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關鍵詞:輕骨料混凝土,歷史,性質
一、輕骨料混凝土的歷史
輕骨料混凝土( 又名輕集料混凝土,Light weight AggregateConcrete) 是指輕粗骨料、輕細骨料(或普通砂)、水泥和水, 必要時加入化學外加劑的礦物合料配制而成, 并且在標準養護條件下,28d 齡期的干表觀密度小于1950kg/m的混凝土。。
人造輕骨料最早使用在1920年左右。SJ海德是最初運用回轉窯燒制膨脹黏土輕骨料,1928年,美國開始把這種方法用于商業生產。西歐在二戰后才開始有了輕骨料的生產,美國和前蘇聯因缺少天然的普通骨料,大量生產和使用了人造輕骨料,使輕骨料混凝土在這兩個國家得到飛速發展,但輕骨料混凝土長期一直被當作非結構材料使用,應用范圍受到很大限制。自20世60年代中期,美國采用輕骨料混凝土取代普通混凝土,修建了休斯敦貝殼廣場大廈并取得了顯著的技術經濟效益。如今,國外發達國家高性能輕骨料混凝土的應用已取得豐富經驗。CL50一CL6O輕骨料混凝土己在工程中大量使用,結構輕骨料混凝土的抗壓強度最高為80MPa,其表觀密度1800~2000kg/m之間。
20世紀90年代初期, 挪威、日本等國研究了高性能輕骨料混凝土的配方、生產工藝、高性能輕骨料等,重點在于改善混凝土的工作性和耐久性,并取得了一定的成果。如英國采用高強輕骨料混凝土建造了北海石油平臺;挪威應用CL60級輕骨料混凝土建造了世界上跨度最大的懸臂橋;日本則成立了一個由18家公司組成的高強輕骨料混凝土研究委員會,專門研究粉煤灰輕骨料混凝土。挪威自1987年以來,已應用高性能輕骨料混凝土建了11座橋梁。
二、輕骨料混凝土的優良特性
輕骨料混凝土的強度等級用CL表示。強度等級達到CL30及以上者稱為高強輕骨料混凝土一般來說,高強輕骨料混凝土有如下優點:
(1)輕質高強:顧名思義,輕骨料混凝土采用輕骨料代替普通沙石材料,可以使得混凝土構件在承載力相同的條件下,減輕自重達20 %~40 %。這樣的優勢,為設計施工提供了很大的方便。
(2)抗震性能好:由于地震力和上部結構的自重成正比,因此,當結構采用輕骨料混凝土后,自重會明顯的下降,也就降低了地震力,減少了地震對結構的作用,提升了結構的抗震性能。同時,由于輕骨料混凝土的彈性模量比同等級的普通混凝土低,結構的自振周期將變長,對沖擊能量的吸收快,變形能力增強,不容易遭受外力的破壞。
(3)抗裂性好:由于輕骨料混凝土相比普通混凝土有較小的熱膨脹系數和彈性模量,導致冷縮和干縮作用引起的拉應力小與普通混凝土材料,這樣的表現就導致了輕骨料混凝土構件的抗裂性能優于普通混凝土,這對改善結構的耐久性,延長結構的使用壽命是非常有利的,并有助于降低結構在使用期間的維護費用。
(4)耐久性好:使用輕骨料能有效避免混凝土的堿集料反應問題,延長結構的使用壽命。同時由于輕骨料混凝土的骨料—基材界面粘結牢固,具有一定的自養護功能和水泥砂漿品相的質量相對較好等因素,輕骨料混凝土抗有害介質侵入的能力也相對較強。
(5)耐火性好:由于輕骨料混凝土采用的是粉煤灰,煤矸石等骨料,而這些骨料都經歷高溫歷練,有良好的耐火性能,使得輕骨料混凝土熱工性能好,用以建造的建筑和結構的耐火性能好。一般建筑物發生火災時,普通混凝土耐火1h,而輕骨料混凝土可耐火4h.
