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高铁混凝土研究必要性论文

发布时间:2024-07-07 16:20:00

高铁混凝土研究必要性论文

高速铁路混凝土常见问题及对策论文

摘要: 混凝土工程质量尤为重要,从设计、施工到运营管理都必须严格控制混凝土施工质量,确保质量零缺陷。但由于施工现场诸多不可预见因素,导致混凝土在施工过程中出现许多质量问题,混凝土施工中出现的质量问题有共性的,还有由于结构特殊性而存在的个性问题。如何在现场及时有效地解决这些问题,对混凝土工程技术人员来讲至关重要。

关键词: 铁路;混凝土;含气量;隧道

混凝土工程在铁路工程中占有很大比重,由于铁路建设标准高、技术要求高、质量目标高,因此,混凝土工程质量尤为重要,从设计、施工到运营管理都应充分重视,特别施工过程中必须严格控制混凝土施工质量,确保质量零缺陷。但由于施工现场诸多不可预见因素,导致混凝土在施工过程中出现许多质量问题,如何在现场及时有效地解决这些问题,对混凝土工程技术人员来讲至关重要。

1共性质量问题及对策

混凝土离析、泌水

铁路混凝土离析、泌水比较常见,其直接后果是混凝土可泵性差,难以振捣密实,对混凝土外观及实体质量影响较大。

混凝土离析、泌水的原因有以下几方面:

(1)水泥、粉煤灰、矿粉等胶凝材料及减水剂、防腐剂等外加剂质量波动较大,导致胶凝材料与外加剂的适应性变差。

(2)粗、细骨料粒形变差,特别是针片状颗粒增多,细骨料细度模数增大10%以上,混凝土问题更加明显。

(3)粗、细骨料含水率变化大,没有按要求正确换算施工配合比,混凝土单方用水量偏大。

(4)混凝土净搅拌时间不足90s-120s,搅拌机拌合叶片上残余混凝土没有及时清理,导致混凝土搅拌不均匀,减水剂性能没有充分发挥。搅拌设备计量偏差大,没有按施工配合比生产混凝土。

(5)混凝土运输中没有转动运输罐,有二次加水现象。

预防及处理措施:

(1)严格控制原材料进场质量,不合要求的原材料禁止进场使用。重点了解掌握粉煤灰、减水剂等原材料的质量特性,含品质指标、质量波动情况。对质量波动大的除按要求做好品质质量检测外,还应每批对减水剂与胶凝材料相互进行适应性验证检测,对适应性差的不应生产混凝土,最好对减水剂予以调整或退换胶凝材料。

(2)对由于骨料原因引起的混凝土离析、泌水的,可通过增加砂率,调整粗骨料各级比例,增加胶凝材料用量等方法解决。实践证明砂率增加3%,粗骨料比例调整,胶凝材料总量在耐久性要求的允许范围内增加对混凝土结构实体强度、耐久性及长期性影响较小。

(3)对粗、细骨料均化处理,避免含水率变化过大。并勤测含水率,及时调整施工配合比。保持混凝土施工用水量与理论配合比相差不宜超过5kg/m3。

(4)定期检查、维护、保养搅拌设备,严格执行混凝土生产管理程序。

(5)加强混凝土运输过程管控,运输车中积水应倾倒干净,不得二次加水。

混凝土坍落度、含气量损失大

混凝土坍落度、含气量损失大也是非常棘手的`问题,如果处理不当,混凝土将无法正常浇注施工,硬化混凝土质量也无法保证。混凝土坍落度、含气量损失大的原因如下:

(1)原材料中粉煤灰吸附性强、水泥C3A含量高、减水剂(含引气剂)保坍保气性能差,粗、细骨料含泥量高。

(2)胶凝材料、骨料温度高,环境温度高,使混凝土中水分蒸发加大加快,从而导致混凝土坍落度、含气量损失大。

(3)施工组织不当,混凝土运输及浇注等待时间过长也是导致混凝土坍落度、含气量损失大的重要原因之一。

预防及处理措施:

(1)避免使用磨细粉煤灰及高C3A含量水泥,减水剂保坍保气性能应满足工程需求,粗、细骨料含泥量应符合标准要求。当胶凝材料、骨料性能难以改变时,应匹配合适的减水剂。并根据原材料性能、混凝土运距、浇注方式、环境气候条件等设计适宜的混凝土配合比,室内配合比设计相关试验指标必须符合设计要求。

(2)高温季节做好胶凝材料储备,避免使用高温胶凝材料,对粗、细骨料洒水降温处理,使用低温地下水,错开高温时段施工。

(3)强化施工组织,混凝土拌合站与浇注现场应加强沟通协调,杜绝混凝土运输及等待浇注时间过长。

(4)未雨绸缪,混凝土在搅拌站拌合生产时,根据实际情况(运距、气温、浇注时长等)将混凝土坍落度较设计增大5%-10%,可通过增加减水剂掺量解决。

(5)一旦混凝土出现坍落度、含气量损失过大,无法满足浇注施工,而废弃处理成本损失又较大时,可采取如下处理措施:①在现场混凝土入泵口(泵送设备搅拌锅中)采用雾化装置均匀加入减水剂,严禁加水。②将混凝土运回搅拌站,按照理论配合比相同的掺合料掺量、水胶比二次加入混凝土车中剩余混凝土浆体总量3%-5%的浆体,加入浆体的同时应高速搅拌罐车直至混凝土均匀。如还不能满足要求,再加入减水剂。③对二次处理后的混凝土浇注部位,应做好详细记录,并增加检查试件数量,及时对混凝土实体质量进行验证。

实践证明,混凝土二次处理中,增加5%的胶凝材料浆体和的减水剂掺量对混凝土实体质量影响较小。

混凝土含气量不符合要求

因结构耐久性要求,《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010对混凝土含气量做了明确的规定,见表1。

在施工现场混凝土含气量不符合要求的也屡见不鲜,但大多数人都没有引起足够重视,更谈不上如何去应对处理。实际上含气量是混凝土拌合物性能中重要指标之一,其对混凝土的浇注、力学、耐久及长期性影响较大,如处理不当会留下质量隐患。

混凝土含气量不符合要求的原因分析如下:

(1)粉煤灰质量波动大,玻璃珠颗粒数量及形态变化都可导致含气量的变化。水泥质量波动大,引气剂质量差,减水剂与胶凝材料适应性差。

(2)粗、细骨料含泥量、粉尘含量高,颗粒级配变化大。

(3)混凝土拌合物坍落度控制不严,与设计范围值偏差过大。

预防及处理措施:

(1)对重要结构如梁体、轨道板等混凝土正式生产前,应采用现场原材料进行试拌,实测混凝土拌合物的含气量及经时损失,不符合要求的应调整外加剂组分。

(2)随时关注粗、细骨料含泥量、粉尘含量及级配变化情况,对变化幅度大的应及时调整混凝土配合比,如增减减水剂掺量等。

(3)严格按设计要求控制混凝土坍落度。

(4)实践证明,实际施工中混凝土含气量低于最低限值1%,梁体、轨道板混凝土含气量在对施工浇注及工程质量影响较小。

混凝土粘稠、内聚力大

混凝土粘稠、内聚力大在施工现场也较常见,其直观症状可通过坍落度试验表征出来,即混凝土铲装困难,坍落度桶提起后混凝土流动缓慢,20s-30s才能静止(正常状态混凝土5s-10s后静止即可量测坍落度及扩展度),并且混凝土可塑性差,呈粘底状。此类混凝土虽然拌合物性能指标符合要求,但其可泵性较差,容易堵管,不易振捣,对工程质量及进度影响较大。

混凝土粘稠、内聚力大的原因有以下几点:

(1)粗、细骨料含泥量、粉尘含量大,使用磨细粉煤灰,减水剂与胶凝材料适应性差。

(2)胶凝材料用量大,砂率大,水胶比低。

(3)混凝土含气量低,坍落度低。

预防及处理措施:

(1)严格控制粗、细骨料含泥量及粉尘含量,尽量不使用磨细粉煤灰,减水剂与胶凝材料应匹配使用。

(2)在满足混凝土性能的基础上,尽量降低胶凝材料用量和水泥用量。混凝土砂率应合理,避免盲目选用低水胶比。

(3)在允许范围内通过调整减水剂来增加混凝土含气量及坍落度,以减轻混凝土粘稠、内聚力大的症状。

(4)调整粗、细骨料的级配比例,降低粒形差颗粒含量。

2个性质量问题及对策

由于结构部位的特殊性,如按常规来控制生产混凝土,其工程实体质量不一定满足要求。下面对隧道初支、二衬拱顶混凝土予以总结。

隧道初支混凝土

现今隧道初支湿喷工艺已普遍推广应用,但其回弹量大、早期强度(特别是1天强度)低、功效低一直困扰着我们,导致很多单位继续使用干喷工艺。分析其原因有以下几方面:

(1)液体速凝剂与减水剂适应性差,混凝土凝结时间长。

(2)混凝土坍落度较大,大部分160mm以上。二次加水现象较多。

(3)配合比设计不当,混凝土细料偏少。

(4)速凝剂用量不准确,风管风压不合适等。

(5)操作工人技术水平不高,喷射角度、距离、顺序把握不当。

预防及处理措施:

(1)避免使用缓凝型减水剂,速凝剂应与减水剂相容性良好。

(2)严格控制混凝土坍落度不宜超过160mm,不得现场二次加水。

(3)设计合理的配合比,混凝土细料(小于5mm颗粒)质量不少于材料总量的55%—60%。添加增强增韧复合型掺合料。

(4)确保喷浆设备正常工作,速凝剂计量、风管风压等满足要求。

(5)使用熟练操作工人并及时总结改进。

隧道二衬拱顶混凝土

对已建和在建铁路隧道二衬无损检测质量统计发现,有近30%隧道二衬拱顶出现混凝土不密实、脱空等质量缺陷,给隧道缺陷整治和交验带来了不少麻烦。究其原因,有施工工艺方面,也有混凝土质量方面的。对于混凝土质量方面的有以下几点:

(1)在拱顶混凝土灌注过程中,盲目加大混凝土坍落度,导致混凝土匀质性变差,浆体流失,混凝土收缩变形大。

(2)坍落度偏小,无法满足“冲顶”及混凝土自密实的需求。

(3)“冲顶”时混凝土供应不连续,间隔时间长,没有一气呵成。

(4)混凝土泵车压力不足,泵送困难。

预防及处理措施:

