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建筑工程項目管理軟件

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硅粉混凝土性能與施工研究

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摘要:分析硅粉混凝土的物理力學(xué)和抗裂性能,通過試驗表明:硅粉混凝土有效提高構(gòu)件的強度、減少裂縫產(chǎn)生。從材料選擇、施工工藝和澆筑養(yǎng)護等方面研究硅粉混凝土施工的特殊要求。采用工程實例證明硅粉混凝土在水工結(jié)構(gòu)中比普通混凝土具有優(yōu)越性能。關(guān)鍵詞:硅粉混凝土; 力學(xué)性能; 施工工藝 硅粉是在冶煉硅鐵合金時由電弧爐中高純度石英與焦炭發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成,并通過收集電弧爐排放出的氣體中的粉塵而得。1982年挪威國家技術(shù)研究院首次將硅粉加入混凝土中并對其性能進(jìn)行綜合研究,硅粉混凝土引起人們的關(guān)注。由于硅粉混凝土對硅酸鹽水泥獨特的互補性能,再加上對環(huán)境保護有利,硅粉已被確定為一種新型的輔助膠結(jié)材料正被廣泛研究和應(yīng)用。1 硅粉混凝土性能
1.1 硅粉的性能 硅粉是一種非常細(xì)的粉末,它的平均粒徑0.1 m,比表面積15—20 m 2/g。硅粉末具有完美的球形狀態(tài),含有85% 一95% 的玻璃態(tài)二氧化硅;密度2.2—2.5 g/cm3 。表觀密度為200—300 kg/m 3。表1是北京地區(qū)所產(chǎn)硅粉的化學(xué)成分及含量。 硅粉混凝土能增加新拌混凝土的粘聚性、粘度和需水量減少泌水;但在炎熱和干燥氣候,卻有增加塑性收縮開裂的危險。1.3 硅粉混凝土的力學(xué)性能 加入硅粉能有效減少混凝土與鋼筋界面水分的積聚,改善鋼筋混凝土的粘結(jié)性。在水灰比和混凝土配合比相同條件下,摻硅粉的混凝土的抗壓強度明顯高于普通混凝土。試驗結(jié)果與試驗配合比見表2。 實驗研究表明,混凝土中硅粉摻量超過20% ,硅粉混凝土的抗壓強度不再隨硅粉摻量的增加而提高;在硅粉摻量不超過20%時,硅粉混凝土的彈性模量隨硅粉摻量的增加而增大,但兩者之間無明確的數(shù)學(xué)關(guān)系 。1.4 硅粉混凝土的抗裂性能 硅粉的平均粒徑100 mm,屬納米級顆粒,具有優(yōu)越的火山灰性能。加入到水泥混凝土中,不但可以填充水泥的空隙,更重要的是納米硅粉與水泥漿體中的Ca2 反應(yīng),生成水化硅酸鈣膠體,改善水泥漿體與骨料的界面結(jié)構(gòu)和性能.減少空隙率,增強混凝土的抗?jié)B性和耐久性。 研究表明,硅粉混凝土能有效抵抗CL-滲透,大大減少CL-侵入混凝土中腐蝕鋼筋產(chǎn)生的順筋裂縫,從而有效提高混凝土的抗裂性能。這一優(yōu)越性能尤其適用于海港混凝土工程。 表3是運用電通量試驗計算的不同混凝土配合比CL-擴散系數(shù)。試驗采用普通52.5硅酸鹽水泥。為使混凝土具有足夠的和易性,試驗中使用高效FDN一5減水劑。 從試驗數(shù)據(jù)可看出,單摻硅粉5%擴散系數(shù)最小,證明硅粉混凝土有效抵抗CL-侵蝕。2 硅粉混凝土施工工藝 由于硅粉特殊的物理化學(xué)性能,可用于制造生產(chǎn)高強度、低滲透性和抗化學(xué)腐蝕的混凝土,在水工結(jié)構(gòu)、交通、建筑工程施工中都有巨大市場。但硅粉混凝土的施工工藝與普通混凝土有不同之l處,只有嚴(yán)格遵守和正確運用才會得到合格的硅粉混凝土制品。 2.1 原材料要求
