耐久性混凝土分析

   【摘要】環(huán)球網(wǎng)校提醒：2017年電氣工程師考試已進(jìn)入備考階段。根據(jù)學(xué)員對備考難點(diǎn)的反饋，同時(shí)為進(jìn)一步加深大家對備考知識點(diǎn)的了解，環(huán)球網(wǎng)校老師為大家整理了“耐久性混凝土分析”，希望對大家有所幫助。

　　重點(diǎn)推薦：2017年電氣工程師考試報(bào)名

　　耐久性混凝土分析

　　耐久性混凝土分析

　　近年來，國內(nèi)外許多老師學(xué)者提出生態(tài)環(huán)保混凝土理念，并認(rèn)為這是混凝土材料發(fā)展的方向，而發(fā)展應(yīng)用各種摻合料配制高性能混凝土(HPC)帶來的經(jīng)濟(jì)和社會意義，以及技術(shù)性的保證，已為廣大科研人員認(rèn)同。尤其耐久性混凝土在客運(yùn)專線中滿足100年以上的生命需求的概念，在實(shí)際使用中，不斷被社會認(rèn)可和強(qiáng)化。

　　高性能混凝土(HPC)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種良好施工性能、力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性能、耐久性能、經(jīng)濟(jì)性能為基本特征的預(yù)拌復(fù)摻混凝土。由HPC理念的出現(xiàn)，使人們進(jìn)一步認(rèn)識各類摻合料的“火山灰質(zhì)效應(yīng)”、“微集料效應(yīng)”、“顆粒形態(tài)效應(yīng)”對混凝土的影響作用。尤其作為脆性材料的混凝土，抗裂效果是HPC重要衡量指標(biāo)，因此“復(fù)摻”的概念在混凝土的配制技術(shù)中被廣泛運(yùn)用。

　　本文以合寧城際鐵路項(xiàng)目Ⅲ標(biāo)工程為對象，對耐久性混凝土部分技術(shù)進(jìn)行研究論述。我們局在合寧城際鐵路項(xiàng)目中標(biāo)金額為7.18億人民幣，其中襄滁河特大橋和萬壽河特大橋、永寧河特大橋，結(jié)構(gòu)混凝土約337413立方米，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，均需采用耐久性砼設(shè)計(jì)及施工工藝，混凝土強(qiáng)度等級均需滿足高于C30要求。針對混凝土澆筑設(shè)計(jì)要求，基礎(chǔ)部分區(qū)域要考慮防止水化熱形成溫度裂縫，又要考慮大面積混凝土澆灌時(shí)，收縮裂縫的產(chǎn)生;同時(shí)由于設(shè)計(jì)事實(shí)，造成混凝土基礎(chǔ)塊體自身約束條件存在變截面變化，以及防腐蝕的要求。而我們以前從來沒有接觸過耐久性混凝土，因此，我們在混凝土施工前3個(gè)月內(nèi)進(jìn)行詳細(xì)試驗(yàn)研究。

　　一、混凝土配合比設(shè)計(jì)原則及材料檢驗(yàn)

　　(一)設(shè)計(jì)原則

　　1.試驗(yàn)混凝土采用假定表現(xiàn)密度法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，并以體積復(fù)核為準(zhǔn)，混凝土設(shè)計(jì)表現(xiàn)密度為2450kg/m3。

　　2.混凝土電通量(C30)56天齡期，測試應(yīng)低于1500Q。

　　3.混凝土單方總堿含量應(yīng)低于3000g。

　　4.要求混凝土生產(chǎn)完畢后75分鐘內(nèi)施工性能良好，混凝土坍落度要求80～160mm，并有相對較好的流動度，有利于混凝土在較密集的鋼筋網(wǎng)格中密實(shí)。(流動度達(dá)45×25cm)

　　5.運(yùn)輸澆筑過程要求坍落度損失：2h內(nèi)，25～34℃條件下，損失不大與30mm。

　　6.混凝土采用泵送施工工藝，應(yīng)具有良好的泵送性能，不離析，抗?jié)B等級P8。

　　7.混凝土成型后，不因混凝土收縮或局部水化熱影響出現(xiàn)而形成的貫通性破壞裂縫。

　　8.混凝土成型、放腐蝕能力達(dá)Ⅲ級以上。

　　9.現(xiàn)場新鮮混凝土溫度≤32℃。

　　(二)材料試驗(yàn)