(1)在二衬“冲顶”时,宜适当调整混凝土施工配合比,增加1%-2%砂率,必要时增加3%-5%的胶凝材料,增加坍落度10mm-20mm,使混凝土匀质性及自密实性能良好。

(2)搅拌站混凝土生产供应应连续,避免“冲顶”时出现断料现象。

(3)确保混凝土泵车等设备正常工作。

路基边坡防护骨架混凝土

路基边坡防护骨架混凝土施工质量控制一直是个薄弱环节,有不少混凝土存在裂纹、蜂窝麻面、不密实甚至空洞等质量缺陷。原因有两方面,一是管理及施工人员思想意识上没有引起重视,没有把边坡防护当作主体工程来施工。二是施工工艺存在一些问题。关于施工工艺方面的有以下问题:

(1)混凝土坍落度偏大,导致混凝土在振动力的作用下易溜坍,不易定型。

(2)没有分层浇注或层厚偏大。

(3)模板安装质量不符合要求,接缝不严实。

(4)基底处理不到位,混凝土由于基底不密实而产生沉降裂纹。

预防及处理措施:

(1)提高管理及施工人员的质量意识,要形成铁路工程没有主体与附属之分的理念。

(2)严格控制混凝土拌合物质量,坍落度不宜大于140mm,初凝时间不宜大于4h。

(3)混凝土层厚不宜大于15cm,由下至上分层循环浇注。

(4)确保模板安装质量满足要求,接缝应严实。

(5)处理好基底,不得有虚碴层,保证其密实。

3结语

混凝土质量问题特别是拌合物性能问题,一直是施工现场需要面对和及时解决的。而影响混凝土拌合物性能的因素很多,也很复杂,有原材料、配合比方面的,也有施工工艺控制和试验检测及施工技术管理方面的,广大工程技术人员应不断学习总结,努力提高现场解决问题和保证工程质量的能力。

浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文

在日常学习和工作中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我为大家收集的浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文,希望对大家有所帮助。

摘要 :

新建筑工程的建设和旧建筑工程的拆除都会产生大量的建筑垃圾,既造成环境污染又浪费大量资源,如何处理日益增多的建筑废弃垃圾,减轻对环境的污染,已成为各个国家必须面对的重要课题.通过分析再生混凝土的物理、力学性能、耐久性能、剪切性能以及抗震性能,探讨了再生混凝土的应用前景。

关键词 :再生混凝土;性能指标;建筑垃圾;应用前景

引言

目前我国正处于大兴土木的建设时期,土木建筑的快速发展带动了国民经济,也成为了消耗资源和产生垃圾最多的行业.为了有效减少环境污染破环,减少废弃混凝土的数量,做到可持续协调发展,目前解决该问题的方法只有再生利用,于是跟再生混凝土有关的一些技术和研究也快速发展起来。

再生骨料或再生混凝土骨料[1-2]是指将废弃混凝土块破碎、分级,并按一定的级配混合后形成的骨料,而利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土,称为再生骨料混凝土,简称再生混凝土.再生混凝土是建筑材料的循环再利用,是与生态环境发展相协调的重要一部分,也 符合国家的可持续发展战略.本文主要讨论再生混凝土基本性能,探讨再生混凝土应用工程的发展前景。

1、再生混凝土研究现状

国外研究现状国外对于再生混凝土的研究比较早,可以追溯到二次世界大战期间,连年的战争破坏了大量的建筑物,同时也产生了大量的废弃物,因此许多欧洲国家均不同程度地面临着如何处理废弃物的问题[2].20世纪50年代,苏联和德国为了处理大量废弃混凝土同时为城市重建提供新的原材料,相继开展了再生混凝土技术的研究工作.1977年日本政府制定了JIS TR A 0006《再生骨料和再生混凝土使用规范》;1991年日本政府又制定了《资源重新利用促进法》,规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾,必须送往“再生资源化设施”进行处理。

对于废弃物再利用,美国政府也制定了《超基金法》,规定:“任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾倒.”这个规定给再生混凝土的发展提供了操作依据和法律保障.

国内研究现状

我国对再生混凝土的研究工作起步相对较晚,目前还停留在实验室研究阶段,不过政府对再生混凝土研究工作相当重视,相继投入了不少的资金,也取得了一些成果.同济大学对再生混凝土技术进行了大量的研究工作[2-3],包括再生混凝土的强度和工作性能、废弃混凝土破碎及再生工艺研究、再生混凝土耐久性研究、再生混凝土梁柱试验研究、再生混凝土框架节点试验研究、再生混凝土框架结构抗震性能的研究等.2007年同济大学编写了地方标准《再生混凝土应用技术规程》(DG/TJ 08-2018-2007),为再生混凝土的应用提供了技术指导。

另外,中科院、东南大学、浙江大学和北京工业大学等相关科研单位也对再生混凝土开展了大量的研究工作,并开发了相关的再生混凝土技术。

2、再生混凝土性能特点

物理力学性能东南大学陈亮等对再生骨料混凝土技术开发与研究的最新进展进行了综述与对比分析[3],分析结果表明再生混凝土的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本一致.从破坏形态来看,再生混凝土的破坏基本上始自粗骨料和水泥凝胶体面的黏结破坏,再生混凝土的长期抗压强度发展规律与普通混凝土有所差异.分析还指出,全部采用废混凝土作骨料的再生混凝土与相同配合比的普通碎石混凝土相比,抗压强度降低9%,抗拉强度降低7%,抗压弹性模量降低28%,抗拉弹性模量降低34%,说明再生混凝土脆性降低,韧性增加.而全部采用废弃混凝土作骨料的再生混凝土较相同配合比的普通混凝土极限拉应变增大28%,拉伸弹模降低34%,抗压强度比有所增加,说明再生混凝土的抗裂性能较好。

中国科学院武汉岩土力学研究所骆行文等通过一系列试验,分析研究了不同再生混凝土取代率对静力力学性能的影响,研究了再生混凝土声波传播特征参数随再生混凝土轴向压缩变形的变化规律[4].指出随着再生混凝土取代率的增加,再生混凝土的应力峰值在减小,再生混凝土的弹性模量和变形模量也在降低.分析还表明再生混凝土声波传播速度随着再生混凝土的轴向压缩变形先增大后减小,在再生混凝土轴向压缩过程中,超声波在再生混凝土中波幅先增大后减小。

同济大学肖建庄通过不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的单轴受压应力应变全曲线试验,分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力应变全曲线形状和再生混凝土抗压强度、弹性模量、峰值及极限应变的影响[5].研究表明,再生混凝土的应力应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点的应力和应变值有所区别;再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通泥凝土;再生混凝土的峰值应变大于普通混凝土;再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土.分析还指出再生混凝土应力应变全曲线的上升段和下降段可以分别用3次多项式和有理分式分别进行拟合。

浙江大学徐亦东等采用优质矿物掺合料和高效减水剂成功配制出C40—C60高性能再生混凝土,并采用电液伺服压力试验机对高性能再生混凝土进行单轴受压试验,测得其应力应变曲线并进行理论分析,总结出了再生混凝土单轴受压应力应变全曲线的数学表达式,与试验结果吻合较好[6-7]。

西班牙加泰罗尼亚理工大学等设计4种不同的再生混凝土粗集料取代率,通过4种混凝土的搭配比例来得到相同的抗压强度,分析了再生混凝土的力学性能[8].试验中,回收集料处于吸水状态,但不饱和,以控制新拌混凝土的性能、有效水灰比和更低的强度偏差.结果表明采用中低抗压强度的集料生产再生混凝土,其必要性已被证实归结于水泥的用量,测定了再生混凝土相对较低的弹性模量,此结果验证了几位学者提出的数学模型的有效性。

葡萄牙里斯本理工大学等通过不同的养护条件分析了再生混凝土的物理力学性能,分析了再生混凝土的抗压强度、劈裂强度、弹性模量和磨耗值,分析结果表明影响再生混凝土物理力学的养护条件大体上跟普通混凝土一致[9]。

意大利马尔凯理工大学Valeria Corinaldesi等采用取代率为30%的再生集料配制再生混凝土,分析了梁柱结合处再生混凝土在周期荷载下适用于结构的可行性[10].当取代率为30%时,再生混凝土与普通混凝土有几乎相同的抗压强度,然而,再生混凝土的抗拉强度、劈裂强度和弹性模量比普通混凝土偏低.基于周期荷载试验结果,通过参数裂缝类型、分布能、延展性和设计值来评价梁柱结点处的性能,结果显示,利用再生混凝土浇筑的结点具备充足的结构性能。

耐久性能

武汉大学刘数华、饶美娟对再生混凝土的变形性能主要包括弹性行为、干缩与徐变、温度变形性能,再生混凝土的耐久性包括渗透性、抗冻耐久性和抗化学侵蚀性能[11].对再生混凝土的变形性能和耐久性能进行深入分析,结果表明,再生骨料对再生混凝土变形性能和耐久性能虽有不同影响,但亦可满足于工程应用。

湖南省高速公路管理局龚先兵和长沙理工大学刘朝晖、李九苏对道路再生骨料混凝土的耐久性进行系统试验研究,包括抗硫酸盐侵蚀试验、抗冻性试验和干缩性试验,结果表明,再生骨料混凝土的耐久性能能够满足道路工程的需要[12]。

浙江大学徐亦冬,沈建生根据再生骨料的特性并结合当今的研究热点“高性能混凝土”技术,使再生混凝土向高性能化的方向发展[13].研究表明,尽管再生骨料属于低品质骨料,但通过将粉煤灰、矿渣及硅灰等矿物掺合料应用于再生混凝土中,充分利用粉体的优化组合以及界面强化效应,可使再生混凝上具有良好的工作性及较高的强度等级。

安徽水利水电学院的魏应乐对再生混凝士的抗渗性、抗冻融性、抗碳化、氯离子渗透性、硫酸盐侵蚀、耐磨性进行了分析,并提出了减小水灰比、掺加粉煤灰、采用二次搅拌工艺、减小再生骨料最大粒径、采用半饱和面于状态等改善再生混凝土耐久性的措施[14].研究结果表明,再生混凝土的抗渗性、抗冻融行、抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子渗透性和耐磨性均较普通混凝土弱。

美国威斯康星大学麦迪逊分校等在中干试验环境下,对引气型再生混凝土和非引气型再生混凝土进行自由状态下冻融耐久性试验[15],结果表明,直接冻融坚固性试验为判断再生混凝土集料的坚固性提供了更为实际的试验条件,硫酸盐坚固性试验不能预测再生混凝土集料的冻融难易程度。