(6)綜合技術經濟效益好:輕骨料混凝土的骨料通通常來自工業廢渣、煤礦的煤矸石、火力發電站的粉煤灰等,可降低混凝土的生產成本,并變廢為用,減少占用農田,減輕環境污染,具有良好的社會效益、經濟效益和環境效益。
三、輕骨料混凝土的缺點和發展前景
(1)輕骨料性能的完善:如今的親故料混凝土雖然具有上述輕質、高強、耐久性好等優點。但研究表明,高性能輕骨料混凝土的拉壓比要小于相同強度等級的普通混凝土,且隨著強度的提高,其脆性相應增大,脆性問題使得高強材料的優越性得不到充分發揮、限制了其在工程中的應用。因此,如何提高高性能輕骨料混凝土的韌性、提高其拉壓比,同時又能保持其輕質高強的特點,成為當前高性能輕骨料混凝土研究和應用中迫切需要解決的問題之一。
(2)輕骨料生產工藝和設備的更新:目前輕骨料混凝土配制過程中存在如下問題: ①為降低輕骨料的吸水率 ,改善新拌輕骨料混凝土的工作性 ,普遍在其表面涂蠟、 聚苯乙烯乳液等防水材料或施工前預濕輕骨料。 這些做法降低輕骨料混凝土的力學性能或降低其抗凍耐久性 ,并使生產制作變得復雜; ②在大的初始坍落度時 ,輕骨料易上浮離析 ,采用振搗施工時尤為突出 ,使硬化后混凝土的均質性差 ,耐久性下降 ,并降低其力學性能; ③提高水泥摻量 ,雖能改善新拌混凝土的工作性 ,但增大了輕骨料混凝土的收縮裂縫和溫度裂縫引起的危害 ,降低混凝土的耐久性 ,同時又增加工程造價。 因此 ,工程結構迫切需要制作簡單、 工作性好、 能免振搗自密實施工、 硬化后質量好、 體積穩定性好、 高耐久、 經濟的高性能輕骨料混凝土。。
(3)已有發展:①輕骨料品種的結構組成有較大變化:如今以粉煤灰、尾礦粉和河川污泥為主要原料的綠色輕骨料正在大量推廣應用。②輕骨料混凝土及其應用技術的迅速發展: CL40以上的高強性能陶粒混凝土的廣泛應用以及輕骨料混凝土泵送施工的普及。③輕骨料生產工藝設備的更新:原材料的微米磨細技術和無膠結料陶粒成球技術得到推廣應用,破碎型粒的破碎新技術的廣泛應用以及利用化學工業廢料加工成的節能燃料的成功開發。
四、總結
輕骨料混凝土的開發和利用,為混凝土的發展和變革添了重要的一筆。。相比普通混凝土,輕骨料混凝土的優異性能使得混凝土的應用領域更為廣闊。但輕骨料混凝土也存在著一些缺陷,對于這些缺陷,目前人們的主要解決辦法在于添加相應的纖維材料和高聚物等,以提高韌性和其他性能。但是這些還是沒有很好的解決輕骨料混凝土存在的問題,還有待于研究。
參考文獻
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【2】 鄭立,姚道穩.新型墻體材料技術讀本.北京:化學工業出版社,2005.
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【4】王發洲.高性能輕骨料混凝土研究與應用:(博士學位論文).武漢理工大學,2003.
