【导语】以下是小编帮大家整理的低强度等级混凝土的高性能化工程应用的探讨论文（共10篇），欢迎大家收藏分享。
篇1：低强度等级混凝土的高性能化工程应用的探讨论文
低强度等级混凝土的高性能化工程应用的探讨论文
【摘要】
高性能化的混凝土在理解上就是通过高强度的技术进行生产的。其实这样的理解是不全面的，低强度等级的混凝土同样可以进行高性能化的应用。本文介绍了低强度的高性能混凝土的发展现状和相关高性能化工程的应用。低强度混凝土的高性能化对传统的混凝土是一次突破性发展，在环境、经济上也都有很重大的影响。
【关键词】
高性能化;低强度等级;混凝土
1.引言
高强度混凝土微观结构比较密实，但是此类混凝土的优良强度和密实性也会带来脆性大、温度收缩性大等缺点、导致混凝土开裂。基于应用高强度混凝土带来的诸多不利因素，在实际的应用中不要求高强度而是在整体性能上表现良好。结构在某些使用情况下，混凝土只要某方面有很好性能的混凝土就被视为高性能混凝土，这种为特定环境而出现的混凝土应用十分广泛。随着低强度等级的混凝土在应用中逐年增加，高性能化的研究也就越来越重要。
2.高强度混凝土的劣势
(1)高强度混凝土在近几十年的应用较为广泛，但是由于其不具有较好的耐久性故其在高性能场合并没有得到很好的应用。高强混凝土的出现只有几十年，主要是通过降低水胶比来增加其强度。低水胶比造成了混凝土在微观结构上易变脆，在混凝土硬化后其强度会随着时间的推移而变得很差。高强度混凝土建筑在微观上结构致密，与外界的湿度交换较少，结构内部已产生负压而被压缩。
(2)其水胶比的减少也减少了其防火的能力。致密的结构会造成内部的混凝土不能水化，长期吸收外界水分会使体积膨胀。如果混凝土外加剂和混凝土之间的相容性不好，也能降低混凝土的性能。
(3)高强度混凝土性能转脆，强度减弱的严重问题，成为阻碍高强度混凝土成为高性能混凝土的主要原因。实际应用中，钢筋的增加虽然能够改善脆性，但是由于混凝土搅拌技术的不成熟，成效并不明显。这些缺点在应用中会导致很大的经济损失，使得人们明白高性能与高强度不能画上等号。
3.低强度混凝土的高性能化研究现状
在原材料上保证质量，低强度混凝土在通过一系列的优化，生产出性能良好的.混凝土就叫做低强度混凝土的高性能化。使混凝土结构得到改善，提高了强度等级，增强了耐久性。
3.1高性能的定义。
在过去实际工程的使用上，很多时候会通过增加水泥的用量来增加强度，水和水胶的含有量越来越小。虽然强度是得到了增加，但是由于材质劣化以及周围环境的变化对于建筑的侵蚀越来越明显。上个世纪末期增加强度带来的经济损失越来越大，让人们认识到高性能混凝土与高强度混凝土并不能对等。从微观上看高强度混凝土，在硬化过程中未出现毛细孔水，出现了混凝土颗粒不能水化等等情况，混凝土硬化后，其强度等特性与混凝土中氢氧化钙的排列有很大的关系。一定程度上可以这样判断高性能混凝土，耐久性良好的混凝土就属于高性能混凝土，而和强度等级并无较大的直接关系。
3.2研究现状。
(1)高性能混凝土研究应用在我国的起步较晚，近几年才迅速发展，在很多基础建筑工程中高性能化的混凝土成为了主力军。但是对于中低强度混凝土，特别是对于低强度混凝土高性能化的研究起步较晚，所以在高性能化的研究上并无较大的进步。
(2)国内对于低强度混凝土高性能化的研究备受关注，在研究中出现了很多的难题。其中最重要的就是在高性能概念的认知上，虽然研究的高性能混凝土采用的是高强度技术，但是并不能很好将低强度混凝土高性能化。在混凝土的强度设计过程中，水胶比和砂率是主要考虑的因素，不仅要通过相关强度公式来计算，还要考虑环境对于混凝土的各种侵蚀作用，这样才能获得理想的设计。
4.应用工程范围
(1)很多基础设施项目，比如地铁工程，要求其使用年限要长，因此对于混凝土的要求很高。一旦出现问题维修，则要耗费大量的人力物力，而且由于维修造成的地铁使用中断带来很多不便，使维修工作成为非常麻烦的事。所以混凝土的性能在使用之初就要得到充分的保障，耐久性成为必须考虑的问题。
(2)耐久性包括很多方面。就地铁工程而言，若使用的是低强度的混凝土，而混凝土的抗渗等级对于地下工程的要求很高，混凝土在地下特别是在地下水多的地方就特别要考虑渗漏问题，因此在设计上要求抗渗等级保持在P8～P12等级。实际上抗渗等级是地铁工程质量的主要考虑因素，混凝土耐久性就体现在混凝土的抗渗等级上。一旦发生渗漏就易造成混凝土性能降低，混凝土中的钢筋在水渗透后会锈蚀，使工程的使用寿命大大折扣。
(3)从微观上看渗漏，可以认为没有良好密实度的混凝土在水压力大时就容易产生渗漏，可以用抗渗等级来评价混凝土的抵抗压力液体渗漏的能力。还有一个主要的原因就是混凝土的开裂，这是混凝土使用过程中最致命的。在地铁工程的建造工程中混凝土的变形能引起混凝土体积的变化，所以很容易造成混凝土的开裂。控制使用过程中混凝土体积变化成为主要的方法，在选材上也要进行考虑。混凝土一旦发生了开裂现象，就很难通过有效的方法进行定量评价，其形成原因和应用环境是主要的因素。从分析可以看出，地铁工程中需要的是密实度高和体积稳定性好的混凝土，对于强度的要求并不高。
5.高性能化过程
对于高性能的混凝土，虽然在制造工艺上并没有很高的要求，无特别之处，但在选择混合料上要求十分严格。改善低强度混凝土的性能从很大程度上就是靠合理的外掺料，矿物材料是高性能化的必要条件。正确地进行配料可以减少成本投入。地下工程中要求的高密实性不能通过加大水泥的用量来实现，这样虽然可以提高密实度，但是会使体积稳定性降低，且混凝土硬化后水泥体积收缩会产生开裂。提高矿物的掺合量不仅可以提高混凝土的密实度，而且还可以减少水泥的应用成本，不会带来增加密实度而引起的体积不稳定。
5.1矿物掺和料。
(1)由于钢筋和混凝土的接触过渡区狭窄，所以导致了钢筋和混凝土的接触面很薄弱，结合面区域强度和耐久性都比较差。混凝土中的氢氧化钙在结晶后定向排列，形成的多孔结构会导致其界面结合过渡区增大。对于外掺材料，可以加入粉煤灰等矿物材料降低氢氧化钙的沉淀，在结合处可以减少空隙，从而增加了抗渗漏性提高了耐久性。
(2)常用的高性能化的掺和料有很多，其中粉煤灰、矿渣和硅粉应用较多。增加硅粉用量可以提高混凝土强度，但是由于硅粉价格较贵，在实际使用中较少，故主要是使用粉煤灰、矿渣较多，用来增加混凝土的强度。混凝土水化热的效果在增加矿渣量掺后会降低，因此效果不好，所以在很多情况下可以使用粉煤灰来代替矿渣改善混凝土的性能。
(3)混凝土中的相关成分进行的化学反应是活性反应，对于添加有粉煤灰的混凝土中产生的活性反应，主要就是指活性氧化硅、氧化铝的反应和氢氧化钙的生成。粉煤灰产生的物理性能来自其形态效应。粉煤灰的活性玻璃态球状颗粒能改善混凝土的和易性，提高混凝土的密实度，混凝土中的含气量和泌水性都会因此降低。在选择粉煤灰时要注意其形状和成分，其品质主要由它们决定，通过相关的测试来选择活性高、有害成分少的粉煤灰。
5.2混凝土配制。
(1)用水量的减少可以增加高性能混凝土的密实性，但是在耐久性上并不能得到保障。在实际配制混凝土时可以保证胶结材料的用量，水泥要保证不过量使用，增加粉煤灰的量替代水泥的功能，从而降低了温度变化导致的收缩性，不仅要保证混凝土材质的均匀性还要保证其和易性。
(2)混凝土中使用外加剂可以很好地提高流动性，而且不会对混凝土结构造成损害。想要减少混凝土中产生的孔隙可以使用高效减水剂，欧洲国家在很早之前就开始使用，现今成为一种普遍使用的方法。高效减水剂可以在保证水泥用量的同时可以提高混凝土的流动性，对于吸附在一起的水泥有明显的分散作用。比如地铁工程，降低混凝土泌水的有效方法则是使用引气剂，它是一种表面活性剂，使用引气剂后，混凝土在搅拌过程中产生的微气泡就会均匀分布，不仅改善了混凝土内部的孔结构，而且提高了其密实性。这些微气泡在混凝土硬化后存在于混凝土中，显著提高混凝土的抗冻性和抗渗性。
6.结束语
在广泛应用低强度混凝土的今天，要进行其高性能化的研究很有必要，使用外加剂的方法是一种有效的途径。科学的选材，使用合理的外加剂和外掺材料，改进施工工艺，就可以将低强度等级的混凝土进行高性能化。高性能化的应用可以降低成本，提高资源的合理利用，国内外低强度的混凝土使用量还是占有很大的比例，在高性能化研究上尤为重要。
参考文献
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[6]缪昌文.高性能混凝土在建筑工程中的应用[J].混凝土与水泥制品.，5：3～4.
