巖土工程的高強(qiáng)混凝土技術(shù)
概述
我國(guó)在六十年代初開(kāi)始研制高強(qiáng)混凝土，并已試點(diǎn)應(yīng)用在一些預(yù)制構(gòu)件中。那時(shí)的高強(qiáng)混凝土為干硬混凝土，密實(shí)成型時(shí)需強(qiáng)力振搗，故推廣比較困難。80年代后期，高強(qiáng)混凝土在現(xiàn)澆工程中采用，主要在北京、上海、遼寧、廣東等一些高層和大跨（橋梁）工程中應(yīng)用，強(qiáng)度等級(jí)相當(dāng)于C60或600號(hào)。其中，遼寧省已有十余幢高層或多層建筑采用高強(qiáng)混凝土，深圳市92、93兩年已有賢成大廈等25個(gè)工程采用C60級(jí)高強(qiáng)泵送混凝土，總量已達(dá)兩萬(wàn)立方米。C80及C80以上等級(jí)的高強(qiáng)混凝土，目前正處于試驗(yàn)研究階段，其中有些城市正醞釀在工程中使用C80級(jí)混凝土。［高強(qiáng)混凝土的優(yōu)越性］高強(qiáng)混凝土有三大優(yōu)越性：
1.在一般情況下，混凝土強(qiáng)度等級(jí)從C30提高到C60，對(duì)受壓構(gòu)件可節(jié)省混凝土30－40％；受彎構(gòu)件可節(jié)省混凝土10－20％。
2.凝土比普通混凝土成本上要高一些，但由于減少了截面，結(jié)構(gòu)自重減輕，這對(duì)自重占荷載主要部分的建筑物具有特別重要意義。再者，由于梁柱截面縮小，不但在建筑上改變了肥梁胖柱的不美觀的問(wèn)題，而且可增加使用面積。以深圳賢成大廈為例，該建筑原設(shè)計(jì)用C40級(jí)混凝土，改用C60級(jí)混凝土后，其底層面積可增大1060平方米，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
3.由于高強(qiáng)混凝土的密實(shí)性能好，抗?jié)B、抗凍性能均優(yōu)于普通混凝土。因此，國(guó)外高強(qiáng)混凝土除高層和大跨度工程外，還大量用于海洋和港口工程，它們耐海水侵蝕和海浪沖刷的能力大大優(yōu)于普通混凝土，可以提高工程使用壽命。
4.高強(qiáng)混凝土變形小，從而使構(gòu)件的剛度得以提高，大大改善了建筑物的變形性能。
高強(qiáng)混凝土技術(shù)
以前高強(qiáng)混凝土一般是指強(qiáng)度等級(jí)在C45級(jí)以上的混凝土。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高強(qiáng)混凝土是指強(qiáng)度等級(jí)在C60級(jí)以上的混凝土。高強(qiáng)混凝土技術(shù)通常包括以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：高性能的混凝土外加劑現(xiàn)代高強(qiáng)混凝土在施工中要解決下列技術(shù)問(wèn)題：
1.低水灰比，大坍落度高強(qiáng)混凝土一般要求低水灰比，這種低水灰比的混凝土早在60年代末，我國(guó)就有過(guò)研究與應(yīng)用，但由于混凝土在低水灰比的情況下，坍落度很小，甚至沒(méi)有坍落度，其成型和搗實(shí)都很困難，無(wú)法在現(xiàn)澆混凝土施工中應(yīng)用。
2.坍落度損失問(wèn)題現(xiàn)代城市混凝土施工，一般采用預(yù)攪或商品混凝土。施工工地往往與攪拌站相距很遠(yuǎn)，要把混凝土從攪拌站運(yùn)到工地需用較長(zhǎng)的時(shí)間。混凝土在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，其坍落度隨時(shí)間的增加而減小，這對(duì)高強(qiáng)混凝土來(lái)說(shuō)無(wú)疑又增加了難度。