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關鍵詞:矩形鋼管混凝土結構;受力;力學性能
中圖分類號:TU528.571文獻標識碼:B文章編號:1009-9166(2010)014(C)-0165-01
一、矩形鋼管混凝土結構簡介
由于圓鋼管對核心混凝土起到了有效的約束,使混凝土的強度得到了提高,塑性和韌性大為改善,且國內外對圓鋼管混凝土的力學性能研究較為系統而深入,因此在實際工程中得到了廣泛的應用。矩形鋼管對核心砼的約束效果雖不如圓鋼管顯著,但矩形鋼管混凝土仍有良好的效果,除了外形美觀,與梁節點構造簡單、連接方便等優點外,還具有能有效提高構件的延性及有利于防火、抗火等特點。
二、矩形鋼管混凝土結構受力簡介
圓鋼管混凝土結構在實際工程中應用越來越多,而方、矩形鋼管混凝土的工程實踐則很少見,原因之一是缺乏有關設計規程。目前對矩形鋼管混凝土構件力學性能的研究還不夠完整、系統,計算方法采用參考方鋼管混凝土的計算方法,但從直觀上看,它與方鋼管混凝土構件的內部受力不同,如下圖所示。對于矩形鋼管混凝土構件,矩形鋼管對混凝土長邊的最大約束力和短邊的最大約束力不相等,而方鋼管對混凝土各面上的最大約束力是相等的,這就給理論研究增加了一定的難度。若忽略鋼管約束而引起的構件強度提高,僅對混凝土和鋼管部分進行簡單疊加,就降低了該結構的優勢,所以需要對矩形鋼管混凝土構件進行進一步的研究。
(a)方形截面混凝土約束力示意
(b) 矩形截面混凝土約束力示意
方、矩形截面混凝土約束力示意圖
以往對矩形鋼管混凝土力學性能的研究和目前對矩形鋼管混凝土構件計算多限于應用已成熟的鋼管混凝土構件的相應公式,主要對其差異進行調整、修正的方法。文獻[1]在實驗基礎上,考慮了矩形截面長寬比的影響,對方形鋼管混凝土短柱軸壓公式進行了修正,提出了矩形截面鋼管混凝土短柱承載力的計算公式。文獻[2]對四根長寬比為1、1.2、1.36和1.5矩形鋼管混凝土柱進行了軸壓和同樣長寬比下的偏心受壓試驗研究,比較了矩形鋼管混凝土和方鋼管混凝土在軸壓和壓彎計算時的差異,同時對矩形鋼管混凝土軸心受壓構件承載力計算采用折減后的約束系數修正方鋼管混凝土軸壓承載力計算公式。文獻[3]提出了用截面形狀系數而不是傳統的長寬比來修正圓鋼管混凝土軸壓短柱承載力公式,通過5個軸壓矩形鋼管混凝土短柱試驗,在分析其試驗數據的基礎上,結合前人研究的試件試驗數據,回歸出了相應的修正系數公式。還有研究者通過理論分析,發現在一定的參數范圍內矩形鋼管混凝土承載力的計算可以采用方形鋼管混凝土構件的公式,文獻[4]采用了等效截面的方法(即含鋼率和約束系數都相同)比較了各種截面鋼管混凝土軸心受壓時的工作性能。利用增量格式的拉格朗日表述,建立了三維有限元模型,同時考慮了材料非線性和幾何非線性,對長寬比分別為1.47、1.94和2.4的3個矩形截面進行了計算,并認為在長寬比不大于2.4的情況下,矩形截面可近似等效為正方形截面,采取相同的軸壓強度標準值。還有文獻[5]進行了44根矩形鋼管高強混凝土軸壓短柱的試驗,考慮了含鋼率、鋼種、混凝土強度等級和長寬比等因素的影響,采用數值分析的方法,以試驗為基礎,分離鋼管和核心混凝土的受力,提出了方形、矩形鋼管高強混凝土中核心混凝土和鋼材的縱向應力和應變的關系。
三、采用在大量試驗數據基礎上的矩形鋼管混凝土結構
軸壓力學性能的研究方法初探
由于在圓鋼管混凝土中,鋼管對混凝土的約束是均勻的,對于等側壓力作用下的三向受壓混凝土的研究已相當成熟,所以大大減少了研究者從理論上分析其承載力公式的難度。方形和矩形鋼管混凝土中的鋼管對混凝土的約束力是不均勻的,方截面兩個面上的最大約束力是相等的,而矩形截面兩個面上的最大約束力是不相等的,對于核心混凝土在不均勻、不等側壓力作用下的混凝土強度與不等側壓力之間的關系目前還沒有此方面的研究,這就增加了從理論上推導矩形鋼管混凝土極限承載力公式的難度,而建立在大量試驗數據的基礎上,考慮重要參數對承載力的影響,進行多元線性回歸而得出來的極限承載力公式具有簡單、可靠的特點,為極限承載力的預測和評估提供了一種簡便的方法。
作者單位:陜西科技大學
作者簡介:梁鑫(1972― ),男,陜西省永壽縣人,陜西科技大學,工程師。
參考文獻:
[1]蔣濤,沈之容,余志偉.矩形鋼管混凝土軸壓短柱承載力計算.特種結構,2002,19(2):4―6.
[2]王蕾,江雪.矩形鋼管混凝土短柱受壓承載力計算.桂林工學院報,2003,10(4):441―444.