篇2：浅析低强度等级水工混凝土耐久性提高对策论文
摘要：随着我国经济的迅速发展，工程建设项目不仅有了数量上的增加，规模也发生了较大的提升。在现代化的工程发展中，人们对于工程的质量重视越来越明显，所以强化工程质量的建设意义重大。水工混凝土是目前工程建设中进行的一项重要措施，目的是为了提升工程的整体质量，但是在实际分析过程中发现，部分强度等级较低的水工混凝土，其耐久性存在着一定的题，而这些问题的存在则会影响工程价值的持续性发挥，所以积极的探讨与之相关的解决措施意义重大。文章就低强度等级的水工混凝土耐久性提升对策进行分析，旨在强化水工混凝土的质量提升，从而实现安全使用的标准。
篇3：浅析低强度等级水工混凝土耐久性提高对策论文
随着工程技术的不断进步，混凝土技术也在不断的发展，而在技术发展的变化下，工程对于混凝土的耐久性、美观性要求越来越高。水工混凝土是混凝土当中的一种重要类型，具有等级不高和浇筑量大的显著特点。在这两个特点的作用下，水工混凝土的拌合物胶凝含量相对比较少，所以水胶比相对较大。在施工过程中，因为操作等方面存在的原因，混凝土在胶捣成型的时候表面会存有不同程度的气泡、孔洞和色斑。这些问题的出现会使得水工混凝土的耐久性降低，所以积极的分析水工混凝土耐久性提升的对策，对于混凝土安全以及工程质量都有着重要的作用。
1.低等级水工混凝土耐久性问题出现的因素
1.1个人因素
个人因素是影响低等级水工混凝土耐久性问题的重要因素。其实，个人因素主要指的是施工人员的综合素质。就目前的施工而言，工作人员的素质主要包括四方面的内容：第一是理论水平；第二是实践操作能力；第三是安全意识；第四是质量意识。这四个方面对于水工混凝土的耐久性都有着显著的影响，但是目前的大部分施工人员，这四个方面的基本素养存在缺失，所以在具体的施工中，水工混凝土的耐久性提升很难实现。从这个层面来看，充分的认识个人因素在低等级水工混凝土耐久性问题当中的影响，并进行针对性的改变意义重大。
1.2设备材料因素
设备材料也是影响低等级水工混凝土耐久性问题的重要因素。从目前的现状来看，此因素的影响主要体现在两个方面：第一是材料配比的不合理会使得混凝土质量严重下降。因为在具体施工的过程中，配比材料存在质量上的问题，所以会出现混凝土质量下降的问题。第二是水工混凝土的安全隐患提升。水工混凝土在工程建设中起着基础作用，其配比材料存在问题，工程的基础性性能便会下降，整个工程的危险系数上升，所以强化设备材料的质量意义重大。
1.3施工方案因素
施工方案对于低等级水工混凝土耐久性也有着显著的影响。从目前的现状来看，低等级水工混凝土的施工方案主要存在三方面的问题：第一是方案的系统性比较差，结构松散性严重。这样的方案，无法提升施工的统一性，所以其科学性较低。第二是方案和实践的结合度不高。因为方案没有在实践考察的基础上进行改进和完善，所以方案和实践的适应性不强。第三是方案的技术交底不充分，所以会出现方案和技术不匹配的问题。从目前的情况来看，施工方案导致的管理实效最为严重。
1.4环境因素
环境因素对于低等级水工混凝土耐久性影响也较为巨大。从水工混凝土的具体施工实践来看，一方面是混凝土的凝结受到比较显著的环境影响，而目前对于环境的控制比较弱，所以混凝土凝结不稳，其耐久度较低。另一方面是在施工的过程中，由于现场环境的.管理和控制不到位，所以会出现操作或者器械使用失误的情况，这种情况的产生影响了水工混凝土施工的规范性，所以其耐久度会受到影响。
2.低等级水工混凝土耐久性提升的对策
2.1强化施工人员的水平提升
强化施工人员的水平提升是低等级水工混凝土耐久性提升的主要对策。施工人员水平的提升主要从两个方面进行：第一是要强化施工人员的理论建设。理论建设主要是针对水工混凝土的基本常识进行。通过理论建设，施工人员可以更加清楚的认识到水工混凝土的特点以及作用规律，这样，在把握特点和规律的基础上进行施工耐久度的强化。第二是进行施工人员技术操作水平的提升。技术利用是施工效果强化的一项重要内容，通过技术操作水平的提升，可以将水工混凝土施工中的耐久度难题进行有效的解决，这样，水工混凝土耐久度的提升会更加的明显。
2.2加强材料质量的控制
加强材料质量的控制对于提升低等级水工混凝土耐久性有着重要的作用。从混凝土施工的最终目的来看，其施工一方面是要进行混凝土耐久度的提升，另一方面就是进行施工成本的控制。加强材料质量的控制符合施工质量提升的目的，所以在具体施工中进行材料强化十分的必要。要进行材料质量的控制，主要有两方面工作：第一是进行材料理论值的全面性分析。从而保证材料的合格性。第二是进行材料的实际性能检测。对比材料的理论数值，进行实效性检测可以对材料的全面性能有一个掌握，这样，材料利用的价值才会得到体现。
2.3优化施工方案，提升其科学性
优化施工方案，提升科学性是提升低等级水工混凝土耐久性有效措施。施工方案对于水工混凝土耐久度提升有着重要的影响，而要进行施工方案的强化，主要需要进行三方面的工作：第一是强化施工方案的系统性分析。因为水工混凝土耐久度的提升是一个统一的过程，不能进行人为割裂，所以在施工方案强化的时候要重视系统性。第二是强化实际探查和施工方案的联系。在探查实际的基础上联系施工方案并做好改进，这样，施工方案会具有更强的适用性。第三是做好施工方案中的技术交底，如此可以实现技术和方案的统一，整个施工的科学性会明显的提升。
2.4控制施工环境，保证环境稳定
控制施工环境，保证环境的稳定对于提升水工混凝土耐久度而言同样重要。要进行施工环境的控制，具体工作需要从两方面人手：第一是进行现场人员的管控。这方面的工作主要指的是对现场施工人员的数量进行控制，对施工流程也要进行把握，这样，工作的现场环境可以保持有条不紊，施工规范性会有所提升。第二是进行水工混凝土的凝结现场控制，通过对不同元素的综合把握，将混凝土的凝结现场做好优化，这样，水工混凝土的耐久度提升可以实现更好的控制。
3.结语
水工混凝土的耐久度对于混凝土本身的质量和安全有着重要的作用。在目前的工程实践中，低强度等级的水工混凝土有着大量的运用，但是由于材料因素、施工人员的因素以及施工因素等原因导致，其耐久度一直得不到很好的提升。积极的分析在目前施工过程中水工混凝土耐久度提升困难的原因，并在原因的基础上针对性探讨强化的措施，可以有效提升水工混凝土的耐久度。这对于水工混凝土自身的质量提升和工程安全的强化价值意义显著。
篇4：论高性能混凝土特性及施工应用论文
论高性能混凝土特性及施工应用论文
摘 要:高性能混凝土是一种是以耐久性为主要指标,同时具备高强、高早强、高施工性等优异性能的新型混凝土。应该通过制备的科学性以及提高浇筑、捣实等施工方法和工艺来提高混凝土的高施工性、高强度和体积稳定性,从而提高道路桥梁的使用寿命和整体经济效益。
关键词:道路桥梁;高性能混凝土;高抗渗能力;施工应用
1 高性能混凝土的特性
1.1 具有一定的强度和高抗渗能力
高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力,但不一定具有高强度,中、低强度亦可。至于高性能混凝土应达到多高强度,世界各国暂无统一的明确规定。
1.2 具有良好的工作性
高性能混凝土具有良好的工作性,在成型过程中不分层、不离析,易充满模型;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性,施工时能达到自流平,坍落度经时损失小,具有良好的可泵性。这种优良的工作性能可以保证施工时混凝土的质量均匀,提高施工效率。
1.3 使用寿命长
高性能混凝土的使用寿命长,对于一些特护工程的特殊部位,控制结构设计的不是混凝土的强度,而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作1以上,是高性能混凝土应用的主要目的。
1.4 具有较高的体积稳定性
高性能混凝土具有较高的体积稳定性,即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热,硬化过程中不开裂,收缩徐变小。硬化后期具有较小的收缩变形,不易产生施工裂缝。
2 高性能混凝土的配备及应用
2.1 高性能混凝土的配备原则
在高性能混凝土按配合比拌制之前,必须对原材料进行检验,尤其要控制好集料,水泥和矿物掺合料的质量,主要的技术指标必须达到施工规范提出的要求。由于高性能混凝土用水量少,水胶比低,拌合时较稠,因此在具体的操作中,应需要采用拌合性能好的搅拌设备。配制的基本原则是:采用低水胶比,选用优质原材料,且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂如硅灰、粉煤灰、矿渣等,并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑,以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。粉煤灰能有效地提高混凝土的抗渗性,显著改善混凝土拌合物的工作性,拌合用水采用无污染、无杂质的饮用纯净水。另外,制备高性能混凝土时,各种原材料的计量应尽量准确。