2.1.1 硅粉 除應(yīng)當(dāng)滿足國家頒布的《混凝土用硅粉品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》外,還應(yīng)滿足:SiO2含量:大于或等于85% ; 含水率:小于或等于3% ; 火山灰活性指數(shù):大于或等于90% ; 45 m濕篩篩余:小于或等于10% ; 比表面積:大于或等于15 m 2/g。 硅粉在運輸和儲存巾必須保持干燥,不能受潮。為方便使用,硅粉在使用前7 d可用機械攪拌成濃度30%的均勻漿液待用。儲存漿液的池子必須干凈不漏水,有遮蓋,避免蒸發(fā)并防止雨淋和污水流人。施工前為防止沉淀分層,必須經(jīng)常攪拌保證均勻。2.1.2 稱量允許偏差 水:小于或等于0.5% ; 硅粉干劑:小于或等于1.5%; 水泥:小于或等于1.5%; 外加劑或硅粉漿劑:小于或等于3% ; 各種集料:小于或等于2%。 硅粉混凝土坍落度對加水量敏感。在施工前應(yīng)測定骨料施工現(xiàn)場含水量,并計算在混凝土設(shè)計水量內(nèi),外加劑要防止結(jié)團,使用前最好制成溶液攪拌均勻。2.2 施工工藝
2.2.1 澆筑面處理 硅粉混凝土作面層與普通混凝土同時澆筑時,要在普通混凝土振搗后初凝前鋪硅粉混凝土,并保汪振搗棒插人普通混凝土層2 cm處振搗密實,以保證層間混凝土粘結(jié)良好。 與普通混凝土分期施T時;要按照施工縫處理,縫面配置鋼筋網(wǎng)片,基底鋪設(shè)鋼筋。澆筑前用鋼絲刷鑿毛并用壓力水沖洗,除去雜物,保持澆筑面濕潤才可以鋪硅粉混凝土。2.2.2 攪拌運輸 硅粉混凝土投料順序與普通混凝土相同,硅粉與水泥膨脹劑可以同時加入。采用強制式攪拌機,拌和時間比普通混凝土延長0.5倍。
硅粉混凝土拌和比較粘稠,從攪拌機出料后盡量縮短運輸時間;施工完畢運輸機具要及時清洗。2.2.3 振搗與養(yǎng)護 振搗時間比普通混凝土?xí)r間延長一倍,使內(nèi)部氣泡完全排出。以新鮮混凝土不下沉、不出氣泡、開始泛漿為準(zhǔn)。若有振搗器無法振搗的部位,必須人工振搗使其密實。為防止硅粉混凝土產(chǎn)生早期塑性開裂,施工現(xiàn)場要采用輯風(fēng)裝置。早期養(yǎng)護摹保證濕潤,使表面始終處于潮濕狀態(tài)21 d以上,如果氣候干燥炎熱應(yīng)延長到28 d。3 工程應(yīng)用 某海港浪濺區(qū)的鋼筋混凝土構(gòu)件,南于受到海水CL-滲入及海浪沖磨,一般使用3年就會因鋼筋銹蝕出現(xiàn)沿鋼筋的順筋裂縫,為提高使用壽命,決定采用硅粉混凝土。施工前為使硅粉均勻減少污染,將硅粉加水制成漿體,拌和時間比普通混凝土延長1 min。 施工過程嚴(yán)格遵守硅粉混凝土施工工藝,從拌和到澆筑成型30 min,抹面后用噴霧器均勻噴灑表面養(yǎng)護劑,2 h后用濕草袋覆蓋灑水養(yǎng)護21 d。施工中材料用量見表4。 施工完后前期取樣測得強度見表5。2003年4月對正在使用的構(gòu)件取樣檢查,各項指標(biāo)都符合設(shè)計要求,使用正常。4 結(jié)束語 硅粉混凝土具有高強度、抗?jié)B透和抗化學(xué)腐蝕的性能,施工工藝與普通混凝土不同。工程實踐表明其在水工結(jié)構(gòu)建筑中和水下構(gòu)件補強加固中能發(fā)揮優(yōu)越性能。
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發(fā)布:2007-08-14 11:09    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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