[3]余志偉.多層住宅矩形鋼管混凝土梁柱及節點性能理論及試驗研究.同濟大學碩士論文,2003.
[4]鐘善桐.鋼管混凝土結構.北京:清華大學出版社,2003:8.
關鍵詞:鋼骨架輕型板,優點
一、工程概況
本工程為山東萊鋼永鋒鋼鐵有限公司450m高爐及有關設施升級改造項目原
料場工程一次轉運系統配電室。根據甲方提供的地質勘探報告,基礎坐落于第二層粉土上,地基承載力特征值為100Kpa。基礎采用墻下條基,上部結構為磚混結構,因地質條件與施工工期限制,屋面板采用鋼骨架輕型板。
二、鋼骨架輕型屋面板
鋼骨架輕型板由鋼骨架、鋼絲網、BAS輕質芯材復合而成,是集承重、隔熱、保溫、防水、防火等性能于一身的新型建筑構件。適用于抗震設防列度≤8度地區的一般多、低層民用建筑、單層廠房及加層改造或要求采用輕型樓板及屋面板的建筑。可用于無侵蝕性介質、板底表面溫度不大于100℃的建筑。結構構件安全等級二級,設計使用年限50年。
三、鋼骨架輕型板材的優點
1.輕質:芯材采用BAS無機輕質芯材,容重僅為300—500kg/m³,板自重為0.5—1.0kN/㎡,僅為傳統屋面重量的1/4。
2.高強:采用輕鋼骨架與BAS無機輕質芯材的組合結構,保持了傳統鋼筋混凝土板安全度高的優點。允許外加荷載設計值≥1.5kN/㎡,破壞荷載可達4 kN/㎡。
3.耐久:主要材料均為無機材質,抗老化能力強,耐久性好,能有效抵抗酸、堿、水汽的侵蝕.
4.保溫隔熱:BAS無機輕質芯材具有優良的保溫性能,導熱系數低,整板傳熱系數為0.5—0.8 w/m²k,滿足屋面保溫設計要求。
5.防水:采用專用防水耐磨涂層作為板材表面自帶的防水層,且可根據需要在其上附加其它各種防水作法,形成天基板屋面多道設防的復合防水體系。
6.防火:在標準荷載作用下,耐火極限可達90分鐘,燃燒過程中不爆裂,不放出任何有毒氣體,無異味,無煙氣,既具有優良的耐火性能,又符合現代建筑的環保要求。
7.抗震:輕質板材有利于建筑抗震,配合板材合理的抗震連接作法,能滿足8度地震設防烈度要求。且地震發生時,板材造成的次生傷害小。
8.隔聲:平均隔聲量40db,具有優良的隔聲效果。
9.泄爆:能用作建筑物的泄爆屋面。免費論文參考網。爆炸發生時,屋面板芯材粉碎,瞬間釋放爆炸能量,既達到泄爆目的,又不會產生次生傷害。
10.美觀:可根據用戶需要制成彩色板面或做其他裝飾處理,外形輕巧美觀,富有時代氣息。
11.使用靈活方便:板型規格根據建筑物特點量身訂做,使用時無須鋪設檁條,板上可開洞、安裝采光罩、出屋面管道、風機等。免費論文參考網。
12.維護簡單:正常使用時無需特別維護,使用成本低。當局部損壞可在屋面直接修復,如確有換板必要時,亦可單板更換,不影響整體結構。
13.經濟:采用天基板可明顯節約支撐系統用鋼量,縮短施工周期,綜合經濟效益明顯。
四、結語
采用鋼骨架輕型板材可實現輕質化且降低施工難度,免去了混凝土屋面板的繁瑣的施工和后期保養程序,在更好的滿足設計要求的同時大大縮短了施工周期。免費論文參考網。輕鋼骨架為板主要受力部件,骨架斷面按承載力和跨度要求調整,輕質無機芯材為填充材料,其厚度可根據保溫要求調整。板型靈活,可與混凝土結構、鋼結構、網架結構配套使用,不受固定模具限制,可以按照建筑設計要求配板,最大限度滿足設計要求。
參考文獻:
[1] GB 50016—2006,建筑設計防火規范.
[2] GB 50009—2001,建筑結構荷載規范.