2.2 高性能混凝土的应用范围
随着材料科学的不断发展,耐久性、养护的`难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标.高性能混凝土具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能,早期强度高,韧性高和体积稳定性好,在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。目前,高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造,包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基,硅粉混合水泥。另外,由于高性能混凝土可以显著降低结构的重量,显著提高受弯构件刚度,在预应力结构中则可施加更高的预应力值,并可利用早强特点提高张拉。并且,高性能混凝土还具有较强的抵抗大气环境作用和化学物质侵蚀的能力以及耐磨能力,可以广泛应用于露天工程或地下工程以及道路桥梁工程当中。
3 保证高性能混凝土施工质量的具体对策
3.1 严格控制高性能混凝土的拌制和运输高性能混凝土拌制前,严格按照施工配合比进行准确计量。
在具体的施工配备中,即使搅拌设备上装有先进的含水量测定及控制设备,操作人员也应该认真操作,在其稠度发生波动时,及时加以调整,从根源上确保高性能混凝土的特性。搅拌前严格测定粗细骨料的含水率,及时调整施工配合比。对于高性能混凝土运输设备限定,则应根据具体建筑工程的结构特点和工程量的大小以及道路气候状况等各种因素综合考虑后确定,在运输过程中还要尽可能保持混凝土的均匀性。运输时间应保证混凝土在初凝前浇入模板内并振捣密实。要求道路尽可能平坦且运距尽可能短,最大限度上减少混凝土的转运次数,确保高性能混凝土特性在具体施工中的正常发挥。
3.2 高性能混凝土的科学合理浇筑
混凝土的浇筑质量好坏直接关系到具体道路桥梁结构的承载能力和耐久性。浇筑一般包括布料、摊平、捣实、抹面和修整等诸多工序,混凝土浇筑工作十分关键,所浇混凝土必须均匀密实且强度符合施工的具体要求,保证结构构件几何尺寸准确,钢筋和预埋件位置准确,拆摸后混凝土表面平整光洁。同时,还要正确留置施工缝,采用分层连续浇筑,严格控制所浇混凝土的入模温度。在浇筑过程中,采用插入式高频振捣器按要求振捣密实。加强检查支撑系统的稳定性,浇筑后按照工艺仔细抹面压平,严禁洒水。
3.3 保证水化反应的正常进行
此外,保证水化反应的正常进行是保证高性能混凝土高性能的重要工艺措施,温度的高低直接影响水泥水化的速度,而湿度则严重影响水泥水化的能力。因此,要严格控制温度和湿度条件,保证混凝土的水化反应在适宜的环境条件下进行,确保高性能混凝土在施工中的使用功能。
参考文献
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篇5：高性能混凝土在桥梁建设中的应用探讨论文
高性能混凝土在桥梁建设中的应用探讨论文
[摘要]本文介绍了三个方面的内容:一是高性能混凝土产生的背景。二是高性能混凝土的特性。三是高性能混凝土在施工中需注意的问题。
[关键词]高性能混凝土 桥梁建设 应用
高性能混凝土是20世纪80年代末90年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土，它以耐久性为首要设计指标，这种混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命，如香港的青马大桥、加拿大的联盟大桥等，这些跨海大桥的设计使用寿命均在100年以上，而建设部于20世纪90年代组织了对国内混凝土结构的调查，发现大多数工业建筑及露天构筑物在使用25～30年后即需大修，处于有害介质中的建筑物使用寿命仅15～。为了区别于传统混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被各国学者所接受，被认为是今后混凝土技术的发展方向。
一、高性能混凝土产生的背景
1.现代科学技术和生产发展的需要。各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用的重大混凝土结构工程施工难度大，使用环境恶劣、维修困难，因此要求混凝土不但施工性能要好，尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好，使用寿命长。
2.全世界都面临早年用普通混凝土修建的桥梁等基础设施老化问题严重，需要投入巨额资金进行维修或更新。
3.混凝土作为用量最大的人造材料，它的使用对生态环境的影响巨大。传统混凝土的原材料都来自天然资源，每用1t水泥，大概需要0.6t以上的洁净水，2t砂、3t以上的石子;每生产1 t硅酸盐水泥约需1.5 t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1tCO2，而大气中CO2浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。为了满足庞大的混凝土用量，过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。再者，由于混凝土过早劣化，如何处置费旧工程拆除后的混凝土垃圾也给环境带来威胁。因此，未来的混凝土必须从根本上减少水泥用量，必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料;必须充分考虑废弃混凝土的再生利用，未来的混凝土必须是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高强都意味着节约资源。高性能混凝土正是在这种背景下产生的。
二、高性能混凝土的特性
与普通混凝土相比，高性能混凝土在组成与配合比方面有如下特点:
1.使用矿物掺合料。高性能混凝土一般都含有矿物掺和料硅粉、粉煤灰或磨细矿渣，经过国内外大型桥梁中的实际应用表明，其中以硅粉提高强度和耐久性的效果最显著。硅粉为高活性、无定性SiO2微小颗粒，粒径是水泥粒径的1/100，可以填充在水泥颗粒之间，同事能将水泥水化产生的Ca(OH)2转化为CSH凝胶(即火山灰反应)，从而大幅度提高混凝土强度和降低混凝土渗透性。在非常恶劣环境中要求混凝土结构具有长寿命，或混凝土强度等级在C80以上，硅粉是高性能混凝土的必要组成部分。优质粉煤灰具有物理减水作用，高细度矿渣具有增强作用。这两种掺和料也都有火山灰反应活性，能够在一定程度上降低混凝土渗透性;但粉煤灰和矿渣会降低混凝土早期强度。同时掺加硅粉和优质粉煤灰或高强度矿渣，可以配置高强同时耐久的混凝土。目前这种水泥+硅粉+粉煤灰或矿渣的三组份胶结材的高性能混凝土正在获得越来越多的应用。
2.低水胶比。只有水胶比低，混凝土的孔隙率或渗透性才可能低，因此低水胶比是保证混凝土高耐久性于较高强度的前提条件之一。目前已形成共识:水胶比低于0.45的混凝土，不可能在严酷环境中具有高耐久性，实际应用的高性能混凝土水胶比常常介于0.25~0.40之间。
3.最大骨料粒径小。高性能混凝土骨料的最大粒径宜在10~20mm。有两个原因，其一;最大粒径较小，则骨料与水泥浆界面应力差较小，一位应力差可能引起裂缝;其二:较小骨料颗粒强度比大颗粒强度高，因为岩石破碎时消除了内部裂隙。
4.高效减水剂与水泥的相容性好。低水胶比和含有硅粉的高性能混凝土除必须使用高效减水剂以外，高效减水剂和水泥之间的相容性还必须好，这样才能保证混凝土拌和物有良好的工作性。经过实际应用已基本了解出现相容性的原因是:高效减水剂与水泥的CaSO4均能与水泥水化速度最快的C3A反应，如果水泥的石膏不能及时释放硫酸根离子与C3A反应，则大量高效减水剂就会被C3A所束缚，高效减水剂就不能发挥应有的减水作用，即出现相容性问题。一般C3A含量高和使用硬石膏的水泥，容易出现与高效减水剂相容性不良的问题。
虽然高性能混凝土具有上述共性，但并不意味高性能混凝土会有标准的组成或配合比，因为每个工程的`原材料和对强度、耐久性的要求都不同，配合比使用中也会根据桥梁的实际需要使用不同类型的水泥、矿物掺和料和化学外加剂。对于预应力混凝土大梁，配合比主要是以强度指标为基础，一般同时能够获得较高耐久性，因为高强混凝土的渗透性较低。相反，现浇桥面板的高性能混凝土配合比则一般以耐久性为基础，同时也规定了混凝土的最小抗压强度。
