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试论高流态混凝土的主要性能与应用前景

来源:233网校论文中心[ 2011-11-24 10:42:00 ]阅读:1编辑:studa110711

   【摘 要】 通过研究分析高流态混凝土的技术性能及经济性能,总结出大规模应用高流态混凝土可有效降低污染物排放、提高构筑物耐久性能,降低建筑使用周期内的综合成本,并提出高流态混凝土在不同领域的应用前景。
  【关键词】 高流态;自密实;补偿收缩;性能;前景
  混凝土是人类最早使用的复合型材料之一,早在远古时期,人类便使用以粘土、石灰、石膏、火山灰等为胶凝材料,以碎石、贝壳等为骨料,以稻草、灌木等为抗拉材料的原始混凝土。1824年,英国利兹城的泥水匠阿斯普丁(J.Aspdin)发明了波特兰水泥,从而宣告了现代混凝土的诞生。用波特兰水泥配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性,而且原料易得,造价较低,特别是能耗较低,因此,现代工程广泛使用混凝土作为结构材料。随着混凝土应用的推广,一些混凝土自身性能的不足也逐渐体现出来,如耐久性差、振捣密实困难、生产效率低下、环保性能差等。针对上述问题工程界提出了高流态混凝土(High-Flowing Concrete)的概念。高流态混凝土,顾名思义就是指具有高流动性能的混凝土。高流态混凝土流动性好,混凝土拌合物依靠自重不需要振捣即可充满模型和包裹钢筋,具有良好的施工性能和充填性能,而且骨料不离析,混凝土硬化后具有良好的力学性能和耐久性能。
  1高流态混凝土相较于普通混凝土的主要性能及特点
  1.1高流态混凝土的自密实性能。自密实混凝土(self-compacting concrete即SCC)是高流态混凝土的重要分支,根据其特性,自密实混凝土可以定义为[1]:混凝土在浇筑过程中不经外力振捣,仅靠重力即可通过钢筋间隙,密实填充模板的每一个角落,形成均匀密实的结构,且在浇筑过程中不泌水、骨料不离析。现代混凝土自诞生以来已经发展到第四代——高性能混凝土(HPC),高流态自密实混凝土是第四代混凝土的一个重要的组成部分和发展方向。高流态自密实混凝土在施工中表现出优良的工作性能,混凝土在浇筑过程中无需振捣而完全依靠重力作用自由流淌并充分填充模板内的空间,混凝土硬化后,由于其密实填充的特点,因此较普通混凝土拥有更好的力学性能和耐久性能。自密实混凝土目前主要用于钢筋密集、无法振捣的施工部位,保证混凝土在不利施工条件下也能密实浇筑。
  1.2高流态混凝土的泵送性能好。随着建筑行业的发展,混凝土的强度等级愈来愈高,建筑物的高度也愈来愈高。相应的,高强度商品混凝土的泵送高度、长度也越来越大。普通混凝土随着强度的增加,水胶比相应减小,混凝土的流动性能随之降低,无法满足高层泵送要求。而经过配合比设计,加入高效泵送剂后配置而成的高流态高强混凝土可以长时间保持流动性,可有效提高高强混凝土的泵送高度和泵送距离,且混凝土凝结后的强度不受影响。如芝加哥Water Tower Place高262米,从地下室到25层的柱子均采用了强度C70以上的高流态泵送混凝土;现今的世界最高建筑——阿联酋迪拜塔,混凝土(C60)的泵送高度达到了惊人611米;在法国的Le Refrain供水隧道(见图)的建设过程中,混凝土的水平泵送距离达到了2015米,混凝土从泵送入口到出口的时间达到了近2个小时。
  图法国LeRefrain供水隧道
  1.3高流态混凝土单位成本节约。高流态混凝土的经济性能可以从以下几个方面体现:首先,高流态混凝土的应用减少了施工中人员、机械的投入。其次,高强度高流态混凝土的应用,缩减了结构物截面积,实际上增大了建筑的使用面积;另外高流态混凝土的工程应用提高了结构物的耐久性、减少了今后可能的加固修复费用。我们以1m3C30混凝土的浇筑成本为例,应用普通混凝土和应用高流态自密实混凝土浇筑成本计算见表。从表中可以看出,由于材料费用和人工费用的增加,同强度下高流态混凝土的浇筑成本已经低于普通混凝土的浇筑成本。 转贴于 233网校论文中心 http://www.studa.net

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