　　1.水泥。中國海螺水泥股份集團(tuán)公司生產(chǎn)的P.O42.5(普通硅酸鹽水泥)。

　　2.粉煤灰。華能南京電廠生產(chǎn)的工級粉煤灰(該灰曾用于三峽工程)。

　　3.礦渣粉：采用磨細(xì)礦渣粉S95。

　　4.實(shí)驗(yàn)方法依據(jù)。本研究檢驗(yàn)方法主要依據(jù)：混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程(GBJ119)、普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法(GBJ81)、普通混凝土長期性能試驗(yàn)方法(GBJ82)以及水泥水化熱試驗(yàn)方法(GB2022)。本試驗(yàn)過程中：礦粉、粉煤灰、UC-IA均采用內(nèi)摻法進(jìn)行試驗(yàn)，按等量替代水泥來計(jì)算。

　　二、設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

　　(一)混凝土配合比設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)時(shí)采用內(nèi)摻法通過改變FA和礦粉S95的摻量等量取代水泥，保持混凝土膠凝材料總量不變，并保證初始140～160mm;設(shè)計(jì)采用了8類32組試塊，系統(tǒng)測試了各組變化對混凝土的影響，最后，結(jié)合經(jīng)濟(jì)成本與技術(shù)可行性，優(yōu)化使用了合適的配合比。

　　根據(jù)C30-0與C30-1比較：UC-V1有良好施工性能。采用UC-V1能顯著提高混凝土坍落度(摻量9%)，能把原坍落度6mm激增至165mm以上;對混凝土早期強(qiáng)度的提高(增強(qiáng)效果)較明顯;混凝土沾聚性能顯著增加，有利于鋼筋與混凝土的粘結(jié)握裹。如采用V1配置同等級強(qiáng)度混凝土，與基準(zhǔn)混凝土相比，能有效節(jié)省水泥用量達(dá)20%以上，同時(shí)V1有良好的取代水泥性能，不影響混凝土強(qiáng)度。

　　(二)粉煤灰的摻加分析

　　1.C30-1與C30-2比較：由于我們采用的I級粉煤灰，其組份是磨細(xì)的球形顆粒，在混合的膠凝材料中，能起到有效疏散水泥膠材顆粒的粘結(jié)，起到膠材之間的“滾球”作用，從而能使混凝土流動度增加。同時(shí)由于C30-2配方中，粉煤灰等量取代PO42.5水泥，由于粉煤灰容重較小，取代后，膠凝材砂漿體積也將隨之加大，充分的漿體保證了拌合的流動性。

　　2.由于粉煤灰早期活動性相對較低，水化熱釋放也相應(yīng)延緩，因此，摻加粉煤灰后C30-2坍落度損失相對較小。

　　3.C30-7與C30-2號較比較，粉煤灰的摻量大幅增加，混凝土的坍落度卻減損，而且C30-7混凝土顯示出一定的粘滯性，流動度不好。原因分析認(rèn)為：粉煤灰顆粒呈球狀表面帶孔結(jié)構(gòu)，其表面濕潤需一定水分，由于現(xiàn)試配的混凝土水膠比相對較低，用水量相對較小，加入了過量的粉煤灰后，由于現(xiàn)水分可能不足以濕潤粉煤灰的顆粒表面，從而形成混凝土干澀、工作性不佳的現(xiàn)象。也就是說混凝土配制摻加粉煤灰時(shí)，其摻量大小應(yīng)考慮混凝土的用水量能否能確保粉煤灰顆粒表面充分濕潤后，它才能體現(xiàn)出良好的工作性能。

　　因此，對粉煤灰合適的摻量在混凝土設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)化選擇，建議用量15%～30%，根據(jù)分析：合適的粉煤灰摻量，有一定的減水作用，并能有效促使混凝土強(qiáng)度的發(fā)揮，有利于高強(qiáng)度等級混凝土的配制;如過量摻加粉煤灰，會影響高等級混凝土的現(xiàn)場施工工作性能，并對其強(qiáng)度產(chǎn)生減損。對于為滿足泵送性能的低強(qiáng)度等級混凝土，作者認(rèn)為粉煤灰宜采用“超摻”，而對于高強(qiáng)度等級、高流動性的混凝土，建議合適等量取代，不宜“超摻”。