關鍵詞:市政道橋;高強混凝土;應用
中圖分類號:TU99文獻標識碼: A
1、市政道橋施工中高強度混凝土的概況分析
1.1、高強度混凝土的特點
(1)環保性好
高強度混凝土通過減少混凝土的使用,可以節約在橋梁建筑工程中煤、礦石、砂、水、土地等能源的消耗。此外,能有效減少廢渣和有害氣體的排放,有效降低維護費用,達到節能減排的目的,其環保性較好。
(2)經濟性強
高強度混凝土比普通水泥的水泥用量少,不但能夠降低減水劑的使用量,而且能節約水泥使用成本,達到節省原材料成本的目的。一些特殊工程,如跨海大橋中使用的混凝土要摻入抗滲劑、抗腐劑等各種外加劑,此外,普通混凝土的耐久性和強度不夠,在使用中容易出現病害,后期維護費高,而高強度混凝土的使用能夠有效節省這些成本。
(3)適應性好
混凝土橋梁工程逐漸向大跨度與高負荷力方向發展,要讓混凝土的拌合物具備高強度并且便于澆灌,在施工中不能出現離析現象,能廣泛應用于預應力箱梁、混凝土鋼管拱橋、斜拉橋塔等各類橋梁施工。性能好的混凝土能保證澆灌的質量,確保其強度、密實性、穩定性和耐久性。在配置高強度混凝土時要用大量的細礦渣并改善其粘性。
(4)耐久性高
混凝土耐久性指的是其抵抗化學腐蝕、大氣作用、磨損等劣化環境的能力。劣化的誘因主要是混凝土內含有部分有害物及水分,因此,混凝土的強密實性是其高耐久性的有利保障。要獲得混凝土的強密實性,必須控制水量,少用水泥并摻入高活性礦物質,使有害物質及水分不被滲入,由此得到混凝土的高耐久性。
(5)強度高
對于混凝土而言,最根本的要求就是強度達標。由于混凝土結構各不相同,對于強度的要求也很難統一。例如,在道路橋梁工程中,要求混凝土的強度非常高,因此,使用高強度混凝土能達到穩固橋梁構造的作用。
1.2、市政道橋建設施工中應用高強度混凝土的優勢
(1)高強度混凝土符合施工需要
高強度混凝土具有耐久性好、強度高、結構穩定等特點,這些特點是橋梁施工的必須條件,基于這種要求,施工單位設計時應該把應用高強度混凝土納入標準規劃。在橋梁施工過程中使用高強度混凝土不但能使資源發揮出更大的優勢,同時也能縮短施工周期,提高工程效率,大量橋梁工程的實踐表明,在總荷載中,很大比例的重量是橋梁自身的重量。因此,使用高強度混凝土能夠減輕橋梁自身重量,加強結構的耐久性,使截面高度降低;前期就達到高強度,便可加快進度,提高工程效率。
(2)高強度混凝土能提升橋梁跨度
現代社會經濟高速發展,對橋梁跨度也提出了新的要求。隨著我國交通運輸事業的高速發展,公路、鐵路橋梁建設所使用的混凝土也隨之變化,強度等級不斷提高,這些因素都對混凝土性能要求更高。在我國大型的跨河、跨江、跨海的橋梁建筑工程中,許多已經嘗試使用C50~C60級泵運輸混凝土,如廣東的虎門大橋和江蘇的楊浦大橋等,從對高強度混凝土使用的回饋情況可以判斷其能夠很好地提升橋梁的跨預應力。
(3)高強度混凝土能延長橋梁使用年限
在橋梁建設中使用高強度混凝土不但能讓資源優勢充分發揮,而且對延長橋梁的使用年限起到很好的促進功效,高強度混凝土能有機結合其他建筑原材料,效果大大強于普通的混凝土,所以說高強度混凝土能有效延長橋梁的使用年限。世界上其他國家的高強度混凝土通常用在跨度大的橋梁建設工程上。例如日本著名的明石海大橋和加拿大的聯盟大橋等,其使用壽命均較長。
2、高強度混凝土在市政道橋中的應用
2.1、原材料
(1)優質原材料
高強混凝土它的安定性比水泥好,并且質量比水泥穩定。一般選用的525#硅酸鹽水泥,同時還要確定水泥的初凝時間,其標準稠度需水量以及活性都要在標準值以上。