英国诺桑比亚大学Alan Richardson等基于质量损失和极限抗压强度2个指标,采用对比试验,对再生混凝土的冻融耐久性试验进行研究[16],结果表明,再生混凝土与普通混凝土几乎有着相似的耐久性,原因归结于在分批前对再生集料仔细的选择和处理.耐久性是材料的一个重要指标,再生集料需要被大量的测试以便用于工业生产,本文表明了未来应用的可能性。

抗剪性能

广西大学黄莹、邓志恒等通过对四点受力等高变宽梁进行剪切试验,探讨水灰比相同的条件下,再生骨料取代率对再生混凝土剪切性能的.影响[17].研究表明,再生混凝土剪切破坏形态和普通混凝土相似,但其抗剪强度和变形能力均低于普通混凝土.在对再生混凝土抗剪强度、剪切变形和剪切模量分析的基础上,绘制了再生混凝土的剪应力应变曲线,建议了剪应力应变曲线方程和剪切模量的计算公式。

广东省建筑科学研究院黄健和同济大学建筑工程系肖建庄、雷斌对影响再生混凝土梁抗剪承载力的各因素作了定性分析,得出再生混凝土梁抗剪机理,包括剪跨比、混凝土强度及配箍率在内的诸多因素对再生混凝土梁抗剪承载力的影响趋势与普通混凝土梁基本一致的结论[18].同时指出增大荷载分项系数可明显提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标,但在配箍率较小时,荷载分项系数提高至时再生混凝土梁抗剪可靠度也不能满足可靠度要求.增大再生混凝士抗压强度平均值,使其标准值达到与普通混凝土相同的水平,再生混凝土梁的抗剪可靠度均可满足规范要求,这是提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标的最佳途径。

西安建筑科技大学刘丰、白国良等试验采用等高变宽梁,考虑混凝土强度等级和再生骨料取代率,研究了再生混凝土梁的抗剪强度和变形及其发展规律[19],得出了再生混凝土梁抗剪极限承载力与取代率没有直接关系的结论,同时还得出再生混凝土梁的切应力主应变曲线接近直线,试验所得抗剪强度相对普通混凝土较低的结论。

郑州大学的张雷顺通过13根再生混凝土梁与普通混凝土梁的对比试验,对再生粗骨料取代抗震性能同济大学建筑工程系的肖建庄、朱晓晖完成了3种不同再生粗骨料取代率再生混凝土框架边节点在恒定竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究[23],指出再生混凝土节点的破坏过程与普通混凝土相类似,虽然再生混凝土节点的抗震性能略低于普通混凝土,但再生混凝土节点的延性等抗震性能仍满足相应抗震设防要求,说明再生混凝土可用于有抗震设防要求的框架节点中。

同济大学结构工程研究所的孙跃东等通过对3榀1∶2比例框架模型在不同的竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能的对比试验,研究了再生混凝土框架在低周反复荷载作用下以及不同轴向力作用下对再生混凝土框架抗震性能的影响[24].结果表明,再生混凝土框架,在不同轴力和低周反复荷载作用下,其受力特性、破坏形态和破坏机制没有明显的差别,破坏机构均表现为明显的“强柱弱梁”类型;再生混凝土框架具有较好的抗震性能,结构进入弹塑性阶段后,框架的滞回曲线均比较丰满,表明框架都具有良好的耗能能力;框架的位移延性系数为~,表明框架延性良好,再生混凝土框架的位移延性小于普通混凝土框架,随着轴向荷载的增加,框架的延性降低。

北京工业大学建筑工程学院的张建伟、曹万林等进行了7个剪跨比为的中高剪力墙低周反复荷载试验研究[25],在试验的基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特性、耗能及破坏特征.研究表明,再生细骨料掺量的增加,使再生混凝土中高剪力 墙的抗震性能有所降低以及随着配筋率的提高,其承载力、延性、耗能能力有所提高.同时指出轴压比的提高,使再生混凝土剪力墙的承载力提高,弹塑性变形能力降低。

北京工业大学的尹海鹏等进行了1根普通混凝土柱和3根不同取代率的再生混凝土柱模型的低周反复荷载试验研究[26],模型按1/2缩尺.试验结果表明,随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度明显下降、承载力呈下降趋势、耗能值下降,抗震能力呈下降趋势,并指出再生混凝土柱可用于多层结构轴压比较小的柱的抗震设计。

3、存在问题及应用前景

存在问题最近几年再生混凝土研究工作取得了一些成就,不过,鉴于再生骨料自身的局限性和目前我国对再生混凝土利用的实际情况,还存在一些障碍和不足,主要表现在以下几个方面。

(1)目前合适的处理废弃混凝土的设备与相关技术较少,对废弃混凝土再生利用的认识还不到位.

(2)废弃混凝土来源广泛且非常复杂,如何合理分级处理是需要解决的关键问题。

(3)相应的标准规范太少,实际操作时比较困难,目前还难以大面积推广。

应用前景

再生骨料混凝土与普通混凝土相比,虽然在物理力学性能等指标上稍有逊色,但毋庸置疑的是,再生混凝土具有广阔的应用前景.具体应用时,可根据结构所处的部位进行选择性替代[27-28].对于主要的承重结构,再生粗骨料取代率可以适当减少,设定限值或容许范围.对于一般结构工程,例如人行道板、桥梁护栏、防护砌块和其它附属结构,取代率可根据情况适当增大。

摘要:

为了有效减轻不断增加的废弃混凝土带来的环保压力,减少资源浪费,建议对废弃混凝土回收处理成再生骨料,部分或全部代替天然骨料来配置再生混凝土,使废弃混凝土变成土木工程领域的绿色资源。文章从再生骨料生产工艺、性能,再生混凝土物理性能、力学性能及其耐久性等方面介绍了再生混凝土技术在国内外的研究进展,主要从材料、结构、力学性能,耐久性方面分析了再生混凝土的基本特性及其研究存在的问题,指出了需进一步深入研究的方向,为再生混凝土技术在科研与工程应用中提供参考意见。

关键词:

再生混凝土;再生骨料;力学性能;耐久性

1、再生混凝土简介及其研究的必要性

再生混凝土(Recycled Concrete),是指将废弃混凝土块经裂解、破碎、清洗与筛分后,制成混凝土骨料,部分或全部代替天然骨料配制而成新混凝土。它是再生骨料混凝土(Recycled Aggregate Concrete,RAC)的简称。

近年来,我国建筑垃圾逐年上升,建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%~40%,其中主要是废弃混凝土,这些垃圾严重影响了城市生活环境,造成了很大的环境污染。目前国内处理这些废弃混凝土的方法有两种:一、运往郊外堆存。这会成为新的垃圾源,显然不可取;二、作为回填材料简单地使用。这会浪费资源,不符合我国建设资源节约型社会要求。据估计,2008年发生的汶川特大地震,产生的建筑垃圾约3亿吨,地震所造成的建筑垃圾量远远超过中国每年建筑施工所产生的建筑垃圾的总和,地震所造成的建筑垃圾量十分庞大,如何对其进行资源化利用,是摆在我们面前的一个新的课题,也是一个挑战。再生混凝土技术是一个很好的解决方法,通过对废弃混凝土的再加工来恢复其原有性能,形成新的建材产品,从而既能对有限的资源进行再利用,又解决了部分环保问题。这既是发展绿色混凝土,实现建筑资源环境可持续发展的重要途径,也是建设资源节约型、环境友好型社会的具体体现。

2、再生骨料的生产工艺及性能

再生骨料的生产工艺

对废弃混凝土进行充分再利用的前提是要保证再生骨料生产工艺是经济可行的。再生骨料的生产需要解决一系列问题,包括对废弃混凝土块或钢筋混凝土块的回收、破碎与筛分等。简单的混凝土破碎及筛分工艺如图1所示。

再生骨料的性能

经过破碎处理的废弃混凝土,生产出的再生骨料含有30%左右的硬化水泥砂浆,这些水泥砂浆大多独立成块,只有少量附着在天然骨料的表面,导致了再生骨料密度小,吸水率高,粘结能力弱的特点。一般地,再生骨料棱角较多,表面比较粗糙。对废弃混凝土块进行再生破坏过程中,由于积累了损伤,会使再生骨料内部产生大量的微裂纹。研究表明,同天然骨料相比,再生骨料孔隙率较高,密度较小,吸水性增强和骨料强度较低。

3、再生混凝土物理性能及力学性能

再生混凝土物理性能

由于再生骨料的表观密度比天然骨料小,因此再生混凝土的密度比普通混凝土低。随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土的密度有规律地减小,如果再生混凝土全部采用再生骨料,则其密度比普通混凝土相比,降低了 。再生混凝土有自重低的特点,这能降低结构自重,提高构件的抗震性能。同时,由于再生骨料孔隙较高,使得再生混凝土具有良好的保温性能。

再生混凝土的强度

再生混凝土的强度与基体混凝土(相对于再生混凝土而言,用来生产再生骨料的原始混凝土称为基体混凝土)的强度、再生骨料破碎工艺、再生骨料的替代率以及再生混凝土的配合比等密切相关。由于基体混凝土的强度等级、使用环境各不相同,裂解、破碎的'工艺及质量控制措施的差异,导致再生混凝土强度变化的规律性不明显,不同的研究者所得的结论也有所差异。Hansen的试验结果表明,随着基体混凝土强度的降低,再生混凝土的强度也下降。一般情况下,再生骨料混凝土的抗压强度基体混凝土或相同配比的普通混凝土的抗压强度更低,降低范围为0%-30%,平均降低15%。邢振贤等全部采用废弃混凝土再生骨料制作出再生混凝土,指出再生混凝土的抗弯强度约为基准混凝土强度的75%-90% 。和配合比相同的基准混凝土相比,抗压强度降低了9%,抗拉强度降低了7%。

应该注意的是,再生骨料表面包裹着水泥砂浆,使再生骨料与新的水泥砂浆之间弹性模量基本一样,界面结合可能得到一定的加强。以此同时,再生骨料表面的大量微裂缝会吸入新的水泥颗粒,使得接触区的水化更加完全,最终形成致密的界面结构。由于界面结合得到加强,一定程度的补偿了因再生骨料强度较低而导致的再生混凝土性能的劣化。

再生混凝土的弹性模量

由于再生骨料中有大量的老旧砂浆附着于原骨料颗粒上,导致再生混凝土的弹性模量通常较低,一般约为基体混凝土的70%-80%。再生混凝土弹性模量低,变形大,因此它的抗震性能和抵抗动荷载的能力较强。水灰比对再生混凝土的弹性模量影响较大,当水灰比由降低到时,再生混凝土的抗压弹性模量增加。

