高強混凝土廣泛應(yīng)用(yòng)的範(fàn)圍
目前(qián)，在(zài)國(guó)內外對混凝土(tǔ)材料的(dí)研究下(xià)，通過結(jié)合高(gāo)強(qiáng)混(hùn)凝(níng)土(tǔ)的(dí)實際(jì)使(shǐ)用(yòng)條件，可(kě)以(yǐ)通過改變(biàn)混(hùn)凝土(tǔ)的微(wēi)觀(guān)結構來(lái)達到提高高強(qiáng)使用性(xìng)能的目(mù)的。
1， 矽(guī)粉混凝(níng)土
矽(guī)鐵(tiě)合(hé)金(jīn)廠和(hé)矽金屬廠在冶(yě)煉金(jīn)屬(shǔ)時，極(jí)細的(dí)粉末隨氣體從(cóng)煙(yān)道排出，通過收塵裝(zhuāng)置(zhì)收集的粉塵(chén)稱為(wéi)矽(guī)粉(fěn)。矽(guī)粉中二(èr)氧化(huà)矽（SiO2）含(hán)量*，顆(kē)粒為(wéi)極(jí)小(xiǎo)的球形玻(bō)璃體。矽(guī)粉(fěn)摻(chān)入(rù)混凝土中，具(jù)有(yǒu)良好的火山灰(huī)效(xiào)應和(hé)微粒充(chōng)填(tián)效應，能改善(shàn)混凝(níng)土的孔結(jié)構和(hé)密實性(xìng)。新拌的矽粉(fěn)混凝土泌水小，和(hé)易性好(hǎo)；能(néng)提高混(hùn)凝(níng)土的強度和(hé)抗滲(shèn)能(néng)力(lì)；提高(gāo)混(hùn)凝土(tǔ)抗(kàng)化(huà)學(xué)腐蝕(shí)能(néng)力(lì)等(děng)。
1.1 礦粉混凝土(tǔ)的(dí)耐(nài)久性(xìng)
（1）抗凍(dòng)性(xìng)
當(dāng)矽粉摻量(liáng)少時(shí)，矽粉混凝(níng)土的(dí)抗凍性與(yǔ)普(pǔ)通(tōng)混凝土(tǔ)基本(běn)相同，當矽粉摻(chān)量超過15%時，矽粉混凝土的抗(kàng)凍性(xìng)較(jiào)差(chà)。
水(shuǐ)科(kē)院結材所曾(zēng)對(duì)C20,C50,C80三(sān)種(zhǒng)強(qiáng)度等級(jí)的(dí)矽粉混(hùn)凝土和普(pǔ)通混凝土(tǔ)進(jìn)行(háng)抗(kàng)凍試(shì)驗。試(shì)驗結果表(biǎo)明，摻(chān)矽(guī)粉5%的C20級(jí)混凝土(tǔ)，抗凍性(xìng)優於普通混(hùn)凝(níng)土，經(jīng)50次(cì)凍融循環，相對(duì)彈性模數(shù)分別(bié)為71.6%和(hé)52.2%;C50級混凝土(tǔ)，摻(chān)矽(guī)粉5~15%,均達到300次(cì)凍融循環，而普通混(hùn)凝(níng)土隻達(dá)到(dào)250次(cì)循(xún)環(huán)；C80級(jí)混凝土(tǔ)，摻矽粉(fěn)20%與(yǔ)普(pǔ)通(tōng)混凝土一樣，均有較高(gāo)的(dí)抗(kàng)凍性(xìng)，達460次凍融循(xún)環。以(yǐ)上(shàng)現(xiàn)象(xiàng)主(zhǔ)要是(shì)因為(wéi)C80混(hùn)凝土水(shuǐ)膠比(bǐ)低，混凝土(tǔ)密實(shí)，毛(máo)細(xì)管孔徑小，混(hùn)凝土(tǔ)中可(kě)凍(dòng)水較(jiào)少，因此混(hùn)凝(níng)土的抗凍(dòng)能力大大(dà)提(tí)高。
（2）抗滲(shèn)性(xìng)
由於矽(guī)粉(fěn)顆粒小，比(bǐ)水(shuǐ)泥顆粒小20~100倍，可以充(chōng)填到水泥(ní)顆粒中間的空隙中，使混凝土(tǔ)密(mì)實，同時矽粉(fěn)的二(èr)次水(shuǐ)化(huà)作用，新的生成物堵(dǔ)塞混(hùn)凝土(tǔ)中(zhōng)滲(shèn)透通(tōng)道，所以矽粉混凝土(tǔ)的抗滲能(néng)力很(hěn)強。
（3）抗(kàng)化(huà)學(xué)侵(qīn)蝕性(xìng)