(2)粗骨料
粗骨料的強度、表面特征、級配、雜質的含量、含水率、顆粒形狀等都要符合要求。將這些高強度材料混合在一起才能配制出高強混凝土,粗骨料也應該選用堅硬的石灰巖碎石,因為粗骨料的礦物成分能和水泥形成良好界面,同時還能發生化學作用,使材料結構更堅固。卵石的粗骨料可以有效提高拌合物的易性,通常情況下,高強混凝土使用于鋼筋密集的地方,所以集料粒直徑不能太大,并且要保證集料空隙控制在15~25mm,卵石粒直徑應該控制在25~30mm內。
(3)細骨料
細骨料的質量好壞影響著高強混凝土的強度,其含泥量、顆粒級配、云母含量等指標都應該符合要求。因為江砂、河砂、石英含沙量小,所以經過攪拌的混凝土粘稠度很高,難以振搗,所以在施工中不能使用。為了迎合混凝土的易性特點,勢必會加大水泥用量,從而導致成本的增加,這種混凝土的耐久性不好,在后期會出現收縮裂縫的現象。
(4)外加劑
外加劑主要是為了保證混凝土在高流態、低水灰比特性下獲得高強度的重要材料,它可以有效的緩解、延長凝結時間同時還提高強度硬性,在工程建設中,減少了水泥的用量,明顯的改善了混凝土的流動性和易性,常用的外加劑主要有以一萘磺酸鹽、芳香族樹脂、萘磺酸鹽,三聚氰胺甲醛縮合物,磺化瑪隆為主要成分。
2.2、高強度混凝土的施工工藝
(1)高強度混凝土在施工的過程中,水膠比低,因為需要的用水量比較少,但是進行拌合的時候卻比較稠,所以應用的攪拌設備必須具有良好的拌合性能。在進行高強度混凝土攪拌的時候,為了保證短時間內的攪拌均勻,可以使用逆流式或者臥鋪式的攪拌設備。如果選擇應用其他的減半設備,則需要先進行一定的實驗,保證攪拌后的拌合物具有一定的均勻性之后,才能繼續投入使用。
(2)在明確高強度混凝土的配置比的時候,配置人員必須對不同的材料進行準確的計量,并且保證設備出機口工作狀態的穩定性,避免產生較大的波動。在保證高強度混凝土具有較高精度的稱量裝置之后,配置人員還需要對砂石的含水量進行精準的控制。實現這一目的,操作人員不僅需要嚴格檢測攪拌設備上的含水量控制和測定設備,還需要在進行攪拌的時候,密切注視混凝土的攪拌情況。如果混凝土的攪拌稠度出現一定的波動,需要進行及時的調整。
(3)在完成高強度混凝土的攪拌之后,操作人員還需要應用泵或者是罐車實現對高強度混凝土的澆筑和運輸。如果在進行澆筑和運輸的過程中,工作人員應用手推車,不僅會增加工作難度,還不能完成對高強度混凝土外加劑的添加,不利于高強度混凝土的配置。
(4)高強度混凝土具有獨特的特點,水灰比小,在制作完成后,一般情況下都不需要泌水或者是需要進行少量的泌水。但是,在完成高強度混凝土的澆筑之后,施工人員需要加強對高強度混凝土的濕度養護,避免因為高強度緩凝土中的含水量太小,而造成高強度混凝土出現塑性裂縫。
(5)高強度緩凝土的制作過程中,會應用到較多的膠凝材料,需要施工人員重視加強保溫工作,避免混凝土的內外溫差產生較大的差異,而產生溫度裂縫。
總之,隨著市政道橋的不斷發展,混凝土的技術革命也即將開始。高強混凝土由于強度高、耐久性好、變形小等特性,可以滿足建筑需求:橋梁結構、承載標準、承受惡劣環境等,所以能夠適用于現代橋梁建設當中。同時這種高強混凝土減小了橋梁構架的界面,增大了橋梁的使用面積,在一定程度上,還降低了工程造價成本。
參考文獻
[1]丁建彤,郭玉順.高強輕質混凝土在公路橋梁上的應用[A].交通部科技教育司、交通部公路司、中國公路學會.第一屆全國公路科技創新高層論壇論文集新技術新材料與新設備卷[C].交通部科技教育司、交通部公路司、中國公路學會:,2002:6.