再生混凝土的干缩与徐变

再生混凝土的干缩量和徐变量比普通的混凝土增加了40%-80%。再生骨料的品质、基体混凝土的性能以及再生混凝土的配合比决定了干缩率的增大数值。Yamato等人研究表明,当天然骨料与再生骨料共同使用时,再生混凝土的干缩率会增加;水灰比增加时,再生混凝土的干缩率也会增加。

4、再生混凝土的耐久性

再生混凝土的抗渗性

与混凝土渗透性有关因素主要分为两类。

(1)混凝土拌和料的组分、拌和物配合比以及工艺参数,即拌和料的制备、成型和养护等;

(2)混凝土随时间而发生的变化,即在外部环境、结构应力、流体性能和渗透条件等因素作用下,混凝土内部发生的物理和化学变化。

由于再生骨料的孔隙率较大,因此再生混凝土的抗渗性比普通混凝土低。但是往再生混凝土里掺加粉煤灰之后,由于粉煤灰能使再生骨料的毛细孔道细化,因而很大地改善了再生混凝土的抗渗性。

再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性

再生混凝土的孔隙率及渗透性较高,它的抗硫酸盐侵蚀性比普通的混凝土差。同样的,往里面掺加粉煤灰,能够减少硫酸盐的渗透,使其抗硫酸盐侵蚀性有较大改善。

再生混凝土的抗裂性

与普通混凝土相比,再生混凝土极限伸长率增加了。再生混凝土弹性模量较低,拉压比较高,因此再生混凝土抗裂性比基体混凝土更好。

再生混凝土的抗冻融性

再生混凝土的抗冻融性比普通混凝土差。Yamato等人研究表明,再生骨料与天然骨料共同使用时或者减小水灰比可提高再生混凝土的抗冻融性。

5、结语

通过对再生混凝土的研究,我们得出以下结论与建议,希望能够引起行业或者有关部门的重视。

第一,再生混凝土技术可以从根本上解决废弃混凝土的出路问题,既能减轻废弃混凝土对环境的污染,又能节省天然骨料资源,具有显著的社会、经济和环境效益,是发展绿色混凝土的主要途径之一,符合我国可持续发展战略的要求。

第二,在工程应用研究中,不单要对如何提高再生混凝土的强度进行研究,而且还要对其耐久性如抗渗性、抗裂性等加强研究,来逐步提高再生混凝土的性能。

第三,同普通混凝土相比,再生混凝土的配合比设计和施工工艺均有许多不同之处,应区别对待。

第四,对再生混凝土进行合理设计,基本上能够达到普通混凝土的性能要求。为了更好地推广应用再生混凝土技术,我们还需要对其结构性能(抗弯,抗剪,抗冲切及抗震等)和设计方法多加强研究。

第五,再生混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及施工工艺等方面有重大差异,按照现行普通混凝土的标准、规程等显然是有许多不足之处的;另一方面,国内的水泥、骨料与国外使用的水泥、骨料在成分和性能上差别也较大,因而更不能直接使用国外的相关标准。因此,建议结合再生骨料分级情况,尽早制定出适合国内情祝的再生混凝土的有关标准和规程。

第六,通过对再生混凝土的经济性进行综合研究,在我国广泛推广应用再生混凝土,同样需要xx积极的产业政策扶持和国家的法律法规保障。

参考文献

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引言高速铁路既是指通过改造原有线路(直线化、轨距标准化),使营运速率达到每小时200公里以上,或者专门修建新的“高速新线”,使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。高速铁路除了在列车在营运达到速度一定标准外,车辆、路轨、操作都需要配合提升。国内外高铁现状以及高铁特点简介1964年,日本建成世界上第一条高速铁路——东海道新干线,并以时速210km/h投入商业运营。由于修建高速铁路可以带来巨大的社会经济效益,高速铁路的辉煌业绩深受世人瞩目,法国也及时发展了独具特色的可能是目前唯一没有任何盈利色彩而享誉世界的法国产品TGA高速技术,并在1981年率先建成西欧第一条高速铁路。从此TGV一直牢牢占据高速轮轨的速度桂冠,目前的纪录是2007年创下的 公里/小时。欧洲有关部门做出的长远规划是到2015年,全欧高铁铁路总长达到3万公里,其中新建段9100公里,约占30%。 紧接日法之后,德国、意大利、西班牙等都相继修建了高速铁路。并且德国研制独自的ICE(Intercity-Express)机车,美国研制了具有美国特色的Acela。从1972年以后,又相继出现了磁悬浮和摆式列车,而其中的摆式列车由于其性价比较高,有可能是一种在大规模成熟铁路网基础上完成提速的高速铁路技术。 我国的高速铁路研发及建设均起步较晚,但是我国高速铁路建设近几年的发展速度有目共睹,从2008年8月1日我国第一条具有完全自主知识产权的高速铁路——京津城际铁路开通运营,到之后的武广高速铁路、郑西铁路等高速铁路的开工建设及投入运营,我国高铁建设一直得到国家大力的政策支持与资金投入。特别是在过去两年,我国多项高铁建设项目开工并建成投产,宁波~台州~温州、温州~福州、福州~厦门等客运专线相继建成通车,特别是世界上里程最长、时速350公里、全长公里的武广高速铁路开通运营,成为中国高速铁路的又一里程碑。 高速铁路在不长的时期内之所以能取得如此的发展势头,根本原因是基于轮轨系的高速技术充分发挥了既先进又实用的特点,特别是在中长距离的交通中的独特优势。实践表明,高速铁路已是当代科学技术进步与经济发展的象征。高速铁路虽然源于传统铁路,但借助于多项高新技术已全面突破常规铁路的概念,已形成一种能与既有路网兼容的新型交通系统。同时高铁还具有一些其他列车无法比拟的优点:(1)输送能力大:目前各国的高速铁路几乎都能满足最小行车间隔4分钟及其以下(日本可达3分钟)的要求。(2)速度快:法国、日本、德国、西班牙和意大利高速列车的最高运行时速分别达到了300公里、300公里、280公里、270公里和250公里。如果作进一步改善,运行时速可以达到350~400公里。(3)安全性好:高速铁路由于在全封闭环境中自动化运行,又有一系列完善的安全保障系统,所以其安全程度是任何交通工具无法比拟的。(4)受气候变化影响小,正确率高:高速铁路全部采用自动化控制,可以全天候运营,除非发生地震。由于高速铁路系统设备的可靠性和较高的运输组织水平,可以做到旅客列车极高的正点率。(5)方便快捷:高速铁路一般每4分钟发出一列车,日本在旅客高峰时每3分半钟发出一列客车,旅客基本上可以做到随到随走,不需要候车。(6)能源消耗低:如果以“人/公里”单位能耗来进行比较的话。高速铁路为1,则小轿车为5,大客车为2,飞机为7。(7)环境影响好(8)经济效益好:高速铁路投入运行以来,倍受旅客青睐,其经济效益也十分可观。日本东海道新干线开通后仅7年就收回了全部建设资金,自1985年以后,每年纯利润达2000亿日元。德国ICE城市间高速列车每年纯利润达亿马克。法国TGV年纯利润达亿法郎。实例分析 沪杭高速铁路布局及运营现状简介 沪杭城际高速铁路,连接上海与杭州,是中国“四纵四横”客运专线网络中沪昆客运专线的一个组成部分。该工程连接上海、杭州两大城市,由上海虹桥站引出,经松江南-----金山北-----嘉善南-----嘉兴南-----桐乡-----海宁西-----余杭南引入杭州东站,并通过联络线与上海站、杭州站相接,正线全长160公里,其中87%为桥梁工程,全线设车站9座。采用国产“和谐号”CRH380A新一代高速动车组列车,全程持续运营速度为350公里,最高运营时速为380公里。工程自2009年2月26日动工,2010年10月26日正式通车营运。 由于沪杭高铁采用的日本新干线道版运用一种新的轨道施工技术,轨枕本身是混凝土浇灌而成,路基不用碎石,铁轨、轨枕直接铺在混凝土路上。采用这种施工技术,列车在行驶中即使遇到弯道也不用减速。致使沪杭高铁运行最高时速达到公里,继续刷新世界铁路运营试验的最高时速。