三、高性能混凝土在实际应用过程中存在的问题
高性能混凝土的突出特点就是掺加矿物掺合料、降低水泥用量、低水胶比、掺用复合外加剂等。的《公路桥梁施工技术规范》(JTJ 041-)中，就已经明确提出，水泥用量是指“水泥与矿物掺合料总量”，水灰比就是水胶比。在这之后的《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/T B07-01-2006)中明确提出了各种环境下最小胶凝材料用量，与《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-)中的水泥用量基本一致，如表2，同时提出最小水泥用量应不低于240 kg/m3。作为施工人员在实际应用中一定要认真学习规范，灵活运用规范，而不被规范束缚，和普通的混凝土应用区别开来。
四、高性能混凝土在施工中需注意的问题
高性能混凝土的特点是低水胶比、高矿物掺和料、复掺外加剂，这与普通混凝土是不同的，这使得高性能混凝土在施工的质量控制、养护措施都与普通混凝土不同。低水胶比决定于混凝土的粘性变大，在混凝土的运输、浇注、振捣工艺上必须严格控制，有的施工人员为方便施工而掺水，结果强度、耐久性大幅度下降;高矿物掺和料要求混凝土的养护必须到位，普通混凝土早期强度高水化快，对养护不是很敏感，但高性能混凝土则不同，高性能混凝土用水量低，易发生自身收缩而产生裂缝，所以浇筑捣实后，盖上湿布或草帘进行早期养护。保证水化反应的正常进行是保证高性能混凝土高性能的重要工艺措施，在混凝土浇筑完毕后12小时以内，通过湿润养护，使混凝土在良好的条件下进行水化反应。因为掺和料的活性比水泥小得多，对硅粉混凝土，要求潮湿养护14d，而粉煤灰混凝土则要养护21d才能达到预期效果，否则会发生表面掉面、耐磨性差等;复掺外加剂要求混凝土的拌合时间必须要长，外加剂的用量很小，若不保证拌合时间，根本分散不开，均匀性变差，致使外加剂不仅起不到作用，反而使混凝土表面质量下降。
五、结束语
目前，在世界范围内，高性能混凝土的研究和应用正在不断创新发展，而由于高性能混凝土能有效的降低构件的截面尺寸，降低造价，节省材料费用，寿命期延长又能大幅度减少经济开支，因而高性能混凝土是今后桥梁建设中很有发展前途的优质材料。
篇6：确保工程混凝土强度的环节控制论文
确保工程混凝土强度的环节控制论文
保证基础和主体工程质量的关键是混凝土强度的环节控制。混凝土需通过试配、试验、配合比设计、施工、取样、养护、检验等环节。其中任何一个环节的疏忽或失误，都有可能导致混凝土强度的降低。为了确保混凝土的设计强度，必须抓好以下几个方面的工作。
1、编制施工组织设计
施工组织设计的编制，应完善两个问题：
（一）专门编制混凝土的施工方法和质量措施，使混凝土的质量始终处于受控状态。
（二）按照《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定，混凝土强度质量的评定，现场一般采用标准差未知的统计方法和非统计评定方法。其区别是验收批混凝土试件组数的不同和数理统计的混凝土强度的标准差不同。因此高层和多层现浇混凝土结构对混凝土验收批的划分，在施工组织设计中应事先作出规定，以便决定采用何种数理统计方法和确定混凝土强度变化的幅度。按照单位工程基础及主体的施工过程。从下至上按照顺序统计所有混凝土的标号及其性能、部位及大概使用的时间，并提取委托试验单位混凝土的试配计划。
2、建立现场混凝土标准养护室
标准试件的混凝土强度是按标准方法制作的。边长为150mm 的标准尺寸的立方体试件，在温度为20+3℃ ，相对湿度为90％ 以上的环境和水中的标准条件下，养护至28d龄期时按标准试验方法测得混凝土立方体抗压强度。在光标准养护室。混凝土试件可在温度为20+3℃ 的不动水中养护，水的DH值不应小于7.由上可知养护标准的重点是温度，温度控制在17～23℃之间即为标准范围之内。适当的投入，对环境稍加处理。是完全可以满足养护条件的。
3、确定水泥厂家。认定河砂、石子产地
混凝土试配工作。原材料水泥、河砂、石子是关键。为了防止原材料供应不上，在确定材料供应商时，应选择两个以上的商家。并分别进行试配。为了确保原材料，满足现场供应的要求，对供应商进行考查是必须的。这里要强调的两个问题。一是混凝土试配T作必须是现场使用的材料；二是现场使用的必须是试配的原材料。如果因原材料供应不上，改用别的商家材料，必须进行试配，经项目技术负责人的审核后才能使用。
4、慎重选择混凝土配合比试配单位
为了确保混凝土配合比的准确性，在选择混凝土试配单位时，应优先考虑一级试配单位（特别是高标号混凝土和特殊性能混凝土）。并履行合同手续，明确双方的义务和责任。
5、再次试配
取得试配单位混凝土配合比后，为慎重起见，可比照配合比在现场再次进行试配、取样，检验其配合比的准确性，然后视情况进行处理、调整，由技术负责人认可再予以使用。为了获得更加接近实际施丁条件的混凝土强度的数据，也可以在现场浇筑混凝土垫层时，按所有混凝土标号的配合比从高到低分别搅拌数盘混凝土进行取样试验，便可提前了解所有混凝土配合比的使用情况，以便根据实际情况提前对混凝土配合比进行调整，做到心中有数，有的放矢。
6、制作试件
按《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定进行混凝土取样和制作试件，确保试件的.代表性。为了防止水份的蒸发和棱角的损坏。试件成型后应覆盖表面，并在温度20+5℃情况下静置一昼夜至两昼夜，然后编号拆模。
7、混凝土搅拌站工作人员持证上岗
混凝土搅拌站要设专门工作人员，经过培训取得上岗证的试验员，负责把好关，严格按配合比进行上料，确保上料与配合比吻合。
8、精工搅拌
现场混凝土搅拌站应配备性能良好的搅拌机和熟练的机械操作人员，控制好混凝土搅拌时间和用水量，确保混凝土的坍落度，必要时对坍落度进行检测。
9、特殊情况的处理
因材料供应不上而改变原材料的供应商，必须进行材质分析，重新出具配合比。如果时间不允许，可由有关专家 具临时配合比，但需经技术负责人同意，方能使用。
10、把好材料管理关
水泥库房设置要标准化，确保水泥不受潮，厂名和标号不混淆。在有效期内使用完。石子、河砂采购一定要保证质量。现场按规格、地点堆码。
11、商品混凝土质量的控制
为了确保混凝土的强度，项目必须强化商品混凝土的质量监控。选择信誉好的商品混凝土厂家，应从规模、技术管理水平、施工质量等三个方面进行考查，重点是质量，择优选取。商品混凝土厂家近年来混凝土强度标号控制统计水平数据的调查，主要是混凝土标号的稳定性的调查，特别是高标号的混凝土，能否满足项目图纸设计的要求。商品混凝土运到现场后，施工现场工程技术负责人应会同试验员、质量员、工长对商品混凝土质量进行经常的实地检查，对坍落度有怀疑时立即进行实测。如发现混凝土质量有疑问时，立即进行研究、处理。原则上混凝士在现场不允许添加生水进行搅拌。为了防止混凝土标号的混淆，商品混凝土搅拌运输车应统一挂牌。以示区分。
篇7：预制盾构管片高性能混凝土的研究和应用论文
预制盾构管片高性能混凝土的研究和应用论文
摘要：结合北京地铁预制盾构管片施工，对配制管片高性能混凝土的原材料和配合比进行了优选。试验证明，必须重视对水泥的选择，重点是早期强度、碱含量以及与外加剂的适应性。同时，必须重视对外加剂的选择，使用改性三聚氰胺高效减水剂和聚羧酸系高效减水剂效果较好。另外，针对市场上石子级配较差的状况，采用“组合级配”方法有效保证了混凝土中集料的级配，提高了新拌混凝土的工作性，保证了管片混凝土的匀质性和耐久性。
关键词：盾构管片；高性能混凝土；质量控制；三聚氰胺高效减水剂；聚羧酸高效减水剂
0 前言
目前地铁施工中大量采用预制盾构管片作为衬砌，管片混凝土必须使用高性能混凝土才能满足各种设计和施工要求。这些基本要求是：①抗压强度设计等级为C50，要求早强，即在蒸汽养护条件下满足12h一次模具周转。②水胶比不大于0.35，混凝土坍落度小于70mm，易于浇注和振捣。③构件几何尺寸偏差要求高，几何尺寸偏差要求小于1mm。④构件外观质量要求高，基本上要求达到清水混凝土的标准，即要求棱角完整无磕碰、外观光亮、颜色均匀一致、表面致密气泡少。⑤由于采用振捣工艺，混凝土必须有良好的触变性，分层、离析和泌水小。⑥体积稳定性好，裂缝少。⑦耐久性要求高，在耐久性指标上明确提出了1耐久性的设计要求。对混凝土抗渗性要求也很高，有的还有耐腐蚀要求。⑧低碱集料反应性等。本文结合几年来生产管片的实际经验，就管片高性能混凝土原材料优选以及配合比设计进行了总结。
1原材料优选
1.1水泥
