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高强混凝土
高强度混凝土是用普通水泥、砂石作为原料,采用常规制作工艺,主要依靠高效减水剂,或同时外加一定数量的活性矿物掺和料,使硬化后强度等级不低于C60的混凝土。
1)高强混凝土的优点:
①高强混凝土可减少结构断面,降低钢筋用量,增加房屋使用面积和有效空间,减轻地基负荷。
②高强混凝土致密坚硬,其抗渗性、抗冻性、耐蚀性、抗冲击性等诸方面性能均优于普通混凝土。
③对预应力钢筋混凝土构件,高强混凝土由于刚度大、变形小,故可以施加更大的预应力和更早地施加预应力,以及减少因徐变而导致的预应力损失。
2)高强混凝土的不利条件。
①高强混凝土容易受到施工各环节中环境条件的影响,所以对其施工过程的质量管理水平要求高。
②高强混凝土的延性比普通混凝土差。
(2)高强混凝土的物理力学性能1)抗压性能。与中、低强度混凝土相比密实的多,高强混凝土的抗压性能与普通混凝土相比有相当大的差别。
2)早期与后期强度。高强混凝土的水泥用量大,早期强度发展较快,特别是加入高效减水剂促进水化,早期强度更高,早期强度高的后期增长较小,掺高效减水剂的,其后期强度增长幅度要低于没有掺减水剂的混凝土。
3)抗拉强度。混凝土的抗拉强度虽然随着抗压强度的提高而提高,但它们之间的比值却随着强度的增加而降低。劈拉强度为立方体的抗压强度fcu的1/15~1/18,抗折强度约为fcu的1/8~1/12,而轴拉强度约为fcu的1/20~1/24。在低强混凝土中,这些比值均要大得多。
4)收缩。高强混凝土的初期收缩大,但最终收缩量与普通混凝土大体相同,用活性矿物拌和料代替部分水泥还可进一步减小混凝土的收缩。
5)耐久性。混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、耐磨性及抗侵蚀性等。高强混凝土在这些方面的性能均明显优于普通混凝土,尤其是外加矿物掺和料的高强度混凝土,其耐久性进一步提高。
对高强混凝土组成材料的要求:
(1)应选用质量稳定、强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
(2)对强度等级为C60的混凝土,其粗骨料的最大粒径不应大于31.5mm;对高于C60的其粗骨料的最大粒径不应大于25mm.
(3)配置高强混凝土所用砂率及所采用的外加剂和矿物掺和料的品种、掺量,应通过试验确定。
(4)高强混凝土的水泥用量不应大于550kg/m3;水泥和矿物掺和料的总量不应大600kg/m3。
高强混凝土的优点
①高强混凝土可减少结构断面,降低钢筋用量,增加房屋使用面积和有效空间,减轻地基负荷。
②高强混凝土致密坚硬,其抗渗性、抗冻性、耐蚀性、抗冲击性等诸方面性能均优于普通混凝土。
③对预应力钢筋混凝土构件,高强混凝土由于刚度大、变形小,故可以施加更大的预应力和更早地施加预应力,以及减少因徐变而导致的预应力损失。
高强混凝土的物理力学性能
1)抗压性能。与中、低强度混凝土相比密实的多,高强混凝土的抗压性能与普通混凝土相比有相当大的差别。
2)早期与后期强度。高强混凝土的水泥用量大,早期强度发展较快,特别是加入高效减水剂促进水化,早期强度更高,早期强度高的后期增长较小,掺高效减水剂的,其后期强度增长幅度要低于没有掺减水剂的混凝土。
3)抗拉强度。混凝土的抗拉强度虽然随着抗压强度的提高而提高,但它们之间的比值却随着强度的增加而降低。劈拉强度为立方体的抗压强度fcu的1/15~1/18,抗折强度约为fcu的1/8~1/12,而轴拉强度约为fcu的1/20~1/24.在低强混凝土中,这些比值均要大得多。
4)收缩。高强混凝土的初期收缩大,但最终收缩量与普通混凝土大体相同,用活性矿物拌和料代替部分水泥还可进一步减小混凝土的收缩。
5)耐久性。混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、耐磨性及抗侵蚀性等。高强混凝土在这些方面的性能均明显优于普通混凝土,尤其是外加矿物掺和料的高强度混凝土,其耐久性进一步提高。
纤维混凝土
纤维混凝土是以混凝土为基体,外掺各种纤维材料而成,掺入纤维的目的是提高混凝土的抗拉强度与降低其脆性。纤维混凝土的作用如下:
(1)很好地控制混凝土的非结构性裂缝。
(2)对混凝土具有微观补强的作用。
(3)利用纤维束减少塑性裂缝和混凝土的渗透性。
(4)增强混凝土的抗磨损能力。
(5)静载试验表明可替代焊接钢丝网。
(6)增加混凝土的抗破损能力。
(7)增加混凝土的抗冲击能力。
提高混凝土耐久性的措施
混凝土耐久性主要取决于组成材料的质量及混凝土密实度。
提高混凝土耐久性的主要措施有:
①根据工程环境及要求,合理选用水泥品种。
②控制水灰比及保证足够的水泥用量。
③选用质量良好、级配合理的骨料和合理的砂率。
④掺用合适的外加剂。
提高混凝土的密实度
①调整混凝土的配合比提高密实度。
②掺入化学外加剂提高密实度,在混凝土中掺入适量减水剂、三乙醇胺早强剂或氯化铁防水剂均可提高密实度,增加抗渗性。
③使用膨胀水泥(或掺用膨胀剂)提高混凝土密实度,提高抗渗性。
对碾压混凝土组成材料的要求
①骨料。最大粒径以20mm为宜,当碾压混凝土分两层摊铺时,其下层集料最大粒径采用40mm.
②混合材料。碾压混凝土施工操作时间长,碾压成形后还可能承受上层或附近振动的扰动,为此常加入缓凝剂。为使混凝土在水泥浆用量较少的情况下取得较好的和易性,可加入适量的减水剂;为改善混凝土的抗渗性和抗冻性可加入适量的引气剂。
③水泥。当混合材料掺量较高时宜选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,以便混凝土尽早获得强度;当不用混合材料或用量很少时,宜选用矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥,使混凝土取得良好的耐久性。
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