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纖維混凝土在土木工程中的應(yīng)用

2010-09-26 17:49  來源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  近幾年來,纖維混凝土的發(fā)展很快,工中常用的纖維主要有石棉、玻璃纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯、尼龍、碳纖維、鋼纖維等;炷潦钱(dāng)代應(yīng)用最廣泛、用量最大的建筑材料,但它抗拉強(qiáng)度低、易開裂、脆性大、變形性能差不利于抗震、自重大等弱點(diǎn)限制了其應(yīng)用范圍,因此,輕質(zhì)、高強(qiáng)、改善脆性一直是混凝土的發(fā)展方向。采用纖維增強(qiáng)混凝土是混凝土改性的一個(gè)重要途徑,纖維材料的摻入可大大提高混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗裂、抗疲勞性能、斷裂韌性及變形性能。鋼纖維混凝土適用于對抗拉、抗彎、抗裂、抗沖擊、抗疲勞和耐磨等性能要求較高的工程和部位。與普通的鋼筋混凝土比,鋼纖維混凝土具有較高的抗拉強(qiáng)度、抗裂性能和耐磨性能,其韌性和抗疲勞性能為同等級(jí)普通混凝土的數(shù)倍[1].鋼纖維增強(qiáng)混凝土的應(yīng)用起始于20世紀(jì)60年代。由于纖維的形狀、施工技術(shù)提高和改進(jìn),從70年代起,鋼纖維混凝土成為商品并得到應(yīng)用,其使用范圍也在不斷擴(kuò)展。通過對80年代鋼纖維混凝土試驗(yàn)工程的檢查和考評,肯定了其應(yīng)用于工程的優(yōu)越性。目前,鋼纖維混凝土主要用于工業(yè)廠房地坪、隧道襯砌、公路路面、橋梁以及機(jī)場跑道、滑行道和停機(jī)坪,并逐步擴(kuò)展到民用建筑結(jié)構(gòu)中。鋼纖維混凝土在施工過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)主要有:

  高性能混凝土應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)硅酸鹽水泥,配制時(shí)摻入一種以上的優(yōu)質(zhì)礦物摻合料,通過摻合料品種與摻量的選擇調(diào)節(jié)混凝土的性能,這將比直接選用普通水泥、礦渣水泥或粉煤灰水泥具有更好的技術(shù)效果。

  細(xì)度是指水泥顆粒的粗細(xì)程度。當(dāng)水泥的細(xì)度增大時(shí),水泥活性提高,早期強(qiáng)度也得到提高。一些熟料燒成質(zhì)量較差的水泥廠,為滿足早期強(qiáng)度往往以提高粉磨細(xì)度來達(dá)到。但是,過高的細(xì)度對外加劑吸附量大,且在低水膠比條件下,易產(chǎn)生收縮,而且水泥凈漿流動(dòng)度隨水泥細(xì)度的增大而下降。所以國家標(biāo)準(zhǔn)就把水泥的細(xì)度規(guī)定在一定的范圍內(nèi)。如GB 175-1999硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥規(guī)定,硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)大于300 ㎡/kg,普通硅酸鹽水泥的細(xì)度用80μm方孔篩篩余不得超過10.0 %.但傳統(tǒng)的規(guī)定和試驗(yàn)方法只能評價(jià)出水泥顆粒總體的粗細(xì)程度,而無法表征水泥顆粒的分布級(jí)配。

  研究表明,水泥顆粒中4μm~30μm的顆粒對強(qiáng)度貢獻(xiàn)最大,大于60μm的顆粒僅起填充作用,小于30μm的顆粒對減少泌水及早強(qiáng)有利。當(dāng)水泥顆粒越細(xì)時(shí),水化活性雖然增高,但同時(shí)由于水泥顆粒分布窄,顆粒堆積的空隙率大,水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大,凝結(jié)時(shí)間長,早期強(qiáng)度低,與外加劑的相容性差。因而配制高性能混凝土的水泥,應(yīng)具有連續(xù)的顆粒分布級(jí)配,其最佳粒徑分布應(yīng)該使水泥的堆積密度和水泥顆粒的水化活性相匹配,使水泥粉體達(dá)到最佳堆積密度,則其用水量最低,與外加劑匹性強(qiáng)。所以,高性能混凝土的水泥細(xì)度,應(yīng)以顆粒分布級(jí)配表征,取代目前的細(xì)度評價(jià)法。

延伸閱讀:土木工程 混凝土 纖維
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