混凝土裂缝是影响结构耐久性的重要因素。当混凝土发生破坏时，常常归因于养护、集料、掺和料或者质量控制，却很少考虑水泥的影响。这可能是因为同一类型的水泥一旦通过了标准试验就认为它们是一样的。然而事实上，不同厂家生产的同一类型的水泥,在抵抗混凝土开裂的能力方面有很大的差异。因此，高性能混凝土必须重视对水泥的选择。配制不易开裂的管片混凝土应重点考察以下几个方面：
（1）水泥早期强度好，并适合蒸汽养护，要求在低温蒸养条件下（60℃以下）盾构管片10h脱模强度≥20MPa。根据经验,应选择强度等级不低于42.5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
（2）为避免发生碱集料反应，水泥的碱含量应严格控制在0.6%以下。
（3）从经济性和耐久性两方面考虑，应选择与高效减水剂适应性好的水泥。
本文选择北京常用的三种普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5（甲、乙、丙）进行对比试验。其中混凝土脱模强度采用和实际生产一致的混凝土配合比（相同胶凝材料、相同水胶比、相同砂率）进行，试验结果见表1。与外加剂的适应性试验采用聚羧酸系高效减水剂，试验结果见表2。
通过表1和表2试验结果可以看出：
（1）三种水泥均属低碱含量水泥，以丙的碱含量最低。
（2）混凝土脱模强度：丙最高，乙中等，甲最低。
（3）与外加剂适应性：在水泥净浆流动度基本相同的情况下考察外加剂掺量：甲>乙>丙，说明丙与高效减水剂的适应性最好。
综合以上试验结果，丙最适合配制管片高性能混凝土。
1.2掺合料
掺合料是高性能混凝土不可缺少的组分之一,常用的掺合料有磨细矿渣、粉煤灰、硅灰等。众多试验研究结果表明，磨细矿渣可以改善混凝土的和易性、提高混凝土的耐久性，尤其是耐腐蚀性可得到较大幅度的提高。但是，近年来的研究结果也显示，掺加磨细矿渣配制混凝土的体积稳定性越来越引起工程界的重视，磨细矿渣细度越大，混凝土工程早期开裂的越多。如某管片厂采用大掺量磨细矿渣掺和料生产管片，在存放6个月以后，和不掺加磨细矿渣掺和料的管片相比，外弧面裂缝更宽和更深。大量研究高性能混凝土文献资料表明，单独使用优质粉煤灰或者把磨细矿渣和粉煤灰复合使用可减少混凝土收缩，提高体积稳定性[1]。本文根据经验使用Ⅰ级粉煤灰作掺合料取得较好效果。
1.3集料
针对北京及周边地区砂子细度模数普遍在2.5以下的特点，本文将改善混凝土集料级配的重点放在粗集料上。目前北京市售石子存在的最大问题是级配不合格，其中有生产不稳定的.因素，也有生产和存储过程中大小石子分离的问题。本文提出了“组合级配”方法，适当提高粗集料中细料含量，较好解决了细集料细度模数较低和粗集料级配较差的问题。表3为从某山碎石厂购买的5～20mm石子的实际筛分结果。
从表3可以看出，该5～20mm石子中10mm以下粒径偏少，已经明显低于规范的范围。本文采用“组合级配”方法，既简单易行，也不提高成本，取得了较好效果。所谓“组合级配”就是碎石厂根据混凝土企业提供的集料粒径生产2种以上间断级配的石子，由混凝土企业自己混合成满足级配要求的连续级配石子。如盾构管片需要最大集料粒径为20mm石灰岩碎石，我们通过和碎石厂协商，由其提供5～10mm、10～20mm两种级配的石子，在搅拌配料时按照25%的5～10mm碎石和75%的10～20mm碎石的比例混合，满足生产要求，检测结果见表4。
半年来的应用结果表明，采用组合级配方法有如下优点：
（1）克服了北京市场5～20mm石子级配差的缺点，保证了级配稳定。
（2）大大减少了针片状含量，提高了石子质量。
（3）可以根据砂子级配及时调整两种石子的比率，解决了盾构管片浇筑后浮浆过厚的难题。
1.4外加剂的优选
混凝土减水剂要满足低水胶比下流动性及其保持能力，减水率一定要大（一般在20%以上），且坍落度的经时损失要较小，这就要选用高性能高效减水剂。目前北京常用的高效减水剂主要有三类：
第一类是萘系高效减水剂，
第二类是新型改性三聚氰胺系高效减水剂，
第三类是聚羧酸系高效减水剂。
使用这三类高效减水剂配制的管片混凝土，在新拌混凝土工作性、强度稳定性、管片外观质量以及耐久性方面有较大区别。典型外加剂产品性能见表5。和水泥适应性好坏是选择外加剂的一个重要标准。本文采用水泥净浆流动度的方法检测外加剂与水泥的适应性。水泥采用与外加剂适应性较好的丙种水泥。水泥用量300g，固定用水量87g。试验结果见表6。
根据以上水泥净浆试验结果，比较三种减水剂减水率，聚羧酸盐系>改性三聚氰胺系>萘系。一般地，萘系高效减水剂用量为0.7%～1.0%（折固），国内改性三聚氰胺系减水剂掺量为0.45%～0.55%（折固），国外聚羧酸系高效减水剂掺量为0.10%～0.15%（折固）[2]。
聚羧酸系高效减水剂的减水性能明显好于其它两种类型产品，但价格也明显高于其它两类产品。综合考虑减水剂品质、与水泥适应性试验结果以及单方外加剂价格，初步确定使用国内改性三聚氰胺高效减水剂和国外某聚羧酸高效减水剂进行混凝土试配和管片制作，通过混凝土工作性、强度、管片外观等效果进行进一步优选。
2配合比试验和管片性能
2.1配合比设计基本要求
盾构管片高性能混凝土配合比设计的难点在于：较小坍落度的混凝土在浇注时有良好的触变性；振动成型过程中石子基本不下沉，分层离析小；混凝土浇筑后能够尽快失去流动度形成初始结构，易于抹面；早期强度高，满足24h周转两次的要求等。根据经验，配合比主要设计参数应满足如下几条：（1）水胶比控制在0.31～0.33之间。（2）胶凝材料总量不少于400kg/m3。（3）磨细矿渣和粉煤灰总掺量不超过胶凝材料总量的50%，其中磨细矿渣不超过30%。（4）砂率一般控制在36%～40%。
2.2试验室混凝土性能根据第
2.1条混凝土配合比设计原则，经试验最终确定的混凝土配合比及性能试验结果见表7和表8。
2.3 管片性能试验
在室内试验的基础上，用两种外加剂配合比进行了盾构管片生产试验，重点考察生产工艺上的区别和管片成品外观效果，结果如下：
（1）用改性三聚氰胺高效减水剂，混凝土粘聚性和保水性好，没有混凝土离析和泌水现象，尤其是构件外观色泽均匀一致，有光亮感，气泡小且少，满足清水混凝土标准要求。
（2）用聚羧酸盐高效减水剂，混凝土粘聚性和保水性也很好，没有离析和泌水现象，构件外观也能做到色泽均匀一致，但是光亮感稍差，气泡较多。
2.4单方混凝土经济分析
由于两个配比中除减水剂外其它组分用量相同，因此经济分析只考虑单方外加剂成本。使用聚羧酸高效减水剂的1号配比，单方外加剂费用为32.4元。使用改性三聚氰胺高效减水剂的2号配比，单方外加剂费用为27元。
综合考虑新拌混凝土和硬化混凝土性能以及成本等因素，使用改性三聚氰胺高效减水剂的2号配合比进行生产可以取得较好的技术经济效果。
3工程应用
目前北京地铁隧道施工大量采用了盾构法施工技术，仅地铁4#线、5#线和10#线就需要直径6m的钢筋混凝土盾构管片总计约50km。管片混凝土设计强度等级为C50，抗渗设计等级为P10。北京某公司为北京地铁加工盾构管片，到目前为止，使用改性三聚氰胺高效减水剂生产管片约3000环，共计混凝土2万m3，强度均达设计强度的115%以上，混凝土抗渗及管片成品检漏试验完全满足规范要求，管片尺寸完全满足设计要求，外观光亮、颜色均匀一致、表面致密气泡少，外观质量好，受到业主、施工单位、监理单位的一致好评。
4结论
（1）配制管片高性能混凝土必须重视对水泥的选择。应重点考察：①早期强度和低温蒸养条件下（60℃以下）10h脱模强度。②水泥碱含量。③与外加剂的适应性。选择和高效减水剂适应性好的水泥可以取得良好的经济性和耐久性。
（2）通过对萘系、三聚氰胺系和聚羧酸系高效减水剂进行大量对比试验，证明使用改性三聚氰胺高效减水剂配制的混凝土粘聚性和保水性更好，离析和泌水现象少，早期强度增长快，脱模强度高，构件外观色泽均匀一致，有光亮感，气泡少，完全满足高性能混凝土要求。
（3）使用聚羧酸系高效减水剂，除表面气泡较多外，其它性能和使用改性三聚氰胺高效减水剂基本相同，但生产成本较高。
（4）萘系高效减水剂可以配制出力学性能满足要求的混凝土，但混凝土匀质性差，离析泌水，很难达到高性能混凝土的要求。
（5）为了减少混凝土收缩开裂，提高体积稳定性，掺和料宜采用I级粉煤灰，掺量不宜超过胶凝材料总量的20%。
（6）针对北京市场石子级配较差的状况，采用“组合级配”方法可以有效改善混凝土集料级配，提高新拌混凝土工作性，提高管片混凝土匀质性和耐久性。
参考文献：
[1]郭延辉，覃维祖，郭京育.混凝土外加剂及其应用技术.机械工业出版社，.
[2]郭延辉，等.聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术.机械工业出版社，.
