摘要:随着经济的发展,高性能混凝土的使用范围也随之不断增加。高性能混凝土因耐久性较好、体积较为稳定、经济实用,所以在工程当中的重要性逐渐提高。因此本文探讨了高性能混凝土几个重要性能影响因素。
关键词:高性能;混凝土;影响因素
引言:在建筑行业的快速发展过程中,要求也在不断提高,无论是工艺、技术、材料等都需要不断的改进和创新才能满足发展需求。尤其是近些年工程项目更加注重高性能混凝土的使用,所以我们必须对高性能混凝土的影响因素掌握清楚,保证施工质量。
1、高强混凝土与高性能混凝土
高强混凝土与高性能混凝土有一定的关联,但也有很大区别。我国规定强度等级达到或者超过C60的混凝土为高强混凝土(highstrengthconcrete)。它对强度的要求很高,被广泛地应用于高层建筑、高耸建筑、大跨度结构等方面。随着人们对混凝土的认识越来越深入,发现高强混凝土在使用中常常出现很多不利的现象,混凝土性能发生显著降低。如结构脆性增大、抗震性能行降低,容易出现早期干缩开裂,大水化热等弱点。随着结构使用年龄的增长,发现钢筋混凝土在一些恶劣的环境中,远远低于结构的设计使用年限就出现不同程度的破坏,比如钢筋锈蚀、路面开裂、结构渗水等。而且从结构受力的角度来说,实际建筑也不需要那么高的强度。因此人们开始侧重于研究以耐久性为主的混凝土――高性能混凝土(Highperformanceconcrete,简称HPC)。高性能混凝土是指选用优质的原料,严格的施工工艺,一定数量的矿物细掺量,外加剂(主要是高效减水剂)等所制成以耐久性为主要指标,同时满足强度、和易性、耐久性以及经济性等要求的混凝土。所以,高强混凝土不是高性能混凝土。
2、高性能混凝土几个重要性能影响因素
2.1氯离子电通量试验对混凝土性能的影响
渗透性决定混凝土材料的耐久性,电通量是评价高性能混凝土耐久性的一种有效的方法和指标,我们结合高性能混凝土配合比设计的主要技术指标(水胶比、含气量)及施工中常见的问题(集料含泥量)对混凝土的电通量受到的影响因素进行了试验。试验数据有:胶凝材料用量360kg/m3,其中粉煤灰掺量为30%;固定水胶比0.41,胶凝材料用量为360kg/m3;固定水胶比0.31,胶凝材料用量为480kg/m3。
2.1随着水胶比的增加,混凝土单位用水量也增大,混凝土的电通量逐渐增加。因为混凝土中的水在混凝土硬化后会在混凝土中留下毛细孔隙,用水量的多少会使混凝土的密实程度发生变化,用水量大混凝土的毛细孔隙多,电通量也随之增大,用水量小混凝土的毛细孔隙少,电通量也随之减小。
混凝土含气量的变化对混凝土的电通量影响程度不大。因为电通量的大小与混凝土中连通的、半连通的孔隙有关,含气量给硬化后的混凝土内部带来的是细小的封闭孔隙,对电通量不会产生本质的影响。
随着集料含泥量(石粉含量)的增加,混凝土电通量逐渐增加,含泥量超过5.5%时,电通量超过了1500C,不再满足混凝土耐久性要求。因此,配制100年耐久性混凝土应严格控制集料中含泥量符合标准要求。
2.2加剂品种对混凝土性能的影响
在水胶比0.26、矿渣掺入量35%、外加剂掺入量1.2%,砂率35%条件下,对分别加入高效减水剂HIP-A,HIP-AA,HIP-HF100,HIP-A100的混凝上进行了坍落度及龄期为3,7,28d的抗压强度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从试验结果看,外加剂品种对混凝上的坍落度影响小大,减水效果区别也小明显;但从试验过程拌合物的工作性看,加入HIP-HF100,HIP-A100的混凝上茹性较小,宜于泵送;加入HIP-A,HIP-A100的混凝上试块早期强度较高,后期强度增长也较好。综合考虑,确定选用缓凝高效减水剂HIP-A100进行以下试验:加入1.2%左右的HIP-A100外加剂,混凝上的缓凝时间明显增加,初凝时间可达到9h22min,终凝时间可达到12h36min,有足够的时间进行施工(见施工应用对强度的影响研究),而对混凝上3d后的强度几乎没有影响。