①抗酸類(lèi)侵(qīn)蝕：在(zài)混凝土中摻入矽粉，能減少(shǎo)Ca（OH）2含量(liáng)，增(zēng)加混凝土(tǔ)密實(shí)性，可(kě)有(yǒu)效(xiào)的提高對(duì)氮(dàn)鹽，硫酸(suān)鹽及(jí)弱(ruò)酸的腐蝕(shí)能力，但(dàn)在強酸(suān)或高濃度的弱酸(suān)中不行(háng)，因(yīn)為(wéi)混(hùn)凝(níng)土中的CSH（水(shuǐ)化(huà)矽(guī)酸鈣）在酸中分解。
②抗(kàng)鹽(yán)類侵蝕(shí)：因矽粉混凝土較(jiào)密(mì)實(shí)，孔(kǒng)結構得到改善，減(jiǎn)少了有(yǒu)害離(lí)子在混凝(níng)土(tǔ)中的傳遞速度以及減少了可(kě)溶性的Ca（OH）2和(hé)鈣礬石（3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O）的生成(chéng)，而(ér)增加了水化矽(guī)酸鈣(gài)（C-S-H）晶體(tǐ)的結(jié)果，抗鹽類侵(qīn)蝕(shí)性(xìng)提高(gāo)。
（4）抗鋼(gāng)筋(jīn)鏽(xiù)蝕能力(lì)
鋼筋的鏽(xiù)蝕(shí)主要取(qǔ)決於混(hùn)凝土中Ca（OH）2濃(nóng)度(dù)和氯離子含量，混(hùn)凝土(tǔ)中(zhōng)Ca（OH）2濃度(dù)低，Cl-含量(liáng)多，將破壞鋼筋的(dí)鈍(dùn)化膜，產(chǎn)生化(huà)學侵(qīn)蝕(shí)，引(yǐn)起鋼(gāng)筋(jīn)鏽(xiù)蝕，誠(chéng)然，矽粉(fěn)摻入(rù)混凝土(tǔ)中(zhōng)，SiO2與Ca（OH）2結合使混(hùn)凝土(tǔ)中(zhōng)的Ca（OH）2濃(nóng)度降低(dī)，pH值(zhí)下(xià)降，對抵(dǐ)抗鋼筋鏽蝕不(bù)利。但(dàn)是，根據(jù)C.L.Page等(děng)人的(dí)研究(jiū)認為，矽粉(fěn)摻量(liáng)為10~20%時，混(hùn)凝(níng)土中Ca（OH）2濃度(dù)仍處(chǔ)於(yú)飽和狀(zhuàng)態(tài)，pH值仍能(néng)保持在(zài)12.5以上，即使混(hùn)凝土膠材(cái)中摻(chān)矽(guī)粉30%,pH值(zhí)仍(réng)保(bǎo)持11.5以(yǐ)上(shàng)，此值(zhí)被認(rèn)為(wéi)是(shì)保持(chí)鋼筋(jīn)具(jù)備良好鈍性(xìng)的極(jí)限(xiàn)值。另(lìng)一方麵，出於(yú)矽粉混凝(níng)土密實，抗滲性好，碳(tàn)化慢，故鋼(gāng)筋(jīn)能保持鈍性(xìng)狀態，對抗(kàng)腐蝕(shí)能力(lì)是有利的。
結合工程實(shí)際經驗，使(shǐ)用矽粉混凝(níng)土時(shí)應(yīng)注意(yì)以下(xià)事項(xiàng)：
①在混凝土(tǔ)中摻(chān)入矽(guī)粉(fěn)，必需與(yǔ)減水劑聯合(hé)使用(yòng)才(cái)能取(qǔ)得(dé)良好的效(xiào)果。
②矽粉的(dí)摻入方(fāng)法分內摻(chān)和(hé)外摻(chān)兩(liǎng)種(zhǒng)。內摻(chān)法是摻(chān)入(rù)矽粉，同時(shí)減少水泥(ní)用量(liáng)，外摻法是(shì)摻(chān)入礦粉(fěn)並不(bù)減少水泥(ní)，高強(qiáng)混凝(níng)上中(zhōng)一般(bān)采用(yòng)外摻(chān)法。
③矽(guī)粉(fěn)的摻量(liáng)一般為5~10%,在(zài)此(cǐ)範(fàn)圍內(nèi)矽(guī)粉(fěn)有效(xiào)係(xì)數zui大(dà)，各種性能都(dū)能充分地反(fǎn)映出(chū)來，而(ér)又(yòu)避免其(qí)不利的一(yī)麵(miàn)。
④由於(yú)矽粉(fěn)混凝土(tǔ)很(hěn)稠(chóu)，設計(jì)混凝土坍(tān)落度應(yīng)比普通混凝土的大2~3cm.
