王贻远
惠州富盈新材料科技有限公司
摘要:我国在全面研究新型能源以及新型结构材料的过程中,对高性能混凝土的研究成果提高了重视程度。普通混凝土在外界环境作用下,随着时间的推移,自身结构容易出现质量问题,进而影响混凝土强度和耐久性。通过对高性能混凝土进行应用,不仅可以有效地提高建筑的整体质量,而且也能提高建筑物的耐久性,增加建筑结构的整体使用年限。因此,本文通过对高性能混凝土结构耐久性分析进行研究,主要就是为了能够保障高性能混凝土质量,保障混凝土结构的稳定性。
关键词:高性能混凝土;结构耐久性;分析
前言:在建筑物中,混凝土作为主要的施工材料,其耐久性决定了建筑物的使用年限,同时也决定了建筑物的整体质量,要想有效保障混凝土的耐久性达到标准,就需要不断进行研究与实验,制作高性能混凝土,通过对高性能混凝土的推广及使用,以此来提高建筑物的整体质量以及使用寿命,从而保障建筑物的整体安全性。因此,本文所研究的内容,对高性能混凝土结构耐久性分析具有重要意义。
一、高性能混凝土技术要求
(一)抗冻性
按照相关标准,在微冻区域中,水位变动钢筋混凝土抗冻等级需要达到F150,另外预应力混凝土与水位变动钢筋混凝土等级是相同的。工程建设对混凝土质量以及强度有着一定要求,需要在混凝土加入一定的引气剂,并且确保混凝土中的拌合物含气量控制范围达到4%-6%。另外,其微冻地区中,建筑物的使用年限需要达到100年左右,其中的高度饱和混凝土的抗冻性以及耐冻性指数需要达到60%,在微冻的环境下,一般会采用引气混凝土作为原材料,并且混凝度的强度等级需要达到C35,所使用的胶凝材料用量需要控制在每立方米300kg左右,W/B比需要达到为0.45左右。
(二)抗渗性
高性能混凝土具备极强的抗渗能力,而且抗渗能力可以达到P8左右。在混凝土抗渗性试验中,主要采用透水法,在相关的标准下,需要对混凝土强度达到C40,才可使用该方式。在国外一些国家在对高性能混凝土进行抗渗性试验时,则采用电测法,并且在相关标准下,需要通过28d的氯离子,控制好氯离子扩散指标,以此来对混凝土的耐久性进行全面的检测,按照56d电量指标,在小于1200库仑的情况,28d氯离子扩散系统能够达到7×10-12m2/s。
(三)抗裂性
通过相关的标准可知,在混凝土的抗裂研究中,通过进行早期抗裂评价,要想确保混凝土抗裂性达到I级标准,则需要满足以下条件:首先,需要混凝土的平均裂开面积需要在10mm2以下。其次,在单位面积中,开裂缝数需要小于10根,并且单位面积下,开缝面积需要小于100mm2。
二、高性能混凝土配合比设计法则
高性能混凝土自身具备极强的抗裂性能,同时还需要具备一定的低渗透性以及稳定性能,在混凝土初凝的过程中,无任何裂缝出现,并且内部结构质量也能够满足工程需求。
(一)低用水量法则
使用低用水量法则开展工作时,在满足条件的情况下,尽可能地减少用水量,在混凝土搅拌的过程中,一旦用水量过多,则会严重影响到混凝土的抗压能力以及强度能力,甚至吸水与渗透能力会逐渐的降低;另外混凝土在初凝后,也出现大量的裂缝,同时, 钢筋与混凝土之间的包裹力也会逐渐的减少,对混凝土建筑结构质量会造成严重影响。
(二)低水泥用量法则
在满足混凝土施工强度的条件下,需要减少水泥的用量,是确保混凝土整体稳定性的重要措施,也是保障混凝土抗裂性的主要方式之一。混凝土在水泥和水的正效应下,其活性组成成分不断增多,而且混凝土中基础材料主要以砂石集料为主,通过胶凝材料,对其中混凝土的劣性因子数量进行激活。在氢氧化钙活性不稳定的情况下,容易引发混凝土出现离析的情况。此外,如果氢氧化钙的含量较多,对于水泥中的碱性活性也会造成一定的影响。过高的水泥浆量在混凝土中会产生大量的水化热,会影响到混凝土的坍落度,同时也会严重增加混凝土初凝后所形成的裂缝情况。
(三)最大堆积密度法则
主要就是对混凝土中的集料配比进行优化设计,控制好砂石的堆积密度,还需要确保泥浆具有一定的孔隙率,同时还需要有效地控制好混凝土中的水泥含浆量,减少混凝土中的砂石量,以此来保障混凝土的整体强度。
(四)水灰比法则
混凝土抗压强度与混凝土中的水灰比(W/C)有着一定的关系,在减小W/C的过程中,混凝土的抗压强度在提升的情况下,其稳定性也会得到提升,为了能够有效提升混凝土的抗裂性,需要通过对凝胶材料的使用,控制好W/C,以此来保障混凝土的收缩力。
(五)活性掺和料与高效减水剂双掺法则
混凝土在配制的过程中,需要促使一些基础掺合料比例达到优化配置,并且需要对水泥用量以及用水量进行全面的控制,保障混凝土内部结构达到一定的密实度,同时确保混凝土的强度以及耐久度得到提升。
三、以耐久性为主的HPC配合比设计方法
(一)试配强度
混凝土在建筑物使用运行的过程中,具备着一定的抗压强度,同时由于受到了外界因素的影响下,导致混凝土的结构过于复杂化,同时在养护的过程中,也会对混凝土的整体耐久性产生一定的影响,因此,在配制混凝土的过程中,需要对所有的因素进行全面的考虑。
配制强度
在公式中,作为混凝土的强度值,则作为混凝土强度的标准差,在一般的施工单位中,通过对资料进行分析后,进行取值。
表1 混凝土强度标准差
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(二)工作性
高性能混凝土在实际的应用过程中,需要根据具体工程情况,控制好高性能混凝土的浇筑方式以及浇筑时间,保障混凝土结构的整体质量。同时在当前建筑不断发展作用下,混凝土耐久性不仅对建筑物的整体强度有着一定的影响,而且对建筑结构耐久性也有着一定影响。高性能混凝土在具备足够的流动性的情况下,在实际的使用过程中并不会出现离析的情况,而且塌落度也能够达到标准化,控制在180-200mm之间,如果高性能混凝土的坍落度较小,混凝土的流动性能则会减少,而且在浇筑的过程中,会出现管道堵塞的情况,影响混凝土浇筑效率。如果混凝土坍落度过大,则会导致在浇筑过程中出现混凝土泌水情况,严重影响混凝土的均质性,并且影响混凝土的强度与耐久性。
结束语:高性能混凝土在目前的建筑中,已经得到了全面的应用。为了提高其建筑物耐久性,则需要在高性能混凝土制作中选用优质骨料,并且在混凝土中加入一些活性矿物质,或者高效减水剂,能够保障混凝土的整体强度,并且提高混凝土的耐久性。
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