【關鍵詞】輕骨料混凝土建筑工程施工
中圖分類號: TV331 文獻標識碼: A
一.引言
不論是人造輕骨料混凝土應用的早期還是現在,在我國主要還是用于墻體結構,其中包括工業與民用建筑的各種墻板及小型空心砌塊等,占人造輕骨料混凝土總量的70~80%。眾所周知,人造輕骨料混凝土在工程中的應用技術是與人造輕骨料的生產技術休戚相關的,人造輕骨料生產技術的進步,為提高輕骨料混凝土的性能創造了條件。目前我國人造輕骨料產品性能結構的發展更趨于完善,各項技術規程、標準文件齊全、施工技術提高,都為人造輕骨料混凝土的應用拓展了空間,可根據不同用途和結構性能要求,配制不同密度等級和強度等級輕骨料混凝土,使應用領域更加廣泛。
二.對輕骨料混泥土的認識。
輕骨料混凝土(Lightweight aggregate concrete)是指采用輕骨料的混凝土,其表觀密度不大于1900kg/m3。所謂輕骨料是為了減輕混凝土的質量以及提高熱工效果為目的而采用的骨料,其表觀密度要比普通骨料低。人造輕骨料又稱為陶粒。
輕骨料混凝土具有輕質、高強、保溫和耐火等特點,并且變形性能良好,彈性模量較低,在一般情況下收縮和徐變也較大。
輕骨料混凝土應用于工業與民用建筑及其他工程,可減輕結構自重、節約材料用量、提高構件運輸和吊裝效率、減少地基荷載及改善建筑物功能等。
輕骨料混凝土按其在建筑工程中的用途不同,分為保溫輕骨料混凝土、結構保溫輕骨料混凝土和結構輕骨料混凝土。此外,輕骨料混凝土還可以用作耐熱混凝土,代替窯爐內襯。
以天然多孔輕骨料或人造陶粒作粗骨料,天然砂或輕砂作細骨料,用硅酸鹽水泥、水和外加劑(或不摻外加劑)按配合比要求配制而成的干表觀密度不大于1950kg/m3的混凝土。
輕骨料混凝土具有密度小、保溫性好、抗震性好等優點,適用于高層及大跨度建筑。
輕骨料的技術要求。
輕骨料的技術要求主要有顆粒級配 堆積密度、粒型系數、筒壓強度(高強輕粗骨料尚應檢測強度等級)和吸水率等。此外,軟化系數、燒失量、有毒物質含量等也應符合有關規定。
輕骨料的驗收、存儲和運輸。
輕骨料的性能變化范圍較大,對所拌}昆凝土的質量影響也較大,故應重視其驗收、存儲和運輸。
輕骨料應按品種、種類、密度等級和質量等級分批檢驗與驗收,每200m3為一批,不足200m,以一批論,樣品的抽樣應嚴格按有關規定進行。輕骨料出廠時,生產廠應提供質量合格證書,其內容包括品種名稱及生產名稱、合格證編號及發放日期、批量編號及供貨數量、檢驗部門及檢驗人員簽字蓋章。輕骨料應按品種、密度級別、質量等級和顆粒級配類別分別堆放,必要時,應有防雨淋措施。可采用車、船封裝或袋裝運輸。運輸過程中應避免污染、壓碎,并應采取措施以防飛塵飛揚。
三. 輕骨料混凝土在建筑施工中的技術性能。
輕骨料混凝土的技術性能主要有拌合物的工作性和硬化輕骨料混凝土的體積密度、強度、保溫性能、變形性能和耐久性。
拌合物的工作性。由于輕骨料表面粗糙,吸水率較大,故對拌合物的流動性影響較大。為準確控制流動性,常將輕骨料混凝土的拌合水量(總用水量)分成附加水量和凈用水量兩部分。附加水量是輕骨料吸收的,其數量相當于1h的吸水量,這部分水量對拌合物的工作性作用不大;凈用水量是指不包括輕骨料1h吸水量的拌合用水量,該部分水量是拌合物流動性的主要影響因素。附加水量及凈水量之和為總用水量。國家標準對輕骨料1h的吸水率的規定是粉煤灰陶粒不大于22%,粘土陶粒和頁巖陶粒不大于10%。同普通混凝土一樣,拌合水量過大,流動l生可加大,但會降低其強度,對輕骨料混凝土,拌合水量過大還會造成輕骨料上浮,造成離析,故要控制用水量。選擇坍落度指標時,考慮到振搗成型時輕骨料吸入的水可能釋出,加大流動性,故應比普通混凝土拌合物的坍落度值低10―20ram。輕骨料混凝土與普通混凝土一樣,砂率是影響拌合物的工作性的另一主要因素。尤其是采用輕砂時,隨著砂率的提高,拌合物的工作性有所改善。