2.3水胶比对混凝上性能的影响
选用矿渣掺量40%,HIP-A100减水剂掺入量1.2%,水胶比为0.250.31的条件下,对3,7,28d混凝上抗压强度影响的试验结果可知,随水胶比的增大,混凝土3,7,28d抗压强度均有下降。普通混凝土的水胶比一般为0.40.6,据有关研究表明,水泥完全水化的极限水胶比是0.227左右(小计掺合料),多余的水小参加水化反应,形成自由水蒸发,在硬化混凝土中形成贯通的毛细孔,加上其它水分蒸发形成的孔隙,总孔隙率增大,降低了水泥石与骨料之间的粘结力,使混凝土强度下降。而在高性能混凝土中加入适量的高效减水剂后.延长了混凝土的凝结时间.但对混凝土的强度影响甚微.降低水胶比以后,尽管短期水化小完全,但由于水泥和超细矿渣掺合料的“微粒效应”共同作用,使水化反应速度形成阶梯组合,增强了水化硅酸钙(CSH)凝胶的品质,混凝土的强度能继续提高。同时,降低水胶比能够降低混凝土中孔隙率,并减小孔隙尺寸,即使存在少量未水化的水泥颗粒作为“细微骨料”仍然可以发挥作用。
2.4抗冻性能检测对混凝土的影响
冻融破坏的机理是,在0°C以下时,冻害从温度较低的表层开始,表层毛细管中的水先冻结,伴随这种相变产生膨胀压力,剩余的水分迁移至附近的孔隙和毛细管中,在水的运动过程中,产生液体压力;随温度的进一步降低,内部混凝土与孔径更小孔隙中的水分也开始冻结,混凝土体积持续膨胀。解冻后,有一部分膨胀仍然残留下来,产生冻融劣化,硬化水泥石的组织结构发生破坏,动弹性模量下降,抗拉强度降低,严重的时候产生剥蚀破坏。
随着水胶比的增大,在混凝土抗冻试验的两个主要技术指标中,质量损失增加,相对动弹性模量降低,表明混凝土抗冻性能随之变差。原因就是水胶比越大,混凝土的单位用水量就越大,这样硬化后内部混凝土与孔径更小孔隙中留存的水分也较多,一旦开始冻结,混凝土体积将持续膨胀,造成混凝土冻融破坏。另外水胶比是决定混凝土组织结构致密性与孔结构特征的基本因素,水胶比越小,养护越好,混凝土越致密,其中的孔隙与毛细管越少,渗水通道越少。
混凝土的含气量对抗冻性能影响较大,混凝土中加入引气剂后,产生了均匀稳定、互不相通的微小气泡。这些小气泡不仅部分阻断了混凝土内的开口连通孔隙,同时在混凝土孔隙中的自由水冻结膨胀时,小气泡被压缩,从而可以缓冲冰冻给孔隙带来的胀压力,溶解时气泡又可恢复原状。
骨料内部孔隙过多过大,吸水率偏大,坚固性差,冻融时骨料内存在的胀压力就越大,对骨料自身的破坏性也越大。破坏时,骨料与水化硅酸钙间出现裂缝,严重时骨料自身破裂,表面砂浆严重剥离。因而吸水率较大的骨料对混凝土抗冻性能的影响同样不可忽视。
结束语
综上所述,高性能混凝土强度的影响因素有很多,而且这些因素对于其强度的影响很大,如果不做很好的了解和预防,对于高性能混凝土来说非常不利,还会影响到工程的质量,因此,应该加强高性能混凝土强度的影响因素研究。
参考文献:
[1]金辉.高性能混凝土几个重要性能影响因素的研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013.
[1]曾凡江.高性能混凝土的影响因素探究[J].科技视界,2017.
[2]张杏开.浅谈高性能混凝土的影响因素[J].建筑工程技术与设计,2017.
论文作者:李立荣
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签:混凝土论文; 孔隙论文; 通量论文; 水化论文; 高性能混凝土论文; 骨料论文; 强度论文; 《基层建设》2018年第20期论文;