　　(三)礦渣粉摻加分析

　　C30-3與C30-1、C30-8比較：磨細(xì)礦渣粉的摻入，混凝土的流動度得到相應(yīng)的增加，凝結(jié)時(shí)間大幅推遲，也就是水泥水化熱釋放相對得到延緩?；炷脸跏剂鲃有院土鲃有越?jīng)時(shí)變化(損失率)較小。我們知道：磨細(xì)礦粉顆粒屬多角形，但由于它與水泥顆粒之間或礦渣顆粒之間接觸點(diǎn)面積較小，而且礦渣粉顆粒的斥水作用，因此，用礦粉替代部分水泥時(shí)，就改善了漿體的流動性，減少漿體流動性損失，而且摻入礦渣粉，隨著摻量增加，其初始流動性也能增加，與FA摻量加大性狀相反。

　　(四)耐久性分析

　　該混凝土具有非常好的抗?jié)B性能，說明混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)，孔隙結(jié)構(gòu)合理。分析認(rèn)為：其抗?jié)B性最大的貢獻(xiàn)是具有微膨脹性能的UC-V1，次之是礦渣粉的摻加。

　　(五)強(qiáng)度分析

　　1.C45-3與C45-2對比分析認(rèn)為：粉煤灰摻加，能有效提高7天的強(qiáng)度，對28天、60天強(qiáng)度增加的貢獻(xiàn)要次于礦渣粉。

　　2.C45-3與C45-1對比分析認(rèn)為：礦粉的摻入，混凝土流動性得到相應(yīng)增加，凝結(jié)時(shí)間也大幅推遲，早期強(qiáng)度也出現(xiàn)減損，但由于礦渣粉良好的活性，它對混凝土28天、60天的強(qiáng)度有較明顯的提高作用。

　　3.C45-4與C45-1、C45-2、C45-3，比較分析認(rèn)為：摻加15ú+20%S95對混凝土早期強(qiáng)度雖有一定減損，但減損幅度不大、能滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。復(fù)摻效果FA與S95性能相互互補(bǔ)，有利混凝土強(qiáng)度的發(fā)展。

　　三、結(jié)語

　　采用南京地區(qū)的材料，能配制出適合常規(guī)工藝生產(chǎn)的復(fù)摻(粉煤灰、細(xì)礦渣粉、UC-V1)高性能混凝土(既了解按此設(shè)計(jì)的混凝土已在揚(yáng)子巴斯夫一體化合資項(xiàng)目中成功運(yùn)用)。由于UC-V1的膨脹效果，復(fù)摻FA、S95的混凝土含氣量<2%，有著密實(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其抗?jié)B等級大于P20，與鋼筋粘結(jié)力強(qiáng)，并無銹蝕作用，抗酸蝕性、抗碳化能力、抗凍能力顯著提高，也就是說其耐久性良好。在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理選擇粉煤灰、礦渣粉、UC-V1摻量，合理的設(shè)計(jì)，摻加粉煤灰、礦渣粉，有利于充分利用自然和社會資源，變廢為寶，創(chuàng)造再生產(chǎn)價(jià)值，保護(hù)環(huán)境等方面，有著積極的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義。

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　　重點(diǎn)推薦：2017年電氣工程師考試報(bào)名

　　注冊電氣工程師基礎(chǔ)考試分為專業(yè)基礎(chǔ)和公共基礎(chǔ)，分2個(gè)半天進(jìn)行，各為4小時(shí)，一般上午為統(tǒng)一試卷，下午為分專業(yè)試卷(發(fā)輸變電專業(yè)和供配電專業(yè)試卷相同率在95%以上，有些題目側(cè)重點(diǎn)不同)。

　　專業(yè)考試分專業(yè)知識和專業(yè)案例兩部分內(nèi)容，每部分內(nèi)容均分2個(gè)半天進(jìn)行，每個(gè)半天均為3小時(shí)。參加基礎(chǔ)考試或?qū)I(yè)考試的考生應(yīng)分別在當(dāng)次考試內(nèi)通過全部應(yīng)試科目。專業(yè)考試均分為2天，第一天為專業(yè)知識考試，成績上、下午合并計(jì)分;第二天為專業(yè)案例考試，成績上、下午合并計(jì)分?？荚嚂r(shí)間每天上、下午各3小時(shí)。專業(yè)考試為非滾動管理考試，考生應(yīng)在一個(gè)考試年度內(nèi)通過全部考試。第一天為客觀題，上、下午各70道題，其中單選題40題，每題分值為1分，多選題30題，每題分值為2分，試卷滿分200分;第二天為案例題，上午25道必答題，下午25道必答題(對于有選擇作答的25道必答題，如考生在答題卡和試卷上作答超過25道題，按題目序號從小到大的順序?qū)ψ鞔鸬那?5道題評分，其他作答題無效)，每題分值為2分，試卷滿分100分。

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