中国高速铁路安全摘要:通过对影响铁路运输安全稳定的“三大因素”(设备、制度、人员)相互关系的探讨,提出消除影响运输安全的不稳定因素,奠定支撑运输安全坚实基础的要求措施。在施工组织过程中,加强整体协调运转,明确结合部的分工和责任,保证铁路运输安全的持续稳定。关键词:铁路运输;安全稳定;因素;设备;施工;影响、影响运输安全的“三大因素”维持铁路运输生产所必备的先进技术设备、完善的规章制度和高素质的运营人员是保证铁路运输安全稳定的“三大因素”。铁路运输企业的设备、制度和人员情况在其安全生产中起至关重要的作用。1)铁路设备对安全的影响。对行车设备的改造施工及故障处理,多数情况需停止信号联锁的使用,要在无联锁的情况下接发列车,操纵台无显示、信号停用、道岔失去联锁,从准备进路、交递凭证、引导接车到区间列车的掌握均由人工来完成,对接发列车安全影响较大。2000年全路发生的17起行车重大、大事故中,有7起(占41.2%)是在施工情况下发生的。设备临时故障是在作业人员无准备的情况下,信号及联锁设备发生变化,一般在水害、雷击、暴风雨雪等自然环境下及设备老化等时,易发生临时故障,对运输安全影响也较大。哈尔滨铁路局每年发生影响接发列车安全的设备故障约1200起。
(2)规章制度对安全的影响。规章制度有遗漏、不严密,与现场实际不符等均会影响运输安全。规章制度不完善的原因主要是:①深入现场实际不够,未能随设备的变化及时修改相应的作业程序及制度;②工务、电务部门不能及时提供相关技术资料,影响车务部门对《车站行车工作细则》的修订、补充和完善,以及有针对性地制定安全防范措施;③没有针对设备的临时变化,及时制定作业办法和安全措施,使作业过程缺乏安全保障。
(3)作业人员对安全的影响。①作业人员对规章制度的掌握或理解有误,影响作业安全;②作业人员不严格执行规章制度,简化作业过程,影响作业安全;③作业人员应变能力差,对突发事件处理不当,影响作业安全。1999年8月2日5:10,哈尔滨铁路局万乐站因3#道岔故障(1—3联动道岔光带和表示灯无显示),影响上行出站信号不能开放,使用路票发车,5:38 Y212次旅客列车进2道停车,值班员确认3#道岔是定位后,对故障的判定和处理不当,误认为1#道岔也是定位状态,5:40列车启动行至信号机前司机发现l#道岔是反位,停车构成未准备好进路发车的险性事故。
综上所述,在设备改造施工及临时故障等情况下,如果规章制度不完善,设备作业人员应变能力差,就会影响运输安全。因此,强化设备、制度、人员及其相互间的协调配合,是确保运输安全稳定的关键。2、强化“三大因素”的协调管理设备是基础、制度是保证、人员是关键,三者是相辅相承、紧密相联、互相制约的统一体;同时,三者只有在动态的变化中保持相对的协调和稳定,安全才有保证,忽视了三者的动态协调与统一,维持安全稳定的支撑就将倾斜。2.1强化施工管理,提高设备质量从运输安全的角度规范施工,施工单位应严格按施工方案给定的时间进行施工;实施施工、验收质量责任追究,避免低标准的重复施工,尽可能减少施工次数;接收部门要严格执行日常维修、检查制度,及时处理潜在的设备隐患,减少设备故障率。在设备发生意外故障后,能在最短时间(查标定时)内到达现场,进行抢修,及时恢复设备的正常使用。2.2跟踪设备变化,完善规章制度(1)制定符合现场实际的规章制度。随时掌握设备变化情况,以及现场设备的特点和性能,及时修订安全防范措施,修订有关规章制度。(2)完善施工与交接、培训制度。施工部门应有对车站技术管理人员(包括接收部门的工电维修部门)和作业人员进行培训的义务和责任,有跟踪、处理使用中发生意外问题的责任,限定最少跟踪时间;接收部门的维修人员要尽快掌握设备特点、性能和处理故障的能力。(3)严格培训上岗制度。(4)制定特殊情况下,接发列车作业标准。哈尔滨铁路局正在研究制定适合本局设备特点的《正常情况下接发列车作业标准》。2.3强化人员素质,执行作业标准(1)强化岗位相关知识的应知应会培训。制定各工种应知必会范围,定期学习、考核和举行技术比武,引进激励机制和岗位轮岗制度。(2)进行事故案例教育,增强安全第一的思想意识,强化作业人员对规章的理解。(3)强化停电、施工、设备临时故障等情况下《接发列车作业标准》的学习,经常进行非正常情况下接发列车和应急处理能力的实作演练,提高非正常情况下的应变处理能力。(4)施工中严格执行登记、消记制度,严格执行单一指挥的原则。把握好威胁运输安全的3个时候:施工开始的时候、施工完了进行调试的时候、设备临时故障的时候。(5)严格管理,造就一批训练有素,能严格执行规章制度、作业标准化的职工队伍。3消除不稳定因素,奠定坚实安全.“三戒”:一戒推诿扯皮。避免各部门的本位主义,相互扯皮、责任不明易产生安全漏洞;二戒信息梗塞。从提报施工方案到施工的全过程,各系统间、系统内部各业务科室间,以及各工种间要强化信息的沟通与联系,避免不了解情况的盲目作业;三戒各自为战。施工中要考虑各系统间的协调配合,互为提供方便条件。“五强”:①强化施工方案的提报和审批。施工部门提报的施工项目、内容、影响范围、施工时间要准确无误;运输部门对施工方案的编制要科学,避免施工中发生意外事件。②强化总工程师室在施工中的组织协调作用和权威性。③强化施工协调会的作用。所有与施工有关部门汇报的施工准备、配合事项要形成会议纪要,总工程师室负责督促检查落实,任一方未落实均不能施工。④强化车站对施工安全结合部的控制。根据车站设备特点,制定切实可行的安全保障措施。重点把握5个环节:影响范围、关键作业、关键岗位、作业程序、达到标准。⑤强化作业标准的执行。各系统要严格执行施工操作规程和作业标准。施工中严把“七关”:①把住施工协调关。涉及多部门、多单位的施工,对结合部要明确分工、落实责任。②把住请点关。严格落实施工不行车、行车不施工原则,能纳入“天窗”内的维修作业,一律在“天窗”内进行。③把住现场监控关。监控干部要重点检查安全措施的落实情况。④把住施工试验和列车放行关。施工接近尾声时,施工现场和人员易出现忙乱现象,不完全具备开通条件时,坚决不放行列车。⑤把住施工中行车设备运用和控制关。严禁超范围施工,施工方案中没有涉及的行车设备,一律不准动,特别是不准提前动行车设备进行施工准备。⑥把住非正常情况下接发列车作业关。严把施工中的“闭塞、进路、凭证”三关。⑦把住列车运行组织关。机务、车务部门要认真学习《施工方案》,按调度命令正确出示《运行揭示》,编制《施工明示图》;机车乘务员、运转车长要熟悉施工方案,认真抄录《运行揭示》。铁路是大联动机,须各工种协同作业。随着铁路新技术、新设备的大量采用,加强施工过程中设备、制度、人员之间的协调、配合,以及结合部的管理,必能达到自控、互控、他控,保证铁路运输安全的持续稳定。

高性能混凝土研究现状论文

绿色高性能混凝土建筑材料可持续发展的设想 多年来,关于混凝土材料的研究和对其发展方向的制定,过于偏重于使其达到某种或综合的优良性能这一基本原则上,而对其耐久性重视程度不够。90 年代初高性能混凝土概念提出后,促使人们加强了对混凝土材料的施工性和耐久性的研究,而绿色高性能混凝土则是将单纯的材料性能的获得与建筑材料的可持续发展综合考虑时的必然方向。1 绿色高性能混凝土 高性能混凝土应该具有下列某些或多项优良性能: (1) 优良的施工性:能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性,并尽量降低振动噪音和振实能耗; (2) 强度高:尽量减少肥梁胖柱,并要考虑到建筑的美学效果和结构挠度以及功能等方面的要求; (3)耐久性优良:如抗冻性、抗渗性、抗冲击性、抗水砂冲刷性等; (4) 具有某些特殊功能:如超早强、低脆性、高耐磨性、吸声、自呼吸性等。尽管在开发应用高性能混凝土的过程中,一般都要使用高性能外加剂和性能优良的掺合料,在一定程度上可以起到节约水泥从而节约资源和能源、保护环境的作用,但高性能混凝土的提出者及研究开发者都很少从环境保护、节约资源和能源的高度来认识这一问题,过分强调在任何工程中都使用高强混凝土,无凝是对宝贵而有限的地球资源和能源的浪费。 最早提出绿色高性能混凝土概念的是中国工程院院士吴中伟教授。简要地说,符合以下条件的高性能混凝土才真正能称得上是绿色高性能混凝土: (1) 所使用的水泥必须为绿色水泥,砂石料的开采应以十分有序且不过分破坏环境为前提; (2) 最大限量地节约水泥用量,从而减少水泥生产中的“副产品”———CO2 、SO2 和NOx 等气体,以保护环境; (3) 更多地掺加经加工处理的工农业废渣,如磨细矿渣、优质粉煤灰、硅灰和稻壳灰等作为活性掺合料,以节约水泥保护环境,并改善混凝土耐久性; (4) 大量应用以工业废液,尤其是黑色纸浆废液为原料改性制造的减水剂,以及在此基础上研制的其它复合外加剂,帮助其它工业消化处理难以处治的液体排放物; (5) 集中搅拌混凝土,消除现场搅拌混凝土所产生的废料、粉尘和废水,并加强对废料、废水的循环使用; (6) 发挥高性能混凝土的优势,通过提高强度,减小结构截面积或结构体积,减少混凝土用量,从而节约水泥和砂、石的用量;通过改善施工性能来减小浇筑密实能耗,降低噪音;通过大幅度提高混凝土耐久性,延长结构物的使用寿命,进一步节约维修和重建费用,减少对自然资源无节制的使用; (7) 对大量拆除废弃的混凝土进行循环利用,发展再生混凝土。2 绿色高性能混凝土的原材料 尽管绿色高性能混凝土是一种相对节能的建筑材料,但随着世界水泥年产量和混凝土浇筑量的不断增加,它对资源、能源和环境所产生的影响是非常惊人的。据估算,生产1t 水泥熟料所排放的CO2 约为1t ,同时还要排放SO2 、NOx 等有害气体,CO2 的大量排放直接导致“温室效应”,而SO2 、NOx 等气体的排放则会引起“酸雨”现象,由于收尘设施不佳,水泥生产还排放出大量粉尘,水泥厂一直被看作环境污染源;水泥工业也是耗煤、耗电大户,水泥的大量生产和应用还将导致地球矿产资源的匮乏和生态平衡的破坏。因此,混凝土能否长期作为最主要的建筑材料,不仅要求其具备在耐久性、施工性和强度等方面的高性能,而且最关键之处在于其绿色“含量”是否高。水泥虽然只占混凝土所有原材料质量的10 %~20 % ,但水泥工业生产中所消耗的能量是最多的,几乎占混凝土能耗的50 %~60 %;混凝土从原材料生产加工到浇筑成型的整个过程中,水泥工业是排放粉尘和有害气体的最大的污染源。 因而,发展绿色高性能混凝土的首要条件是生产和使用节能型、环境污染少的绿色水泥。“绿色”型水泥生产是将资源利用率和二次能源回收率均提高到最高水平,并能够循环利用其它工业的废渣和废料;技术装备上更强化了环境保护的技术和措施;产品除了全面实行质量管理体系外,还真正实行全面环境保护的保证体系;粉尘、废渣和废气等的排放几乎接近于零,真正做到不但自身实现零污染,无公害,又因循环利用其它工业的废料、废渣,而帮助其它工业进行三废消化,最大限度地改善环境。3 开发研制和应用绿色高性能混凝土尚需进行的工作 绿色高性能混凝土从原材料到具体工程应用涉及到的部门和环节很多。实现水泥生产“绿色化”一个环节是不够的,必须同时开展如下工作: 第一、要加强混凝土科研开发、标准制定、工程设计和施工人员等的环保节能意识,加大“绿色”概念的宣传力度,引起混凝土工程领域各环节的高度重视。 第二、工程设计人员应更新传统的混凝土设计方法,敢于在重大工程中掺用活性混合材料和加大掺量;施工人员要提高质量意识,严格施工,加大活性混合材掺量对混凝土各项性能所产生的益处已众所周知,但未被工程界充分重视。比如,对粉煤灰的应用问题,尽管科研工作者早就着手大掺量粉煤灰混凝土的研究,但目前即使在商品混凝土中粉煤灰的实际掺量一般也只有15 %左右,很少超过20 %。有人曾研究过粉煤灰替代率为35 %~50 %的低强度等级混凝土(14MPa)的性能,认为可大量用于道路的路基,大掺量粉煤灰混凝土,尤其适合于大体积混凝土工程和海工混凝土工程。再如针对混凝土材料的耐久性,人们并没有象所期望的那样加大活性混合材的用量,控制某些种类防冻剂和早强剂的掺量,或者重视低碱水泥的使用,以致范围广泛的混凝土工程碱集料破坏现象仍很严重。 第三,研究对工业废渣行之有效的加工方法、加工设备,以期充分利用其活性;在工业废渣利用方面,还要坚持贯彻优质优用的原则,即超细磨矿渣和优质粉煤灰主要用于配制高强度混凝土,而配制中低强度等级混凝土一般仍应采用普通细度矿渣或低等级粉煤灰。 第四,开发适合于掺活性混合材混凝土的高性能外加剂,以解决掺混合材对混凝土性能产生的某些负面效应,同时还可避免过分提倡混合材超细磨所引起的能耗问题。通过掺用合适的高效减水剂和引气剂,可配制出各种性能相当优异的混凝土。对于大掺量普通细度活性混合材的混凝土,通过掺加有效的激发剂,有望改善其早期强度,但应严格限制激发剂中C1 和SO2的含量,或禁止使用这类激发剂,以免引起钢筋锈蚀或碱集料反应。 第五,研究一种或多种活性混合材和外加剂与水泥矿物成分的超叠加效应,以便针对具体材料提出最佳设计方案。 第六,对纸浆黑色废液进行加工处理,开发以纸浆废液为主要原材料的各种外加剂,并扩大其使用范围,长期以来,黑色纸浆废液一直是导致我国长江、黄河流域以及其它河道水质严重污染的“元凶”。我国大约有9000 多家造纸厂,每年产生的黑色废液大约有30 亿~90 亿t ,绝大多数厂家都把未经处理的废液直接排放到江河中,造成的污染十分惊人———竟占我国所有化工污染的1/ 4 ! 尽管国家已对部分厂家实行了关停并转,但处理纸浆废液的任务仍刻不容缓。利用纸浆废液来制取混凝土减水剂不仅可以节省工业萘的消耗,降低成本,最重要的是可帮助造纸厂处理并循环利用废液,减少其对环境、工农业生产以及人身健康造成的巨大危害。 第七,研究和制定绿色高性能混凝土的质量控制方法、验收标准等,绿色高性能混凝土都要求掺加活性混合材,然而,除硅灰和稻壳灰等外,活性混合材对混凝土强度的贡献主要在后期。如果仍沿用普通混凝土质量控制方法和验收标准,即以28 d 抗压强度来衡量混凝土的质量,则不符合实际情况,势必要造成强度和材料的浪费,也影响绿色高性能混凝土生产者的积极性,使绿色高性能混凝土难以推广,这与混凝土“绿色化”的真正目的是背道而驰的。另外,绿色高性能混凝土要求混凝土具有较为优良的耐久性,但对混凝土质量评定的传统和现行的标准只考虑强度,而对耐久性指标一般不予考虑,希望新标准中增加耐久性指标。 第八,应针对当前城市改造过程中大量拆除旧结构物混凝土,研究出一整套破碎、分级技术,开发再生混凝土,用于浇筑强度要求相对较低的地坪、中低等级混凝土路面、路基等工程。