⑤矽粉混凝土的攪拌時間應(yīng)比(bǐ)普通混(hùn)凝土(tǔ)延長(cháng)0.5~1min,以便使(shǐ)細(xì)料*攪拌(bàn)均匀(yún)。
⑥zui後，使(shǐ)用矽(guī)粉混凝土(tǔ)時(shí)，必須加強(qiáng)早(zǎo)期養護，否則易(yì)引起塑性(xìng)收縮裂(liè)縫。
2 纖維混凝土(tǔ)
纖(xiān)維(wéi)混凝土，是(shì)纖維增強混凝(níng)土的(dí)簡稱(chēng)，通(tōng)常(cháng)是(shì)指(zhǐ)以(yǐ)普通(tōng)混凝土(tǔ)為(wéi)基(jī)體，以(yǐ)非(fēi)連續(xù)的(dí)短(duǎn)纖維或者連(lián)續的長(cháng)纖(xiān)維作增強相(xiāng)所組成的(dí)水泥基復(fù)合(hé)材(cái)料(liào)，也叫纖維(wéi)混(hùn)凝土(tǔ)。
纖維(wéi)在混凝(níng)土(tǔ)中(zhōng)的作用，取(qǔ)決於纖(xiān)維自身(shēn)的性(xìng)質(zhì)以(yǐ)及它(tā)在混凝(níng)土基(jī)體(tǐ)當中(zhōng)散布(bù)混合(hé)的(dí)狀(zhuàng)態。纖(xiān)維加人(rén)水(shuǐ)泥基體(tǐ)中(zhōng)主要有以下作(zuò)用(yòng)：
①阻裂(liè) 阻(zǔ)止(zhǐ)水泥(ní)基體(tǐ)中(zhōng)原有(yǒu)缺陷（微裂(liè)縫）的擴展並有效(xiào)延(yán)緩(huǎn)新(xīn)裂(liè)縫(féng)的出(chū)現。盡(jìn)管從(cóng)更(gēng)微觀(guān)的(dí)形態(tài)上說，以(yǐ)水泥為基(jī)材(cái)的(dí)混(hùn)凝土當中(zhōng)必(bì)定存(cún)在裂(liè)隙，但是由(yóu)於(yú)纖維的作用可(kě)以大大減少甚至(zhì)*消(xiāo)除宏觀（肉(ròu)眼可見的(dí)）裂縫(féng)產生。
②防滲 由於大大減少(shǎo)了水(shuǐ)泥基(jī)體(tǐ)中(zhōng)的連(lián)通裂縫，故(gù)可(kě)有效(xiào)阻止(zhǐ)外(wài)界(jiè)水(shuǐ)分侵(qīn)入。
③耐久 改善(shàn)水(shuǐ)泥(ní)基體(tǐ)抗(kàng)凍，抗疲勞等性(xìng)能，提(tí)高其耐久(jiǔ)性。
④增韌(rèn)與抗(kàng)衝(chōng)擊 提高(gāo)水(shuǐ)泥(ní)基體耐受變形的(dí)能力，從而(ér)改善其韌性和抗衝擊性。
⑤增強 在使用高(gāo)彈性(xìng)模量纖維的前(qián)提下(xià)，可(kě)以起到(dào)提(tí)高基體(tǐ)的抗拉（剪(jiǎn)）強度的作(zuò)用(yòng)。
⑥減(jiǎn)重(zhòng) 使(shǐ)用(yòng)高彈性模量纖維，因基體抗(kàng)拉（剪）強(qiáng)度(dù)的提高(gāo)，可(kě)減(jiǎn)少預(yù)製件或澆築體(tǐ)的截麵尺寸，因(yīn)而(ér)降低它(tā)們的自(zì)重。
⑦美(měi)觀 改善(shàn)水泥構造(zào)物的表觀質量(liáng)，使其(qí)致密，細潤，平(píng)整(zhěng)與美觀(guān)。
