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超高強混凝土工作性能及裂縫控制?

隨著建築業的發展,人口越來越多,可用地面積越來越少。所以現在各國正在研究如何向超高層方向發展。超高層建築對建築自重的要求極高,所以對混凝土強度的要求也很高。超高強度混凝土的研究就迫在眉睫。采用高強混凝土對減輕結構自重、提高結構承載能力具有顯著的潛力。同時,對梁體頂板施加橫向預應力,對腹板施加豎向預應力能夠增加翼緣板長度,進壹步減小頂板、底板、腹板的厚度,最大限度的降低結構自重。然而,由於超高強度混凝土幹硬凝結過程中收縮過於嚴重。在收縮過程中會產生很多裂縫。而超高強度混凝土的密度很高,又不適合常規養護方法。無法保證其內部的濕度。同時超高強度混凝土的水灰比很大,水化放熱現象明顯,所以如何降低混凝土的自收縮現象控制裂縫寬度的研究是現在對超高強度混凝土結構質量的關鍵問題。

1裂縫對混凝土的危害

因為超高強度混凝土的自身收縮和嚴格的養護條件,所以想完全避免混凝土開裂從技術上來講幾乎不可能。所以我國規定混凝土允許壹些無害的裂縫存在。無害裂縫:穩定的變形裂縫和受力裂縫,最大裂縫寬度符合國家規定標準,且不會危害結構安全。有害裂縫:指不穩定裂縫或者最大寬度超過國家規定的裂縫。有害裂縫對結構的安全性和耐久性造成很大影響。危害:(1)混凝土出現裂縫時,如果水分滲入混凝土中,發生凍融現象,會導致裂縫逐漸加寬,導致混凝土失去承載力。(2)出現裂縫時,鋼筋有可能暴露在表面,和空氣接觸後,加速鋼筋的銹蝕,鋼筋銹蝕後會是混凝土的承載力大大降低。影響結構承載力。(3)加快混凝土的剝落。(4)破壞結構整體性,降低結構剛性。

2以我校制作的UHPC

為例分析我校的UHPC橋梁板配制時采用0.19~0.2的水膠比,為了減少制造成本,同時保證UHPC的強度,我們盡量減少水泥和矽粉的使用量,提高礦渣的使用量,這樣可以從壹定程度上減少UHPC的制作成本。混凝土養護方面,我們采用蒸汽養護法養護,預制混凝土構件采用蒸汽養護法養護有早期強度高且生產效率大的優點。普通混凝土如果進行蒸汽養護,會使混凝土的28d強度損失10%以上,但是超高強混凝土有很高的蒸汽養護適應性,4h的蒸汽養護可以達到標準養護28d的強度的80%以上。在制作過程中應適當摻加高效減水劑,劑量在1.6~1.9%。由於UHPC的特殊性,後期強度增長也很大,所以教授建議以90d作為設計標準強度。我校的UHPC抗震實驗也是在制作後100d左右開始加載。在制作時應該同時制作100mm×100mm×100mm的標準立方體試件。

3結論

影響UHPC裂縫寬度和數量的因素很多,主要有材料的組成,後期養護方式,鋼纖維的添加量以及混凝土的添加量。想要得到高強合格的UHPC預制構件,需要每壹個環節都要嚴格把關。

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