【正文快照】: 1 概述混凝土是当今应用量最大的建筑材料,我国每年生产水泥大约5亿t~6亿t,用于混凝土20亿t~30亿t,但是混凝土强度等级平均仍然不高(C20~C25),导致能源消耗量大,造成环境污染,而建筑物重量大,原材料用量多,运输量大,劳动力用量增多,增大了工程成本。另外一个重要问题是混凝土结构的耐久性不足,一般使用30年左右时间就出现严重的结构破坏问题,必须进行拆除或者维修加固,这样既造成了经济损失,又造成了不良的社会影响。为了克服混凝土的不足,混凝土需要向良好的工作性、高耐久性、高强度的高性能方向发展。

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自从20世纪80年代末美国和日本相继提出高性能混凝土的概念以来,对高性能混凝土仍无被各国普遍接受的确切定义,各个国家不同人群有不同的理解[4,12]。大多数承认单纯高强不一定耐久,而提出“高性能”则希望能既高强又耐久。1990年由美国国家标准与技术研究所(NIST)和混凝土协会(ACI)主办了第一届高性能混凝土的讨论会,定义高性能混凝土为:“靠传统的组份和普通的拌和、浇筑、养护的方法不可能制备出的具有所要求的各种性质和匀质性的混凝土。作为实例,这些性质可以包括:易于浇筑和振捣而不离析、增强的长期力学性质、高的早期强度、高韧度、体积稳定性和在严酷环境中的长寿命”[11]。1999年2月的“concrete international” 发表布了由美国ACI的技术活动委员会(TAC, Technical activities Committee)提出的作为ACI对高性能混凝土的定义:“高性能混凝土是符合特殊性能组合和匀质性要求的混凝土,采用传统的原材料和一般的拌和、浇筑与养护方法,未必总能生产出这种混凝土。”在此定义下面的注释为:“高能混凝土是某种特性适合于特殊工程应用和环境的一种混凝土。对于一定的工程应用可考虑的特性实例为:易于浇筑,振捣不离析,早强,长期力学性能,抗渗性、密实性,水化温升,韧性,体积稳定性,严酷环境下的较长寿命”。并指出,由于高性能混凝土许多特性是相关的,改变其中之一,通常造成其他一个或多个特性的改变;因此,对预定的工程,配制混凝土中必须要考虑的一些特性,必须在合同中逐条明确规定[12]。1999年ACI的定义是1990年讨论会定义的发展,强调混凝土的工程针对性以及匀质性。定义中没有提到如何达到高性能混凝土,因为有许多途径达到定义中的最终目的[12]。经过反思,结合ACI的定义,由本文上述分析,应当理解为,高性能混凝土不是一个混凝土的品种而是强调混凝土的“性能”(performance)或者质量、状态、水平。或者说是一种质量目标。对不同的工程,高性能混凝土有不同的强调重点(即“特殊性能组合”)。吴中伟说:“高性能”显然是针对过去不高或“中”、“低”的性能提出的。在不同时期,“高”和“低”的分界线是大不相同的。随着科技的飞速进步与要求的不断提高,今日的“高”必然会被新的“高”所代替而成为来日的“低”。用“高”、“低”来命名科技产品,尤其是命名象混凝土这样的大宗材料,是不科学的与难以持久的。现在“约定俗成”,待使用一段时期后,希望找到一个更科学、更合理的新名词[5]。这段话就是这个意思。如果还用“高性能”的名词的话,则应当认识,高性能混凝土是整个工程全部环节协调、配合共同得到的耐久的可持续发展的混凝土,不是只要有配合比就能生产的,而是由包括原材料控制、拌和物生产制备与整个施工过程来实现的。由于要求混凝土结构的耐久性,混凝土首先就必须是体积稳定的、匀质的;开裂了的当然就不能称之为“高性能”。可持续发展的含义则是最大限度地节省能源、资源、保护环境,并且,耐久性本身也包含可持续发展的意义——减少修补和拆除的建筑垃圾和重建的能源、资源消耗。可以断定,除了个别临时性结构,所有混凝土结构都应当符合这样的质量目标。因此,为了避免误导,针对各个不同工程特点和需要,对混凝土提出满足具体要求的性能和耐久性的设计,是否比笼统强调“高性能混凝土”的名词要更科学一些,更能促进我国混凝土技术广泛的进步。

