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混凝土加固方法研究论文

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混凝土加固方法研究论文

工程硕士论文:建筑结构的加固与鉴定分析

引言

由于在过去几十年里我国的建筑行业发展迅猛,一些建筑过于破旧,因此我们对建筑发展趋势逐渐发生了一些转变,从原来的大规模的新建逐渐转向了新建和维修并存的时期。对于很多重要的建筑物,因为各方面的因素(如文化、建造地段等因素),老旧的建筑物不能轻易拆除,为了建筑物不至于发生安全事故,所以我们必须对这些建筑物进行必要的鉴定与加固工作。维修改造的基础便是结构的可靠性鉴定,在对加固设计时,我们应选取适当的加工方法,以确保加固工作的经济可靠。因此,对已有建筑物结构的鉴定及加固方法的研究至关重要。

1 建筑结构加固的目的

有些建筑结构在使用过程中原有的可靠性可能会丧失或者降低,这可能是因为我们在设计、施工或者使用的过程中,其建筑结构发生了一些改变。因此,我们必须对该建筑物的可靠性进行恢复或者提高,这便用到了加固,对建筑结构进行加固处理后,会使建筑物的可靠性得到一定程度的提高。如结构的抗力性能提高、构件的承受负载能力增强以及结构其他的性能的改善。

经过科学研究发现:对建筑结构进行加固处理,结构的承载力可以得到有效的提高,结构的刚度也可以得到一定程度的提高,可以有效的减小建筑在使用过程中的位移与变形。通过对建筑结构加固处理,构件的局部稳定性将会得到增强,建筑结构的整体稳定性也会得到相应的增强,可以及时有效的减小在施工和使用过程中的裂缝的宽度,并对建筑结构的耐久性的改善起到重要作用。

2 建筑结构加固的步骤

一般建筑结构的加固步骤在对建筑结构进行加固之前,我们必须对建筑结构进行科学的全面的鉴定工作,然后对鉴定出的结果做出必要的分析,对该建筑物是否有必要进行加固做出决定。如果该建筑需要进行结构的加固,我们必须严格的根据国家的.相关规范和规定以及相关的加固规则进行加固。在对建筑结构进行加固处理时,由于在加固的过程中对一些结构的拆除或者更换是不可避免的,所以我们还必须对加固方案进行经济性和可行性进行必要的分析。在没有经过相关研究部门、设计部门以及鉴定部门的许可,不能对该建筑结构的用途和使用环境进行擅自更改。必须确保结构加固后建筑结构的安全性。建筑结构加固的一般步骤如图1所示。

混凝土结构加固步骤在对混凝土结构进行加固设计时,我们必须对该结构进行充分分析,然后从该结构的条件要求以及使用要求方面出发,对加固的方法与加固的技术做出决定。结构鉴定主要是指建筑物结构必须按照相关的规定(如规定的时间、规定的条件),对预定功能(如刚度、强度、耐久性、抗裂性以及稳定性)的完成能力。下面对相关的规定做以简要的介绍:

规定的时间是指在对加固设计时,所设置的基准的使用期限;规定的条件是指结构必须在正常的使用、施工以及设计等条件下,进行鉴定。其基本的功能主要分为耐久性功能、适用性功能以及安全性功能。

在设计好加固方案之后,必须和业主、原设计单位以及相关单位,就该建筑在加固后是否对其原有的使用功能有影响以及在加固后是否能够达到预期的效果等做出相关的讨论,然后共同对所设计出的加固方案做出决定。

一般我们对建筑结构的鉴定时可以采用三种行之有效的方法,分别是实用鉴定法、传统经验法以及概率法。在对建筑结构进行加固设计时,必须充分的对原建筑的相关结构进行详细的了解,在此基础上对其进行详细的加固设计。在进行加固施工之前,我们还要对施工组织进行详细的设计,这不仅可以让施工顺利进行,而且还对工序和技术有着重要的指导作用。施工方、业主以及监理对加固的施工过程必须共同协调进行。当施工工作完成后,要求业主和验收部门对该结构的施工进行验收。

3 建筑结构的加固方法与技术

在对建筑结构的加固方案进行设计的时候,我们必须对其施工方法全面考虑,并对施工方法的科学性、可行性以及先进性做出必要的分析与说明, 以确保施工的顺利进行。

随着我国在科学技术上的迅速发展,在对新材料的科学研究的投入下,材料方面的技术也得以快速发展,不断出现一些新型的建筑材料。所以新型建筑材料、新的建筑施工技术以及新的施工工艺也会不断出现在加固工程中,通过一些新技术和新材料一般对加固的效果有着重要的帮助。

例如,近几年有一种用高科技研制而成的粘碳纤维新材料得到广泛推广和运用,它在加固工程中所表现出与其它传统的加固工艺所不同的特点如下:这种新材料表现出很好的耐湿和耐潮的性能、有着很好的抗腐蚀性能、强度较高、本身的自重比较轻、产品的质量较好以及在施工过程中给施工带来很大的方便。由此可见其加固性能比其他的加固方法都好。

