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周永祥:以新觀點(diǎn)和新措施對(duì)待高性能混凝土(三)

中國建筑科學(xué)研究院 周永祥 · 2015-06-09 10:19

  高性能混凝土是以建設(shè)工程設(shè)計(jì)、施工和使用對(duì)混凝土性能特定要求為總體目標(biāo),選用優(yōu)質(zhì)常規(guī)原材料,合理摻加外加劑和礦物摻合料,采用較低水膠比并優(yōu)化配合比,通過預(yù)拌和綠色生產(chǎn)方式以及嚴(yán)格的施工措施,制成具有優(yōu)異的拌合物性能、力學(xué)性能、耐久性能和長期性能的混凝土。理解這一概念,應(yīng)該分兩個(gè)層面上:第一,是理論層面。在這個(gè)層面上,高性能混凝土是滿足工程需求的“個(gè)性化”和“最優(yōu)化”的混凝土,運(yùn)用全過程質(zhì)量控制的理念,是可持續(xù)發(fā)展思想下的技術(shù)方向。第二,是技術(shù)層面。在這個(gè)層面上,高性能混凝土需要建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料、配合比、生產(chǎn)、施工、驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)指標(biāo)體系?!陡咝阅芑炷翍?yīng)用技術(shù)指南》與《高性能混凝土評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(在編)所做的工作之一就是將高性能混凝土概念從理論層面落實(shí)到具體的、具有操作性的技術(shù)層面。

  2養(yǎng)護(hù)問題

  養(yǎng)護(hù)對(duì)高性能混凝土尤為重要,是含有較多礦物摻合料的膠凝材料水化反應(yīng)以及較低水膠比混凝土硬化發(fā)展的重要條件,只有及時(shí)、合理的養(yǎng)護(hù)才能保證澆筑后高性能混凝土的性能。加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)是減少收縮、控制高性能混凝土裂縫最有效技術(shù)措施之一。大摻量礦物摻合料混凝土相應(yīng)需要延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間,否則表層混凝土碳化問題突出。

 2.1養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土收縮的影響

  混凝土從澆筑后,其收縮可以分為兩個(gè)階段(如圖9所示):第Ⅰ階段為快速發(fā)展階段,這一階段從澆筑后到終凝點(diǎn)之后的約2~3小時(shí)內(nèi)結(jié)束(一般情況下這一階段大約為澆筑后的前12小時(shí))。絕大部分的收縮集中在這一階段發(fā)生,急劇式發(fā)展,收縮速率大?;炷两K凝后,收縮速率迅速下降,隨即平穩(wěn)發(fā)展階段(第Ⅱ階段)。

高性能混凝土


 圖9 不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的早期收縮率

  (環(huán)境的蒸發(fā)速率0.05mm/h~0.06mm/h)

  表5為不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土不同時(shí)間點(diǎn)的早期收縮率,將12h和72h收縮率作對(duì)比。由表可以看出,從成型起12h內(nèi),混凝土的收縮量占據(jù)了前72h收縮量的絕大部分,是產(chǎn)生早期收縮裂縫的最敏感時(shí)段。

  表5 不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土不同時(shí)間點(diǎn)的早期收縮率

高性能混凝土

  根據(jù)周岳年等人[2]的研究結(jié)果,混凝土早期收縮速率和收縮量與所處環(huán)境的蒸發(fā)速率成正相關(guān)。水分散失對(duì)新拌混凝土收縮率的有極大的影響,保持持續(xù)的表面濕潤養(yǎng)護(hù)對(duì)減小早期開裂的意義十分重大。

高性能混凝土

圖10  C30混凝土在不同環(huán)境條件下的收縮率[2]

 2.2養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土抗?jié)B性能的影響

  葛兆慶等人[3]研究了不同的養(yǎng)護(hù)條件對(duì)同一種C30混凝土滲透性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),早期養(yǎng)護(hù)對(duì)硬化混凝土的抗?jié)B性能影響極大(見表9和表10)。同一種混凝土,好的養(yǎng)護(hù)可以使得抗?jié)B等級(jí)達(dá)到≥P25,相反,不好的養(yǎng)護(hù)(不養(yǎng)護(hù)),混凝土抗?jié)B等級(jí)僅有P2。電通量指標(biāo)也有明顯的差異。

  總的來說,混凝土特別是高強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)應(yīng)遵循“初凝以前保濕,終凝以后補(bǔ)水”的原則。在氣溫高、濕度小、風(fēng)速大的環(huán)境下,及時(shí)、正確的養(yǎng)護(hù)更加重要。

表6 不同養(yǎng)護(hù)方式[3]

高性能混凝土

 表7 不同養(yǎng)護(hù)方式下C30混凝土的抗?jié)B性能[3]

高性能混凝土

  3結(jié)束語

  近幾十年來,混凝土材料技術(shù)取得巨大進(jìn)步,集中體現(xiàn)在高性能混凝土的出現(xiàn)和發(fā)展,由此帶來設(shè)計(jì)、施工的變革。

  混凝土技術(shù)在發(fā)展中出現(xiàn)了很多新問題,需要加以研究并解決,更重要的是,我們必須以全新的眼光來認(rèn)識(shí)和看待混凝土的新技術(shù)——高性能混凝土。如仍然采用對(duì)待傳統(tǒng)混凝土的做法,必然帶來很多質(zhì)量問題(如裂縫問題、早期碳化問題等)。甚至可以說,目前在工程建設(shè)中的某些問題,是設(shè)計(jì)、施工不能適應(yīng)新材料體系要求造成的。以新觀點(diǎn)和新措施對(duì)待高性能混凝土,不僅是推進(jìn)混凝土技術(shù)本身進(jìn)步的要求,也是推動(dòng)設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等工程建設(shè)體系變革和進(jìn)步的要求。

  參考文獻(xiàn)

  [1] 陳樂雄,馮乃謙,等.微珠-混凝土低碳技術(shù)的新型材料[A].南昌會(huì)議論文集[C].2010.

  [2]周岳年,冷發(fā)光,田冠飛等.混凝土早齡期收縮變形全程曲線及其工程意義解讀[C].//“第一屆混凝土耐久性測(cè)試技術(shù)及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”交流會(huì)暨中國建筑學(xué)會(huì)建筑材料測(cè)試技術(shù)專業(yè)委員會(huì)2011年年會(huì)論文集.2011:66-75.

  [3]葛兆慶,周岳年,袁紅波等.早期養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)抗?jié)B性能的影響分析[J].施工技術(shù),2010,39(4):90-93.

編輯:徐潔

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