高性能混凝土论文文献

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高性能混凝土毕业论文

关于工程监理企业向项目管理发展的几个问题的探讨我国推行工程监理制度仪有短短的十几年, 工程监理企业的服务能力和业务实力还有待提高, 监理制度的贯彻和落实还远远没有到位,其优越性还未能显现,业主、社会对监理作用的认识还不足, 工程监理实施的难度和障碍仍然较大。日前, 许多监理企业的监理业务仍停留在施工阶段的质量监理上。在监理企业普遍面临困境的今天, 监理 业何去何从,业界和社会普遍关注。近年来, 许多监理单位都把组建项目管理公司当作救命稻草, 当作拯救自己于水火之中的良药, 形成了千军万马过项目管理独木桥的不正常态势。从全行业来看, 向工程项目管理发展并非工程监理企业的唯一出路, 工程监理 业也没有必要争向同一方向发展。工程监理企业是否向工程项目管理发展,要看本企业具体情况, 不能一哄而上, 盲目跟风。首先,工程监理作为我国一项长期坚持的法定的建设管理制度, 其市场前景是广阔的, 工作任务是艰巨的, 日前不是无事可做, 而是做得远远不够。如何使工程监理工作更扎实、更到位、更具成效、更有效益、更受业主和社会欢迎,是每个监理 业都应该认真考虑的大问题。统计数据显示,2 0 0 5年我国工程监理 业共完成合同额284.87亿元,其中监理合同额219.99亿Project Management 建设监理2007年第1期元,占总业务量的7 7.2%; 同年度工程监理 业 年营业收入279.67亿元,其中工程监理收入l92.84亿厄,占总营业收入的69%。统计数据说明监理业务仍是监理企业的主营业务。其次,一个发育完善的建筑咨询市场是各企业都具有合理的市场定位和适宜的生存空间。工程监理 业应正确合理地确定企业发展规划, 瞅准自身的市场定位和生存空间, 避免自相残杀。虽然某些 、可能向项日管理发展, 其他企业则不必跟风。应审时度势, 坚守阵地, 占领市场, 在稳定中求发展。对于实力较强的监理 业,应力求取得多个甲级专业监理资质, 向综合监理方向发展,把工程监理业务做强做大, 当好工程监理的排头兵。对于实力一般的监理企业, 应根据自己的监理能力、业务特长、人员素质、市场信誉等,集中力量搞好专业监理,树立一批样板服务项目,将工程监理推向深入;而对于实力较差的监理企业, 应当首先解决生存问题, 不必贪大求洋,量力而行搞好小型项目工程监理。可改设为监理事务所、为其他公司提供监理劳务等也都是不错的选择, 避免与有实力的 业正面对撞, 保存实力, 逐步发展壮大。第三,搞好工程监理是监理单位向项目管理方向发展的前提和基础。完整的工程监理概念包括全面监理和全过程监理。全血监理是指对建设项目目标实现过程的全血控制和管理, 也就是“三控两管一协调”。全过程监理是指不但在施工阶段实施监理,在工程前期的策划、立项和评估阶段, 在工程中期的勘察设计和工程招标阶段, 以及在工程的施工、保修和后评估阶段,也实施监理。根据项目目标控制理论,项目日标的最后实现是各阶段都进行有效控制的共同结果。如果仅满足于一两个阶段监理,则工程建设的总目标就难以实现,工程监理的作用就无法真正体现, 工程监理的必要性、合理性和可行性就会被质疑, 监理制度的推行就会遇到更多的障碍。因此, 工程监理企业不但要做好施工阶段监理工作,有效控制项目目标, 更要尽力搞好其他相关服务工作。工程监理作为强制推行的工程管理制度, 在法律法规的强制力作用下, 如果 能有效控制项目目标,那么工程项目管理就会比工程监理更有把握吗?所以,无论从工程监理还是从工程项目管理的角度看,工程监理所担负的对工程项目所实施的全方位、全过程监理都是控制项目目标应完成的最基本的和最基础的工作。搞不好工程监理, 也未必能搞好工程项目管理; 能做好工程监理,也未必需要贴牌工程项目管理。第四, 工程监理企业向项目管理方向发展应充分评估相关风险。目前, 一些地区纷纷成立项日业土代建制公司, 工程设计、施工、监理、评估、咨询、造价、招标代理、项}{融资等各类机构都试图向项目管理方向转化,项目管理领域的竞争将越来越激烈,必然荆棘满地,坎坷难行。我国加入w T O后, 国外有实力的咨询公司将逐步进入国内工程咨询市场, 对我工程咨询业构成致命威胁, 这是不得不面对的严酷现实。2 O O 5年我国工程监理 业含工程监理、工程咨询、项日管理、造价咨询、招标代理等各类业务完成的总产值不到2 5亿美元,而加拿大一家以咨询设计和项目管理为主的著名公司同期营业额为4 3亿美元 ],足见我国的工程咨询业实力与 外差距巨大。工程监理企业向工程项目管理方向发展是个热门话题。它代表着我蚓工程监理企业的一种发展方向, 但不是唯一的方向,不应将工程监理与工程项目管理相提并论,更不能将它们混为一谈。如果将工程项目管理的业务特点概括为“杂” 的话, 那么工程监理就应突出一个“专” 字, 可向“精”、“强” 发展。既然工程监理与工程项目管理的部分业务重叠,工程监理企业就应该首先做好这部分监理业务,站稳监理阵地,扩大市场份额。工程监理企业的理性发展应是先稳定再壮大然后发展, 而不是图虚荣、图名分地先给自己换个时髦招牌。因此,对f尚处于温饱线上下的一般监理企业,应丢掉幻想, 脚踏实地做好由法律法规作保障的工程监理工作, 由单一目标控制到全面控制, 由施工阶段监理到全过程监理。若简单的工程监理都做不好,做不全,那么转向工程项目管理后, 前途更渺茫,还有可能适得其反,被扑面而来的竞争狂潮吞没。当工程监理企业把监理业务做强、做大、做足, 市场空间明显偏小时, 则必然要向更高层次,更广阔的高层空间拓展,这样才能持续稳定健康稳妥地向前发展。

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高强度混凝土特性研究论文提纲

桥面板裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,每一条裂缝均有其产生的一种或几种原因。在钢筋混凝土桥面板上所看到的损伤都是由于构造上的或与荷载条件有关的种种原因而造成的。导致钢筋混凝土桥面板裂缝产生的原因,大致可分为以下几类:1、作用的常规静、动荷载过大或次应力的产生在设计计算阶段,计算模型不合理;设计断面不足;结构计算时部分荷载漏算;构造处理不当,钢筋设置偏少或布置错误;设计图纸交代不清等。在施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。在桥梁使用阶段,超出设计载荷的重型车辆频繁过桥;受车辆、船舶的接触、撞击等。以上几种情况都会使桥面板在荷载的作用下发生应力集中而出现微裂缝。这种由常规静、动荷载或次生应力所产生的裂缝称为荷载裂缝。荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点,其分布规律是沿主拉应力方向开展,其走向与主拉应力方向垂直。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。2、温度变化频繁或温差过大混凝土具有热胀冷缩的性能,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。3、混凝土的干缩在混凝土中,水以结合水、层间水、物理吸附水和毛细水等状态存在。当这些水在混凝土硬化过程中失去时,水泥浆体就会收缩,当收缩受到限制产生收缩应力时,就会产生裂缝。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交错,成龟裂状,形状没有任何规律。桥梁工程中,由于混凝土的干缩所引起的干缩裂缝是最常见的。4、地基变形由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂产生裂缝。5、施工质量不良在施工过程中,假如混凝土级配不良或施工工艺不合理、施工质量低劣,造成结构构件强度不足,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝。二、原因分析1、现场勘测情况对该该桥进行详细地勘测发现,除了左侧桥面板靠近路中线处的那道纵向裂缝外,桥面板上表面未出现其它裂缝,但在桥面板底部同一位置上却发现存在裂缝,缝宽,也呈纵向布置,由此可判断该裂缝是上下贯通的。对桥面板底部进行细致检查,发现在其它位置还有多条极细微的裂缝,缝宽小于,均呈纵向布置。对桥台台帽及锥坡进行检查,未发现有裂缝。现场交通量正常,但大型货车较多,且时有超载的违章车辆通过。2、施工情况该桥所使用的混凝土和钢筋各项指标均合格,水泥凝结试验以及掺合料、水、细骨料的试验结果均属正常。施工期间气象条件良好,平均气温24℃,湿度60~85%,混凝土浇灌过程中,天气睛朗,风速较小。桥面板采用整体浇筑,钢筋布设均按图施工,但钢筋搭接恰好处于距路中50cm左右的左侧桥面上。3、基础情况由地质勘察资料分析,该路段地基地质情况较为一致,未有较大的地质差异,且没有软弱地质层;钻孔桩嵌入中风化石英岩。桥台台帽及锥坡没有出现裂缝,因此可排除因地基不均匀沉降所造成的裂缝。4、设计情况根据实际使用荷载进行验算,发现原设计桥面板配筋量为承载力要求的倍,偏于安全。但设计图纸中,桥面铺装层采用4cm厚的水泥混凝土,厚度偏薄,且未配置构造钢筋。5、诊断结论综上所述,本例中桥面板裂缝不可能是由温差变化、混凝土干缩及基础不均匀沉降所引起。造成桥面板开裂的主要原因,应该是桥面铺装层过薄,导致桥面板局部冲击荷载过大,产生应力集中而出现裂缝。因为桥面铺装即行车道铺装,亦称桥面保护层,它是车轮直接作用的部分。桥面铺装层的作用在于防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板,保护主梁(桥板)免受雨水侵湿,并对车辆轮重的集中荷载起分布作用,起到联系各主梁(桥板)共同受力的作用。为使铺装层具有足够的强度和良好的整体性,一般在混凝土中铺设直径为4-6mm的钢筋。三、处理方法根据桥面板裂缝的成因,可采取以下几种处理方法。1、桥面铺装层重新铺设(1)桥面铺装层采用C40防水混凝土,路线中心处厚度为,路边缘处厚度为8cm,构造筋采用φ10@120,提高铺装层的整体强度。(2)严格控制施工质量,桥面板顶面凿毛至露出骨料3~5mm,并用高压气泵或水枪清理干净;严格控制混凝土的配合比和坍落度,使混合料具有良好的和易性;混凝土采用低收缩配方,减少收缩开裂。(3)为使桥面铺装层与桥面板紧密结合,使桥面铺装层共同参与受力,同时固定桥面铺装钢筋的位置,采用“植筋”的技术。在桥面板上按1m×1m的间距钻孔,孔深大于钢筋锚固长度,孔径略大于钢筋直径,前后排孔的布置成梅花状;用高压气泵将孔清理干净后,灌入调配好的环氧树脂胶液,然后植入Φ18螺纹钢筋,待胶液固化并达到强度后,将植入的钢筋与桥面铺装钢筋牢固焊接后,再浇筑防水混凝土。(4)凿开桥头搭板,重新调整搭板厚度,并铺设构造钢筋,使其与桥面板及桥两侧路面连接顺畅。2、裂缝的修补(1)对于桥面板中间带上下贯通的裂缝,其下部采用钢板粘结施工法进行修补。这种施工法是用环氧树脂把钢板粘贴在桥面板混凝土受拉缘的外表面,使其与原桥面形成整体化,在活载的作用下可作为钢筋来使用。本工程采用6mm厚、100mm宽的长条钢板,顺桥方向进行加固。施工时采用液状环氧树脂注入施工法,根据桥面板的平整度,用锚固螺栓预先固定钢板,并使钢板与桥面板表面间保持2~4mm的间隙,然后用腻子状环氧树脂封闭钢板的边缘,再从适当设置在封闭线上及钢板中部的注入口注入环氧树脂,并保持原状使其硬化。(2)对于桥面板中间带上下贯通的裂缝,其上部采用注入施工法进行处理。沿裂缝7~8cm宽度的范围内,用砂轮机和钢丝刷去混凝土表面的游离石灰和灰尘等,并用洗净剂清洗,然后加压注入具有渗透性和粘着性的环氧树脂,以此来填充混凝土裂缝,提高桥面板的防水性,防止钢筋锈蚀及混凝土老化。(3)对桥面板下部宽度小于的其它裂缝,采用表面处理法进行修补,在混凝土表面沿裂缝涂抹树脂保护膜。施工时先用钢丝刷除去混凝土表面的附着物,再用清水清洗,经充分干燥后,用油灰状树脂填充混凝土表面的凹瘪部分后,再进行必要的涂抹。3、结束语造成桥面板出现裂缝的原因是多种多样,非常复杂的,设计疏漏、施工低劣、监理不力,均可能出现裂缝。结构设计中,钢筋混凝土结构构件是允许带裂缝工作的,问题不在有无裂缝,而在于出现什么样的裂缝。当出现开裂现象后,应从设计、施工及其使用状况等各方面进行细致地调查测试及详尽地分析,找出开裂的主要原因,分析裂缝的性质,预料其对结构的危害性,判断其需要处理加固的紧迫性,最后采取合理、有效、经济的修补加固措施,使桥梁损伤尚在轻微时期就能得到修补,保证其正常地使用。