高強(qiáng)混(hùn)凝(níng)土的zui大(dà)缺(quē)點(diǎn)是(shì)脆(cuì)性大，混凝(níng)土(tǔ)作為一(yī)種非均質(zhì)材(cái)料，內部存(cún)在(zài)著微(wēi)細(xì)裂隙，根(gēn)據格列費斯(sī)（Griffith）理論(lùn)，混凝(níng)土在外力(lì)作用下，微細(xì)裂(liè)隙(xì)的(dí)產生(shēng)拉應力集中，而混凝土的抗拉強(qiáng)度(dù)較低，拉應力(lì)很(hěn)容(róng)易超過混凝土(tǔ)抗(kàng)拉(lā)強(qiáng)度，裂縫(féng)迅(xùn)速(sù)擴展(zhǎn)，以致(zhì)混(hùn)凝土破(pò)壞(huài)。
鋼纖維(wéi)是目前應用的一種纖維，它(tā)的(dí)抗(kàng)壓(yā)，抗拉強(qiáng)度和彈性模數都高(gāo)。由於(yú)纖維在混(hùn)凝(níng)土中是(shì)不連(lián)續的，並且(qiě)是隨機(jī)分布的，各方向均(jūn)有纖(xiān)維。例如(rú)鋼(gāng)纖維(wéi)尺寸φ0.5×35mm,按混(hùn)凝土(tǔ)的(dí)體積(jī)計算，摻(chān)量(liáng)為1%時，每(měi)m3混凝土中就含(hán)鋼(gāng)纖維約150萬(wàn)根(gēn)，也就(jiù)是說(shuō)，混凝土中的(dí)微細裂(liè)隙(xì)均有(yǒu)可(kě)能被鋼纖(xiān)維所(suǒ)跨越(yuè)，故能有(yǒu)效(xiào)的阻(zǔ)止(zhǐ)裂(liè)縫擴(kuò)展(zhǎn)，達(dá)到增(zēng)強(qiáng)的目(mù)的。另外鋼纖(xiān)維(wéi)在(zài)混(hùn)凝(níng)土中鈍化，不易(yì)鏽蝕(shí)，穩定(dìng)性(xìng)好。
結(jié)合以上(shàng)兩種(zhǒng)方法的鋼(gāng)纖維(wéi)矽(guī)粉混凝(níng)土兼有(yǒu)矽(guī)粉(fěn)混凝(níng)土和普通(tōng)鋼纖維(wéi)混凝(níng)土(tǔ)的優點(diǎn)，提高了(liǎo)混(hùn)凝(níng)土(tǔ)的(dí)力學強(qiáng)度和變形(xíng)能力，持別(bié)是(shì)提高(gāo)了(liǎo)混凝(níng)土的(dí)抗(kàng)衝(chōng)擊(jī)，抗磨蝕能(néng)力，對(duì)防止混(hùn)凝土裂(liè)縫，減少(shǎo)混凝土的(dí)衝(chōng)刷(shuā)，磨蝕特別(bié)有利。
在(zài)建(jiàn)築(zhù)質(zhì)量與經濟效益並重(zhòng)的(dí)今(jīn)天，高強混(hùn)凝(níng)土的(dí)強度(dù)及(jí)耐久(jiǔ)性(xìng)能(néng)都同樣(yàng)重(zhòng)要，因此(cǐ)改(gǎi)善(shàn)了韌性(xìng)的和具有實際使(shǐ)用性能的高強(qiáng)混凝(níng)土材(cái)料必(bì)將(jiāng)得到更廣泛(fàn)的應用(yòng)。
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