篇8：高强高性能自密实混凝土的质量控制与施工应用论文
高强高性能自密实混凝土是指强度不低于C60、具有大流动性且不离析、不泌水，无需外力振捣、能够在自重作用下充满模板内空间并密实的混凝土。高强高性能自密实混凝土与普通混凝土相比，有着更多的应用优势，有的工程部位必须使用自密实混凝土才能施工，质量控制与技术难度也比普通混凝土高，在混凝土的生产质量控制及施工过程中存在较大的困难。当前，云南对高强高性能自密实混凝土的研究不多，缺乏可靠的技术参考，不利于其应用优势的充分发挥，所以，便需要加强对高强高性能自密实混凝土的研究，总结一套较为科学的质量控制及施工应用方法。
1.高强高性能自密实混凝土的特点
高强高性能自密实混凝土是混凝土的`一个发展方向，与普通混凝土相比，有着众多优点和施工应用优势。首先，高强高性能混凝土结构强度较高，材料颗粒较小，并且混凝土中添加有减水剂和粘合剂，混凝土具有较强的稳定性。其次，在减水剂的作用下，混凝土的水胶比较低，具有良好的流动性，能够通过自身重力自由下落完成浇筑施工，并且在浇筑过程中不会有离析现象发生。同时，在施工过程中不需要进行振捣操作，不会对钢筋结构造成破坏，可以有效加快施工进度，还不会产生噪音污染，混凝土会均匀、密实的填满整个模板，混凝土凝结之后表面比较光滑，不会出现蜂窝、麻面等质量问题。除此之外，施工混凝土浇筑施工可以采用机械完成，能够节省大量人力，可以有效缩短工期，对环境造成的影响较小，能够减少人工成本及环境治理成本的投入，总工程造价较低。
2.高强高性能自密实混凝土的质量控制
原材料质量以及配合比，是影响高强度高性能自密实混凝土质量的主要因素，所以便需要从这两方面人手，加强对混凝土质量的控制。
目前国内关于自密实混凝土的技术标准有以下3个：JGJ/T283-《自密实混凝土应用技术规程》，CCES02-2004《自密实混凝土设计与施工指南》，CECS203-《自密实混凝土应用技术规程》；高强高性能混凝土标准如下：JGJ，q"281-2012《高强混凝土应用技术规程》，JGJ/T 385-《高性能混凝土评价标准》，CECS 207-2006《高性能混凝土应用技术规程》，GB/T18736-《高强高性能混凝土用矿物外加剂》。
2.1原材料质量控制
上述标准规定了对原材料的要求，实验检测方法等，但是不同的标准对同一指标可能要求高低不一样，比如细集料含泥量，需要合理的进行选择，宜尽量满足其中的最高要求标准；不同标准对同一项混凝土性能有不同的测试表征方法，宜根据混凝土设计要求和实验室具备的仪器设备进行选择测试表征评价方法，一般可采用比较简单的坍落扩展度（流动性）、T500（粘聚性）、J型环（通过性）及静态沉降柱（抗离析性）来进行表征。
高强高性能自密实混凝土的原材料主要包括水泥、粗骨料、细集料、掺和料和外加剂等。所用原材料质量必须满足现行相关标准要求。首先，在选择水泥的时候，应该优先选择水化热较低的普通硅酸盐水泥，最大限度地降低混凝土在水化硬化过程中释放出的水化热，避免混凝土在凝结硬化过程中产生较大的温度梯度、产生过大温度应力而出现裂缝。选定所用水泥后，应在生产前提前至少3天储备水泥，使水泥温度降低到环境温度或40°：E以下，不得使用刚从水泥厂出厂的热水泥。其次，粗骨料颗粒不宜过大，最大粒径应该严格控制在25mm以下，粗骨料必须选用颗粒级配良好的连续级配，必要时，采用5-10mm和10-25mm两种颗粒级配的粗骨料配制，应先通过试验确定两种粗骨料的最佳比例以保证达到最好的颗粒级配状态，并将骨料中的杂质筛选干净，粗骨料不得有泥块含量，泥含量控制在0.5%以下，严格控制粗骨料针片状颗粒含量不大于5%，粗骨料不得含有风化石子，粗骨料母岩抗压强度不低于80MPa，压碎值指标不得大于8%；然后，应该控制好细集料的细度模数，细度模数2.7-2.8最为合适，控制细度模数的同时，细骨料必须有良好的颗粒级配，严格控制含泥量小于2%。砂石骨料堆场应设置大棚或覆盖，以免太阳暴晒造成物料温度升高。另外，在选择掺和材料的时候，应选用活性指数高、需水量比小、烧失量小的掺合材料，掺合材料宜采用双掺。粒化高炉矿渣微粉宜采用$95级及以上等级，28d活性指数宜大于100%；粉煤灰应采用电厂电收尘而得到I级灰，不得采用磨细粉煤灰，0.045mm负压筛筛余小于12%，烧失量应小于4%，需水量比小于95%。最后，应该利用外加剂将混凝土的水灰比定控制在0.40之内，高强高性能自密实混凝土中常用的外加剂主要是聚羧酸类高效减水剂。聚羧酸减水剂应与所用胶凝材料进行适应性试验后选用，减水剂宜选用高浓低掺的减水剂，减水率不得小于28%；通过试验确定最佳掺量，合理调整缓凝剂用量保证混凝土凝结时间合理正常，应先通过试验确定聚羧酸减水剂各组分的用量，保证混凝土初始坍落度不小于220mm、坍落扩展度不小于600mm，坍落度经时损失满足要求，不得有离析、抓底、泌水、泌浆分层现象，慎用或不用引气剂，严格控制混凝土含气量不大于2%，生产时严格控制掺量。混凝土拌合用水同样应引起高度重视，宜用自来水或可饮用的干净的深井水，不得采用回收污水、含泥的河水，更不得使用受化学污染高含化学物质的污染水。
2.2科学设计配和比
近年来，配合比设计方法不断改进，自密实混凝土更是出现了很多的设计方法，一般有以下几类：第一类直接引用高性能混凝土配合比计算的一些方法，如全计算法或改进全计算法。第二类为根据堆积填充理论模型和级配理论进行设计；第三类为引入参数法建模设计，引人粗骨料系数，细集料系数，掺合料系档冉立模型设计；第四类为固定砂石体积含量的计算方法；第五类是采用正交试验或所谓的析因法；第六类为经验推导法，即以经验数据为基础确定单位粗集料用量、用水量和胶凝材料用量、细集料体积；第七类为基于净浆流变或砂浆流变，或者净浆厚度或砂浆厚度设计的方法。但是无论采用何种方法，均需要不断试配进行调整优化，避免设计和实际脱节。
在确定合格混凝土原材料之后，需要按照JGJ 55等相关规范性文件、工程需要结合技术人员经验就行配合比设计、试拌、调整、再试拌，以确定符合要求的最佳配合比。试配搅拌时应该使用与大生产同类型的卧轴式强制式搅拌机进行机械搅拌，不宜人工搅拌。试配时，依据GB50080要求测试混凝土初始坍落度、坍落扩展度，观测混凝土和易性、包裹性、粘聚性、保水性以及坍落度经时损失、初终凝结时间是否满足要求，观测混凝土是否离析、泌水、分层，观测出机混凝土自流平效果，是否有石子裸露、骨浆分离情况，否则重新调整参数反复试配，直至满足要求。混凝土拌合物性能满足要求后，严格按照GB50081要求制作、养护混凝土试件，检测各龄期混凝土力学性能，包括抗压强度、弹性模量、收缩等。拌合物性能和后期力学性能满足相关标准及工程要求之后才能确定最终理论配合比。一般情况下，粗骨料的体积要小于混凝土体积的36%，单位含量要小于950kg/m3，细集料含量大约集料总量的40%-50%，含水量以160kg/m3最为合适，水胶比控制在0.32±0.03。
3.高强高性能自密实混凝土的施工应用
3.1工程概况
某超高层建筑工程，需要应用C60高强高性能自密实混凝土，施工地点玉溪市。用到的混凝土原材料主要有普通硅酸盐水泥、当地砂石、聚羧酸类高效减水剂、一级粉煤灰等。借鉴以往工程经验，结合工程实际情况及要求，经过多次试配并对混凝土各项性能进行比较之后，确定了最为合适的配比方案，水泥、砂、石子、水、减水剂和粉煤灰的比例为1：1.447：2.340：0.351：0.032：212。
3.2混凝土搅拌
确定合适的配合比之后，严格按照配合比方案进行生产。生产时，及时准确测定砂石骨料含水率，根据含水率换算成生产配合比，严格按照生产配合比投料生产，做好开盘鉴定，确保生产时各材料用量、规格型号、技术要求与试配时一致，当一种或多种原材料与试配时不一致时，不得生产，应重新进行试配。生产时，确保搅拌设备和计量设备满足相关标准要求，确保计量误差满足要求，胶凝材料、水、聚羧酸减水剂单盘计量误差小于1%，单盘骨料计量误差小于2%。搅拌时间的控制是混凝土生产搅拌过程中的尤为注意的问题，因为高强高性能自密实混凝土中所用的外加剂主要是聚羧酸类高效减水剂，与普通混凝土所用的萘系和氨基磺酸系减水剂相比，这种类型的减水剂分子聚合度较高，搅拌充分才能发挥其性能，所以应该适当延长搅拌时间。由于高强自密实混凝土胶凝材料用量大、用水量少、水胶比小，与普通混凝土比较需要延长搅拌时间才能确保混凝土搅拌充分均匀，经多次测试之后，要想保证混凝土质量符合要求，其搅拌时间至少为90s。