【摘 要】现阶段,我国国民经济的发展越来越快,伴随着大量工程的不断出现,市场对于混凝土尤其是高性能混凝土(HPC)的需求也逐渐增大。本文主要是对高性能混凝土(HPC)的性能要求做了探讨。 【关键词】高性能混凝土;高强度;高耐久性;高体积稳定性;高工艺性 一、前言 混凝土主要有两个方面的性能,分别为新拌混凝土的施工性能和硬化混凝土的使用性能。因而对于高性能混凝土来说,它的性能一般情况下包括高流动性以及能够长期使用的力学性能和耐久性能等两个方面。在大幅度的提高普通混凝土性能的基础上,采用现代混凝土技术制作而成的混凝土就是高性能混凝土。高性能混凝土作为一种新型高技术混凝土,它设计的主要指标是其耐久性,而适用性、施工性、强度、体积稳定性和经济性等是主要考虑的几个方面。 二、高性能混凝土的性能要求 从90年代以来,高性能混凝土在我国已经在大量工程项目中被采用。对于高性能混凝土的要求很多,除了强度要达到一定的要求,如50Mpa或60Mpa,还要满足增加高尺寸稳定性(高弹模、低收缩、低温度应变等)和高抗裂性等方面的要求。本文主要从高性能混凝土应该具备的高强度、高耐久性、高体积稳定性、高工艺性等性能做简要分析研究。 1、高强度 高强度就是指混凝土所应该具有的满足结构要求的强度值,通常情况下,并不是强度越高就代表混凝土的质量就越好。很多专家的观点都认为高性能混凝土不一定是高强度的,但是高强度的混凝土一定是高性能混凝土。因此,高强度除了代表混凝土的强度等级外,还在一定程度上反映了混凝土的强度质量。而混凝土的强度质量就是不仅仅强调混凝土的强度等级,还应该达到强度具有较小的分散性,同时混凝土的韧性也非常好,后期强度增长要稳定等等,只利用超强度等级来满足混凝土强度的设计等级的做法是极为不合理而且不科学的。总体来说,要重视混凝土强度的质量。提高混凝土的强度等级, 有利于节约原材料的使用量、同时提高结构的耐久性、还可以降低结构的自重等。如果混凝土的强度等级由C30 提高到C60,对受压构件而言可以节约混凝土30%~40%,对受弯构件而言也可节约混凝土15%~20%。 2、高耐久性 对于混凝土的耐久性的分析可以从人为劣化和自然老化两个方面来进行。人为劣化具体是指混凝土结构在使用过程中,由于生活、生产和管理等方面的一些客观原因,可能会因为长久的冲刷和磨损而导致混凝土的使用功能降低的情况;可能因为不断撞击而产生损伤或裂缝而导致混凝土的结构强度的降低;可能因为油、碱、酸的等化学物质的腐蚀作用破坏了混凝土的内在结构;可能因为渗透和温度等的自然作用使混凝土遭受了一些直接的损伤。自然老化具体是指混凝土在土壤、大气以及水中, 随着时间的推移而发生的性能方面的变化,例如日晒雨淋、干湿较替、气温变化、冻融循环等自然现象的作用,使混凝土产生剥落、裂缝、疏松等各种现象,从而使得混凝土的结构安全度严重降低;同时二氧化碳的侵入也将导致混凝土发生碳化现象,这便会造成混凝土对钢筋的防锈保护方面的作用严重降低。 要对上述耐久性的问题进行解决,就需要从多个方面同时着手,例如可以提高混凝土的密实度和它的抗渗性能,或者延缓混凝土老化和劣化的进程;在混凝土中掺加一些防老化和劣化的材料, 从而提高其抗老化和劣化的能力;同时还可以多做一些维护保养工作,增长混凝土的使用寿命。另外,如果在施工的过程中出现用料不当,或者操作不慎的情况等也会对混凝土的耐久性产生不良影响,例如施工中使用活性碱骨料,由于水泥和外加剂的含碱量非常高高,会导致骨料产生碱骨料反应,严重破坏混凝土的内部结构;施工质量没有得到保证, 混凝土强度远远达不到所规定的要求,甚至有些发生了裂缝等,致使钢筋出现锈蚀现象,对整个结构的安全构成了威胁。综上所述,在施工过程中进行材料的选用时要十分谨慎,在达到规范所规定要求的基础上,严格按照配合比、运输、搅拌、养护、支模等各个步骤进行,进而确保混凝土的耐久性符合要求。 3、高体积稳定性 混凝土的体积是否稳定,对整个结构的受力性能都会产生直接的影响。一般情况下,应该尽量提高混凝土的体积稳定性,从而保证整个结构的受力性能良好。通常而言,混凝土的体积稳定性可以分成三类,第一类是由于承受了荷载的作用致使混凝土发生了体积变形, 例如徐变变形和弹性变形等;第二类是混凝土在自身的凝结过程中发生了体积变形,统称为收缩变形;第三类是混凝土受到温度的影响例如高温或者低温等而发生了体积的变形,统称为温度变形。 如果混凝土发生了不均匀收缩的现象,就会在其结构内部产生一定的内应力,这便容易导致大大小小的裂缝出现,裂缝会使混凝土强度和耐久性都无法达到规定要求。混凝土发生收缩现象是由很多原因造成的,主要原因如下:第一,对于刚成型的混凝土,由于固体颗粒会不断往下沉淀,混凝土表面会有水分浸出,这必然导致了其体积的缩小。第二,水泥与水发生水化的化学变化时,会出现体积缩小的现象。第三,对于凝固后的混凝土,其结构内部的水分会不断蒸发,进而导致了体积缩小的现象。通过对以上造成混凝土收缩原因的归纳总结,可以看出在以后的施工过程中,为尽量避免严重发生收缩现象,应该从降低用水量和水泥浆用量等方面开始进行解决。还应该通过采用弹性模量高的集料来提高提高混凝土的弹性模量,防止其在受到力的作用后发生过大的弹性变形。 混凝土和普通结构的材料相同,在外界温度发生变化时,会因为材料的热胀冷缩而出现膨胀或收缩的现象,进而出现了体积变形,在这种情况下,如果混凝土承受了荷载作用就会因为结构内部内应力的产生而导致被破坏的后果。另外,在发生水化反应时,由于混凝土各个部分的温差很大,也会有内应力进而出现裂缝现象。 混凝土形成过程中本身具有很多不得不关注的特性,所以在混凝土的设计和施工中,必须要进行全面考虑,综合分析各种因素的可能会造成的影响,进而避免一些不良后果的产生。 4、高工艺性 保证混凝土质量的重要指标就是其工艺性能。只有具有了较好的工艺性能,混凝土才有可能满足高强度、高耐久性和高体积稳定性等方面的要求。混凝土的工艺性能包含很多方面并且需要生产过程中的很多项指标来进行描述,目前,在国际上还没有形成一个统一的关于混凝土高工艺性的标准。 三、总结 在目前情况下,除了混凝土的强度已经有了明确的标准外,其他几个方面均没有统一的定量要求。从各个方面来看,由于高性能混凝土所具有的种种优势,混凝土未来的发展会逐步趋向于高性能混凝土的发展。对于高性能混凝土四个特征指标,可以在满足具体工程要求的基础上,由建设、设计和施工单位共同提出,进而改变目前对结构混凝土只提强度等级的要求。 参考文献 [1]徐东方,姚民乐.高性能混凝土配合比研究[J].建材技术与应用.2005(6) [2]赵国藩.高性能混凝土发展简介[J].施工技术.2002(4). [3]冯乃谦.高性能混凝土[M].北京:机械工业出版社.2004

2.地下室墙体混凝土配合比及浇筑的措施在墙板混凝土配合比设计试配,确定设计配合比阶段,采取了降低水灰比的措施。底板与墙板同为C30P12,而底板的水灰比为.而墙板的水灰比为,混凝土的坍落度指标底板为18~20厘米,墙板坍落度指标控制在14~16厘米。采取该措施的目的在于减少用水量、降低混凝土的收缩。在混凝土浇筑阶段,采用二次振捣的工艺,即在混凝土初凝前进行二次振捣。避免混凝土因沉降收缩而引起的裂缝。这些措施的实施对控制墙体裂缝的出现是非常有必要的。在浇筑过程中其他方面的控制均与底板的控制措施方法相同。 3.地下室顶板的混凝土浇筑的控制按照地下室超大型长无缝混凝土的施工方案,地下室顶板的浇筑顺序是浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后进行地下室顶板的混凝土浇筑。在顶板的浇筑过程中主要是要控制好早期裂缝的产生,从混凝土收缩裂缝的形成时间看,裂缝往往发生在混凝土初凝到终凝这段时间内,在施工方案讨论过程中,将顶板二次或三次搓平、抹压,特别是初凝抹压作为控制早期收缩裂缝的一项重要控制措施,这对于弥合部分早期裂缝是不可缺少的工艺。由于该项工艺在施工中得到了有效的应用,因此对避免顶板发生早期裂缝起到了很好的作用。 4.地下室混凝土的养护地下室底板、墙板、顶板全部采用了掺加ZY膨胀剂的混凝土。按照养护制度,在混凝土抹压后,能上人时即铺上麻袋片或草席,用水浇湿保养,混凝土硬化3~4小时后,底板与顶板均筑堰蓄水3~5厘米进行养护,墙板采取不间断淋水保温,采用这些养护方法不得少于14天,墙板侧模的拆除也不少于7天。以上养护措施的实施对地下室应用超长无缝结构的成功起到了非常重要的作用。 5.细部处理 (1)外墙与边柱的配筋率不同,收缩差也不同,其连接处应插入1~米Φ10@200锚入柱内20厘米的水平增强钢筋,防止因应力集中发生纵向裂缝。 (2)由于底板配筋为双向Φ25锚入基础梁一、二排主筋之间,使底板与柱节点处板面混凝土保护层过大,可在柱边1米范围铺Φ8@200双向钢筋网片,防止板面出现裂缝。 (3)所有外墙对拉螺杆突出部分都要割掉,用ZY掺量为10%的1:2水泥砂浆封堵;所有穿外墙管道按要求作防水处理。 大体积混凝土采用无缝施工技术已经在多个工程施工中进行了尝试,其中亚洲最大综合商贸城——上海虹桥商贸城(28万平方米)项目,经过严格按照制定的施工方案进行施工,在建工程至今都未发现裂缝。但作为一项新的技术措施还需要进行不断的探索、丰富。

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