體積密度。與普通混凝土不同,輕骨料混凝土的體積密度范圍變化較大,而且直接與硬化后輕骨料混凝土的抗壓強度、導熱性、抗滲性、抗凍性有關系,故以體積密度為其主要的技術指標。一般來說,輕骨料混凝土的密度等級越小,其強度越低,導熱系數越小,抗滲性越差。因輕骨料的體積占輕骨料混凝土總體積的70%以上,故輕骨料混凝土的體積密度主要決定于其粗細輕骨料的體積密度。
強度。由于輕骨料表面粗糙,且內部孔隙率高,故吸水率較高。當與水泥、水拌合時,骨料表面吸附水泥漿的能力較強,若骨料拌合前沒有吸水飽和,還可吸收連接面水泥漿中的水分,降低水灰比,從而提高連接面的強度;另一方面在水泥漿硬化過程中,輕骨料吸附的水分又可緩慢釋出,養護連接面水泥硬化層,進一步加快水泥石與骨料的連接面向強度發展。因此,輕骨料(尤其是輕粗骨料)與水泥石間有較高的粘結強度。但與普通混凝土不同,由于輕粗骨料本身的強度較普通石子為低,故輕骨料混凝土在外力作用下的破壞不是沿連接面,而是輕骨料本身先破壞。對低強度的輕骨料混凝土,破壞也可能使水泥石先開裂。故輕骨料的強度除與水泥強度、水灰比、齡期、養護條件等因素有關外,還直接與輕粗骨料的強度有關。輕骨料混凝土的強度和體積密度是說明其性能的主要指標。
變形性能。輕骨料混凝土較普通混凝土的彈性模量小25%~65%,而且不同強度等級的輕骨料混凝土彈性模量可相差3倍之多。由于輕骨料的彈性模量較普通骨料小,所以不能有效抵抗水泥石于縮變形,故輕骨料混凝土的干縮和徐變較大。同強度的結構輕骨料混凝土構件的軸向收縮值約為普通混凝土的1~1.5倍。輕骨料混凝土這種變形的特點,在設計和施T中都應給予足夠的重視。
導熱性。由于輕骨料具有較多孑L隙,在硬化混凝土中多以STATCOM 的小信號模型及控制研究封閉孑L隙的形態存在,故其導熱系數較小,可有效提高混凝土的保溫隔熱性,對建筑物的節能有重要意義。其導熱系數直接與密度等級有關,密度等級越小,其導熱系數越小,保溫隔熱性越好。
抗凍性。大量試驗表明,輕骨料混凝土具有較好的抗凍性TiN 納米顆粒增強Ni-P復合鍍層的微觀組織與力學性能的主要原因是其在正常使用條件下,當受凍時很少達到孔隙吸水飽和,故孔隙內有較大的未被水充滿的空間,當外界溫度下降,孔隙內水結冰體積發生膨脹時可有效釋放膨脹壓力,故有較高的抗凍能力。輕骨料混凝土較小的導熱系數,也降低了冬季室內外溫差在墻體上引起的冷凝現象,故進一步降低了凍害作用。結語總之,輕骨料混凝土無論在組成、結構還是性能方面,與普通混凝土相比,都有很大的不同。因此開展高性能輕骨料混凝土的研究,其意義十分顯著。
四.結束語
綜上所述;輕骨料混凝土及其制品在建筑節能中的應用,應根據當地輕骨料資源情況,恰當選擇合理使用,才能使輕骨料混凝土及其制品在建筑節能中達到良好的效果,成為建筑節能中的綠色節能材料。
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