3.混凝土可泵性問(wèn)題泵送混凝土幾乎是高層建筑施工的唯一方法。所以高強(qiáng)和泵送幾乎是不可分割的。所以對(duì)高強(qiáng)混凝土要解決混凝土可泵送的要求。要解決這一系列技術(shù)難題，關(guān)鍵是研制一種高性能的外加劑。
1）對(duì)原材料的選擇
配置C60級(jí)高強(qiáng)混凝土，不需要用特殊的材料，但必須對(duì)本地區(qū)所能得到的所有原材料進(jìn)行優(yōu)選，它們除了要有比較好的性能指標(biāo)外，還必須質(zhì)量穩(wěn)定，即在施工期內(nèi)主要性能不能有太大的變化。
2）工時(shí)的質(zhì)量控制和管理
一般來(lái)說(shuō)，在試驗(yàn)室配置符合要求的高強(qiáng)混凝土相對(duì)比較容易，但是要在整個(gè)施工過(guò)程中，混凝土都要穩(wěn)定在要求的質(zhì)量水平功能上就比較困難了。一些在普通情況下不太敏感的因素，在低水灰比的情況下會(huì)變得相當(dāng)敏感，而對(duì)高強(qiáng)混凝土，設(shè)計(jì)時(shí)所留的強(qiáng)度富余度又不可能太大，可供調(diào)節(jié)的余量較小，這就要求在整個(gè)施工過(guò)程中必須注意各種條件、因素的變化，并且要根據(jù)這些變化隨時(shí)調(diào)整配合比和各種工藝參數(shù)。對(duì)于高強(qiáng)混凝土，一般檢測(cè)技術(shù)如回彈、超聲等在強(qiáng)度大于50MPA后已不能采用。唯一能進(jìn)行檢測(cè)的鉆心取樣法來(lái)檢驗(yàn)高強(qiáng)混凝土也有一定的困難（主要是研究資料較少和標(biāo)準(zhǔn)不完善）。這說(shuō)明加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制和管理的必要性。
3）超細(xì)活性摻合料的應(yīng)用
對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)為C80或更高的混凝土需要采取一些特殊的技術(shù)措施－摻入超細(xì)活性摻合料?！ 』炷翉?qiáng)度達(dá)到一定極限后就不可能再增加了，因?yàn)榛炷翉?qiáng)度在水化時(shí)不可避免地會(huì)在其內(nèi)部形成一些細(xì)微的毛細(xì)孔。如果要使其強(qiáng)度進(jìn)一步提高，就必須采取措施把這些孔隙填滿(mǎn)，進(jìn)一步增加混凝土的密實(shí)性。最常用的方法是用極細(xì)（微米級(jí)）的活性顆粒摻入混凝土，使它們?cè)谒疂{中的細(xì)微孔隙中水化，減少和填充混凝土中的毛細(xì)孔，達(dá)到增密和增強(qiáng)的作用。但是這些極細(xì)的顆粒需水量很大，就需要大量高效減水劑加以塑化，否則難以施工。再者，超細(xì)活性顆粒在混凝土攪拌時(shí)，到處飛揚(yáng)，很難加入混凝土中，故必須對(duì)超細(xì)活性顆粒進(jìn)行增密處理后才能使用。
重點(diǎn)突破的技術(shù)難關(guān)
C60級(jí)混凝土的推廣應(yīng)用，重點(diǎn)解決標(biāo)準(zhǔn)化和商品化中的一些技術(shù)問(wèn)題；
C80－C100級(jí)超高強(qiáng)混凝土的開(kāi)發(fā)和試點(diǎn)應(yīng)用；
硅灰和其它超細(xì)摻合料的增密及摻用技術(shù)商品化的問(wèn)題；
高強(qiáng)混凝土脆性問(wèn)題的改進(jìn)和解決措施；
C80及其以上級(jí)混凝土的設(shè)計(jì)和應(yīng)用規(guī)定；
超塑化劑和超塑化技術(shù)的研究；
高強(qiáng)混凝土非破損和半破損檢測(cè)技術(shù)的研究。
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