3.3混凝土浇筑
在浇筑混凝土之前，首先应该对模板及其支护进行检查，确保模板的刚度与稳定度，保证模板表面光滑润湿，确保模板不漏浆。浇筑过程中应该控制好传输泵的传输速度，避免因空气进入到传输泵中，造成混凝土表面存在气泡。对该工程的混凝土浇筑总量进行计算后，确定每小时浇筑混凝土总量为36m3。混凝土浇筑施工过程中，确保混凝土生产供应和泵送施工持续进行，混凝土生产供应速度应和泵送施工速度高度配合，避免泵送浇筑间歇时间过长造成输送泵堵管和混凝土结构施工冷缝，避免混凝土到达施工现场等待时间过长、坍落度损失而改变混凝土性能。尽最大可能减小泵送管道混凝土出口处与混凝土浇筑面的高程差，避免了混凝土出现沉降、分层现象。混凝土泵送浇筑过程中，严禁向混凝土搅拌运输车或泵车中加水或其它任何物料。
3.4混凝土养护
在完成混凝土浇筑之后，混凝土终凝时，需要及时采取必要的养护措施。因为该工程施工阶段室外温度较低，所以为了加强温度控制，混凝土浇筑完成之后在其表面覆盖了一层毛毡，在起到保温作用的同时，还能减缓混凝土表面热量散发速率，减小混凝土结构内外温差而产生的温度应力。同时，还需要进行洒水养护，根据混凝土凝结时间的长短及天气情况，调整洒水频率，确保混凝土表面不失水长期处于潮湿状态。高强自密实混凝土应延长养护时间和模板拆除时间。
4.结语
超高层建筑工程对混凝土工作性能、强度、有很高的要求，高强高性能自密度混凝土的应用将会变得更加广泛，在超高层建筑和复杂结构中所发挥的作用越来越重要。通过加强对高强高性能自密度混凝土的研究，可以探索更加科学的质量控制及施工应用方法，提高高强高性能自密实混凝土施工质量，充分发挥其应用优势，促进超高层建筑工程质量进一步提高。
篇9：钢管混凝土在抗震工程中的应用论文
钢管混凝土在抗震工程中的应用论文
摘要：简要介绍了钢管混凝土的特点和发展史，针对前人已研究的成果，综述了不同截面、不同空心率、不同结构下的钢管混凝土构件的抗震性能，为钢管混凝土在实际抗震工程中的运用提供了参考建议。
关键词：钢管混凝土；抗震性能；耗能能力
0 引 言
钢管混凝土构件是在钢管内填充混凝土。随着高层、超高大跨度建筑的需要，钢管混凝土结构凭着承载力高、造价低、施工方便、抗震性好等优越的条件被广泛应用，很多研究者做了很多关于钢管混凝土的抗震性能分析和研究，取得了很大的成果，并在抗震工程中得到广泛应用。
1 钢管混凝土的特点
钢管在纵向轴心压力作用下，属于异号应力场，其纵向抗压强度将下降，小于单向受压时的屈服应力，同时钢管是薄钢管，单向受压时，承载力受管壁局部缺陷的影响很大，远远低于理论临界应力计算值；对于混凝土，强度低，截面大，随着混凝土强度增大脆性增加，而混凝土抗拉性比较差［1］。
钢管混凝土是新型结构［2］，正好弥补了两者的缺点，在钢管混凝土构件在纵向轴心压力作用下，由于混凝土的密贴，保证了钢管不会发生屈曲，可以使这算应力达到钢材的屈服强度［3］，使钢材的强度承载力得以充分发挥；对于混凝土，混凝土不仅受到纵向压力，还有受到钢管的紧箍力，使混凝土三向受压，使混凝土纵向抗压强度提高，弹性模量也得到提高，塑性增加。
钢管和混凝土的共同作用下，使得钢管混凝土构件有以下特点：
（1）构件承载力大大提高。1976年哈尔滨锅炉厂做了一次简单的对比试验，得到钢管混凝土柱轴心受压下承载力是空钢管和管内径素混凝土柱之和的173%。
（2）良好的塑性和韧性。这种新结构在承受冲击荷载和振动荷载时，有很大的韧性，所以抗震性能比较好。
（3）造价低, 从很多实际工程可以看到，钢管混凝土柱与普通钢筋混凝土柱相比，节约混凝土50％以上，结构自重减轻50％左右，钢材用量相等或略高，不需要模板。与钢结构相比，可减少钢材50％左右。
（4）施工简单，可以缩短工期。
2 钢管混凝土结构的发展史
钢管混凝土结构是在劲性钢筋混凝土结构、螺旋配筋混凝土结构以及钢管结构的基础上发展起来的。
在19世纪60年代前后，钢管混凝土结构在苏联、北美、西欧和日本等发达国家得到重视，并开展了大量的试验研究，但是施工工艺得不到解决。
在19世纪80年代后期，由于先进的泵灌混凝土工艺的发展，解决了施工工艺的问题。如1879年英国的Severn铁路桥的建造采用钢管桥墩，在管内灌了混凝土防止内部锈蚀并承受压力。
1923年，日本关西大地震后，人们发现钢管混凝土结构在这次地震中的破坏并不明显，所以在以后的建筑，尤其是多高层建筑中大量应用了钢管混凝土。1995年阪神地震后，钢管混凝土更显示了其优越的抗震性能。
钢管混凝土在我国的发展：20世纪60年代中期，钢管混凝土引入我国。1966年北京地铁车站工程中应用了钢管混凝土柱。在70年代厂房和重型构架也应用了钢管混凝土柱；80年代后，我国开展了科学试验研究，得到了结构的计算理论和设计方法［4］。
现阶段我国对钢管混凝土性能的研究：圆形、多边形和方形、实心与空心、轴心受压与偏心受压构件的强度和稳定；压弯扭剪复杂应力状态下构件的'强度和稳定；抗震性能与抗火性能以及施工时初应力的影响等。而且取得了很大的科研成果。
3 综述前人已研究的钢管混凝土抗震性能
3.1钢管混凝土构件根据截面形状可以分为方形、矩形、多边形及圆形截面钢管混凝土构件。
国外Shinji 和 Yamazaki 等[5]对受变化的轴力和往复水平荷载作用下的方钢管混凝土柱的受力性能和位移进行研究；Amit[6]做了高强方钢管混凝土柱抗震性能的试验研究，分别分析了高强混凝土和高强混凝土对构件滞回性能的影响；Kang 和 Moon[7]考察了方钢管混凝土柱恒轴力在低周反复荷载和单调荷载作用下构件的承载能力和耗能能力，得到方钢管高强混凝土柱滞回曲线饱满，即使在高轴压比的情况下，都没有明显的捏缩现象；试件有较好的耗能能力，位移延性系数均大于 3[8]。方钢管高强混凝土柱与普通方钢管混凝土柱[8]相比，有较高的弹性刚度和极限荷载；与高强混凝土柱[10]相比，有良好的耗能能力和更小的强度退化；与纯钢柱比，有良好的抗失稳能力。
苏献祥的矩形钢管混凝土柱在循环荷载作用下的性能研究中得到矩形钢管混凝土柱承载力高，变形能力强，有较稳定的后期承载力，延性系数在6．89～11．53[11]之间，满足延性柱的抗震要求，矩形钢管混凝土柱的滞回曲线饱满，没有明显的“捏缩”现象，耗能能力强，具有良好的抗震性能。
随着边数越多，钢管混凝土构建的组合性能越好，产生的紧箍力增大，承载力增大，塑性增强，承载力是抗震重要指标之一，因此圆形钢管混凝土具有较好的抗震性能。
矩形钢管混凝土柱与梁节点构造简单、连接方便，还能有效提高构件的延性及有利于防火、抗火等特点，最重要的是矩形截面存在刚度的强轴和弱轴，它可以按要求提高强轴方向的刚度，而弱轴方向刚度基本不变，从而提高截面整体效果；但是矩形各边不相等所以受到的紧箍力不同，不如方形截面受紧箍力相等。圆钢管混凝土构件的钢管对核心混凝上起到了有效的约束，使混凝土的强度得到了提高，塑性和韧性大为改善。截面选择时应该根据实际情况抓住主要的矛盾。
3.2钢管混凝土在房建中用于框架结构、框架剪力墙、剪力墙及筒体结构中。
Kim和 Bradford［12-13］指出钢筋混凝土框架结构抗侧刚度较小,为了使结构既具有较高的抗侧刚度，又有较好的耗能性能和承载力。有钢管混凝土框架结构抗震性能试验研究［14］得出此实验的P一△滞回曲线均呈现出饱满的棱形，充分表明钢管混凝土框架的耗能能力强和延性好。在破坏阶段，梁出现屈服甚至屈曲，得到钢管混凝土柱的抗倾刚度及塑性很好，整个结构的P一△曲线无下降段，具有较强的变形能力。
