加上混凝土原材料的性質(zhì)和配合比的差別, 更造成從微觀的定量理論分析來研究混凝土力學(xué)性能的困難。 3．6 聚合物改性水泥混凝土的基本情況 將聚臺物乳液摻入新伴混凝土中，可使混凝土的性能得到明顯的改善，這類材料稱之為聚合物改性水泥混凝土。 聚合物乳液改性水泥材料的第—項專利在1924年發(fā)表于Lefebure，從此，使用各種聚合物乳液改性砂漿和混凝土的研究及研制在很多國家積極地進行著。 國內(nèi)外用于水泥混凝土改性劑的聚合物品種繁多，基本上分為三種類型，即聚合物乳液、水溶性聚合物和液體樹脂。聚合物應(yīng)是粉狀的或水分散體的形式，在分散相中，固體聚合物的顆粒應(yīng)該是分散的、均勻的和穩(wěn)定的，為此要采用合適的乳化劑和穩(wěn)定劑(保護膠體)。70年代以后廣泛采用丁苯膠乳、氯丁膠乳、丙烯酸酯共聚乳液等。 聚合物乳液做水泥材料改性劑時，可以部分地取代或全部取代拌合水。聚合物膠乳有如下幾個方面的特性： (1)作為減水塑化刑，在保持砂漿和易性良好、收縮較小的情況下．可以降低水灰比； (2)可以提高砂漿與老混凝土的粘結(jié)能力； (3)提高修補砂漿對水、二氧化碳和油類物質(zhì)的抗?jié)B能力, 而且還能增強對一些化學(xué)物質(zhì)侵蝕的抵抗能力； (4)在一定程度上，可以用作養(yǎng)護劑； (5)增加砂漿的抗彎、抗拉強度。 表2–2聚 合 物 的 種類 年代 1960年以前 1960～1970年 1970年以后 聚合物類別 第一代 第二代 第三代 PVA PVP PVCO SBR AC 添加劑 保護性膠體 保護性膠體 保護性膠體（或）乳化膠 乳化膠 表中：PVA—聚醋酸乙烯酯；PVP—聚丙酸乙烯酯；PVCO—丙酸乙酯氯乙烯共聚物；SBR—丁二烯–苯乙烯共聚物；AC—苯乙烯–丙烯酸共聚物。 制備聚合物分散體系應(yīng)盡量注意以下問題： (1)對水泥的水化和膠結(jié)性能無不良影響i (2)在水泥的堿性介質(zhì)中不被水解或破壞； (3)對鋼筋無銹蝕作用。 為使聚合物乳液具有對水泥水化產(chǎn)物中大量多價金屬離于的化學(xué)穩(wěn)定性及對攪拌時產(chǎn)生的剪切力的機械穩(wěn)定性，滿足施工和易性的要求，需要加入穩(wěn)定劑、消泡劑等輔助材料，有的生產(chǎn)廠家巳將輔助材料預(yù)先加到乳液產(chǎn)品中。所閱讀文獻的相當一部分知識，是要在實際應(yīng)用中才能充分體會和掌握的，因此，在閱讀的基礎(chǔ)上，尤其要堅持深入現(xiàn)場，敏于思考，慣于學(xué)習(xí)，才能繼續(xù)消化和鞏固所讀到的知識。 專業(yè)整理分享
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