为减小高层建筑底部剪力墙的厚度，减缓箍筋的密集程度，提高剪力墙的抗震能力，可以采用钢管混凝土剪力墙结构，有试验［15］表明钢管混凝土剪力墙试件的开裂荷载、名义屈服荷载和弹塑性变形能力都大于相同参数的钢筋混凝土剪力墙试件，而且约束边缘构件为端柱的钢管混凝土剪力墙，其变形能力大于约束边缘构件为暗柱的矩形截面钢管混凝土剪力墙。
钢管混凝土减震框架结构在地震中消耗的地震能量相对较小，而钢管混凝土减震框架结构（三重钢管防屈曲支撑）具有与钢管混凝土框架剪力墙结构相当的承载力，并在变形能力延性和耗能能力等方面均有明显的提高，对刚度退化和强度退化也有明显的缓解，具有更合理的受力性能和破坏机制，新型三重钢管防屈曲支撑起到良好的耗能减震作用，有效地改善钢管混凝土框架的抗震性能［16］。
基于性能的钢管混凝土空间筒体结构试验［17］中得出此结构在Y向罕遇地震作用下，单侧支撑屈服，表明对于Y轴不对称的布置，对结构扭转影响显著；结构在X向罕遇地震作用下，个别重要构件钢管混凝土柱进入边缘屈服状态，少数支撑和钢梁边缘屈服，Y向罕遇地震作用下，偏心扭转相对较小，几乎不进入屈服状态，2个方向的层间位移角均小于1/50的要求，但是结构抗震能力完全达到了性能目标D的水准，接近c的水准［18］，得出钢管混凝土空间结构在X向罕遇地震下注意重要构件的强度和延性要求，在Y向罕遇地震作用下注意结构布置对称，避免偏心对结构的扭转作用，只要布置合理抗震性能还是比较强的。
为了改善钢管混凝土框架结构的受力性能，通常在钢管混凝土框架中设置支撑［19-20］来提高结构的抗侧刚度，但是在大震作用下，支撑有可能会出现失稳，可以通设置剪力墙来提高抗侧刚度，但剪力墙与钢管混凝土框架的协同工作以及大震作用下钢管混凝土框架能否成为第二道防线这些都有待研究。
3.3 钢管混凝土可以根据钢管内是否充满混凝土分为实心钢管混凝土与空心钢管混凝土。
实心钢管混凝土结构会使结构自重加大，地震作用下影响效应加大，但是要根据具体工程实际的截面尺寸和承载力来决定是否采用实心钢管混凝土。
诺丁汉特伦特大学的 Y.L. Song 等进行了一组纯空心混凝土短柱与空心钢管混凝土短柱的轴压试验，试验结果表明纯空心混凝土短柱的破坏表现为非常明显的脆性破坏，而空心钢管混凝土短柱则表现出了较好的延性，其承载力几乎比纯空心混凝土短柱提高了50%［21-22］。
K.A.S. Susantha、Hanbin Ge 等人分析了作用在圆形、八边形和方形钢管混凝土柱内填混凝土上的侧压力，指出平均侧压力极值与柱的材料和几何特性有关，研究了各种截面形状的钢管混凝土柱的后期工作性能，对于混凝土强度和后期工作性能，试验结果与计算结果都吻合良好［23］。
方形空心钢管混凝土不适合应用于需要抗震设防的建筑结构中；而圆形截面的空心钢管混凝土，对于不同空心率的构件，控制适当轴压比的限制，能够满足《实、空心钢管混凝土结构设计规程（CECS 254-）》中要求的结构分析参数限值。为了满足抗震的要求，规程中关于空心钢管混凝土柱设计轴压比限值给了太大，应当作适当的修正，建议空心钢管混凝土设计轴压比大些，可通过计算满足，此时构件具有较好的抗震性能；轴压比、空心率及截面形式都是影响空心钢管混凝土压弯构件滞回性能的重要参数。其影响为：轴压比越大，滞回环小而且扁瘦，耗能能力越差，强度退化越剧烈，刚度退化越快，对构件初始刚度影响不大，水平极限承载力有先增大后减小趋势，延性减小；空心率越大，滞回环小且扁瘦，耗能能力越差，强度退化剧烈，刚度退化快，构件初始刚度减小，水平极限承载力下降，延性越差；相比于等效面积相同的方形截面构件，由于圆形截面空心钢管混凝土中的钢管和混凝土的组合性能比较强，在压弯作用下，耗能能力更强，强度退化和刚度退化不明显，初始刚度和水平极限承载力增大，且延性较好。
3.4 新型钢管混凝土抗震性能
蔡克铨和林敏郎进行了圆中空夹层钢管混凝土柱抗震性能的试验研究［24］，表明径厚比为150和75的圆中空夹层钢管混凝土柱的峰值应变约为无约束混凝土的1.6～2.3倍，这说明混凝土受到了很大的约束，混凝土三向受压使混凝土延性增加，使得破坏过程减缓。中空夹层钢管混凝土柱的复合弹性模量为实心钢管混凝土柱的1.5倍以上，这说明中空夹层钢管混凝土有较高的复合弹性模量，有较高的轴向刚度。还有即使设计的中空夹层钢管混凝土柱的轴向强度低于实心钢管混凝土柱，但是抗弯能力却比实心钢管混凝土强。
在钢筋混凝土柱的截面中部设置圆钢管的柱,或由截面中部的钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土组合而成的柱,称为钢管混凝土组合柱,简称组合柱；若钢管内外混凝土不同期浇筑,则称为钢管混凝土叠合柱,简称叠合柱。钱稼茹、康洪震开展了对钢管高强混凝土组合柱抗震性能试验研究，其试验得到试件的滞回曲线饱满,位移延性系数都大于4,极限位移角都大于1/40,耗能能力和极限位移角大于参数相近的高强混凝土柱［25］。可以根据地区抗震等级选择是否采用这种组合柱，使其满足抗震要求，同时减少资源的浪费。
4 结束语
钢管混凝土结构与相同参数下钢筋混凝土柱相比有较好的承载力和塑性，因此具有较好的抗震性能。在选择钢管混凝土的截面形式时要根据结构的需要，若设计部位其中一个方向轴向刚度较大，而地区地震作用不大可以选择矩形截面；若地震作用较大时，各方向轴向刚度相差不大的情况下，可以选择圆钢管混凝土。对于空心率下抗震性能要根据计算，然后选择反复荷载下承载力高和钢管与混凝土组合性能比较好的空心率。充分利用已研究的钢管混凝土抗震性能设计方法，计算和验算新型钢管混凝土构件是否可以既节省造价又安全可靠。
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篇10：低碳建筑研究进展与工程应用思考论文
摘要:简述了低碳建筑的内涵及工作机理，分析了低碳技术在国内外的研究进展与应用情况，探讨了低碳建筑在设计中的注意事项，指出低碳建筑具有节能、环保、绿色、低排放等优点，是实现能源高效利用和经济可持续发展的重要途径。
关键词:低碳建筑，节能减排，能耗，研究进展
1概述
随着可持续发展的呼声高涨，全世界各国政府、相关机构和组织正积极开展低碳研究［1-4］。在这种大环境下，低碳建筑是近10年来提出的一种新概念，通常认为低碳建筑是在满足人类居住要求的同时，通过减少传统能源的使用，提高能源利用效率，降低CO2排放量的建筑。低碳建筑在设计阶段以及全寿命期内对减少温室气体排放有着明确要求，其目标是在建筑全寿命期内节能减排，减少对气候变化的影响。本文拟通过回顾总结低碳建筑的设计原理、研究进展及在国内外的工程应用，探讨了该项技术的发展前景。
2技术背景
2．1低碳建筑的内涵
其目标是在建筑全生命周期内尽量节能减排，减少对气候变化的影响。低碳建筑的内涵要求建筑具备可持续发展特性，即在实现建筑节能的同时，尽可能降低碳排放，以减少建筑对周围环境的影响;此外，低碳建筑还要求与自然环境和谐共处，实现人类、自然和建筑的可持续发展。综上，低碳建筑会在设计阶段制定详细的减排方案，而在建筑的各使用期内会通过采用节能技术、回收再利用等手段减少碳排放，其能耗与排放均小于常规建筑。
2．2低碳建筑的特点
总体来说，低碳建筑主要有4个特点:节能、环保、绿色、低排放。与节能建筑和绿色建筑不同，低碳建筑的概念更广，它考虑了建筑对环境的影响，也将低碳技术作为考量标准之一，尽可能使两者在一定条件下达到最优。由于低碳建筑不仅包括建筑自身，还与交通和市政配套等相关，因此，可认为其包含了节能建筑与绿色建筑，相当于它们的进一步延伸。从设计理念上看，除了达到节能的目的，低碳建筑还将提高空气质量、增加居住的舒适性和安全性作为设计目标，最终使建筑与自然和谐共处，尽可能降低建筑对环境的影响。随着低碳建筑研究的深入，其与节能建筑、绿色建筑的最终目标反而更接近。由此可见，低碳建筑相当于建筑领域的一次新革命，其意义已经远超节能、绿色等目的，最终形成可持续发展要求的设计理念。
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