由此可知,在对加固工程的方案进行选择的时候,必须要具有针对性,面对不同的建筑结构的加固工程,要应用不同的加固方法对其进行加固。目前加固的方法多种多样,下面对常用的加固方法做以简单的分类,其方法如下:锚栓技术、外加预应力法、增大截面法、增设支点法、粘贴碳纤维法、外粘型钢法、置换混凝土法、植筋法、粘钢板加固法、裂缝修补法等。在实际应用中,我们可以对各种的加固方法进行综合运用,这样可以充分的发挥出各种方法的优势,达到扬长避短的目的,这样可以取得优良的效果。

一般对加固的方法大体上可以笼统的分为间接加固和直接加固。下面将为直接加固相关的方法进行详细介绍,以下列出最为常用的加固方法:

(1)通过加大截面的加固法。这种加固方法的适应性比较强且其施工工艺比较简单,而且对于这种加固方法已经有了一定的施工经验以及较成熟的设计理论;对于一般的混凝土构造的建筑物进行加固基本上均采用此种方法,如墙、梁、柱、板等。但是这种加固方法现场施工的湿作业的时间比较长,这对生产与生活均会造成一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定变化。

(2)通过置换混凝土的加固法。运用这种加固方法,不会影响到建筑物的净空高度,其施工的湿作业时间也比较长;对于受压区混凝土的强度偏低或者有很大缺陷的梁、柱等混凝土承重的构件,其加固工程一般使用置换混凝土加固法。

(3)有粘结的外包型钢的加固法(如图2)。此中加固方法具有受力可靠、施工简便以及现场工作量较小等优点。但是它的用钢量比较大,当这种加固方法用于一些特殊场所时,必须具有一些防护措施;这种加固方法比较适合用于一些对构件的截面尺寸要求比较严格且对混凝土结构的承载能力要求较高的场合。

有两篇,你看着修改吧混凝土裂缝的预防与处理 混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析,并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。 一、前言 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。 混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明,在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的,在一定的范围内也是可以接受的,只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定[1]:有些结构在所处的不同条件下,允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生,使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度,尤其要尽量避免有害裂缝的出现,从而确保工程质量。 混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。 二、 凝土工程中常见裂缝及预防 1.干缩裂缝及预防 干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。 主要预防措施:一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。 2.塑性收缩裂缝及预防 塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。 3.沉陷裂缝及预防 沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。 主要预防措施:一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。 4.温度裂缝及预防 温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550 kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。 温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。 主要预防措施:一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在以下。四是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺,降低混凝土的浇筑温度。六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。八是大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。九是在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差。十是加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。十一是预留温度收缩缝。十二是减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。十三是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。 5.化学反应引起的裂缝及预防 碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。 混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施:一是选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。 由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有:一是保证钢筋保护层的厚度。二是混凝土级配要良好。三是混凝土浇注要振捣密实。四是钢筋表层涂刷防腐涂料。 三、裂缝处理 裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的安全使用。 混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法。 1.表面修补法 表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。 2.灌浆、嵌逢封堵法 灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。 嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。 3.结构加固法 当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。 4.混凝土置换法 混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 5.电化学防护法 电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小,适用钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。 6.仿生自愈合法 仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合[4]。 四、结 论 裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

建筑物由于功能转变,例如扩建、承载力加大等。或出现了质量问题,例如缺乏钢筋、灾后修理、混凝土强度较弱等,都需要有效加固,采取有力的措施确保建筑的安全使用,从而可以看出结构加固的技术使用范围广并要求高。因此,我们在建设过程中采取有效的加固及时对建筑结构实行加固,从而保证建筑满足使用需求和安全规定。几种常见的混凝土加固技术建筑工程加固的主要要求在于经过运用加固技术对房屋进行修补、增强承受力、提高使用作用、满足使用要求,所以,采取混凝土加固方案要围绕提高建筑质量为根本任务。选择不一样的加固方案就会有相应的施工方式和质量评定标准相对应。混凝土加固技术主要分为直接加固和间接加固两大类,施工时主要按照实际的建筑条件和使用工恩呢该选择合理的方案及加固技术。(一)直接加固技术1、加大截面加固法加大截面加固法也叫做外包混凝土加固方法,这主要是运用相同的材料(混凝土和一般的钢筋)对原来的建筑结构实行加固补强,经过加大混凝土和钢筋截面扥面积和一螳构造方法,将加固部分与原构件紧密的结合,共同发挥作用,从而增强截面承受能力和强度。加大截面的技术要点在于设计构造时必须切实处理好新加部分与原来部门的整体连接、共同承受等问题。该技术要求简单、适用性强,可普遍运用在柱头、墙面、屋架等房屋混凝土结构的加固。然而,改技术需要工程量大,修护实践长,在一定程度上影响了生产和生活,另外结构的截面加大后也会影响了建筑的美观和房屋整洁。2、置换混凝土加固法置换混凝土加固法是将以前结构承受力低、韧度小的材料换成承受能力强、韧度高的材料。该技术主要运用在建筑承受能力要求高的部分的混凝土强度度或有严重的破损的部分加固。此技术简单方便,耗费时间短,所占空间少,完全影响建筑的使用,而且造价比较低,经济实惠。3、外包钢加固法外包钢加固技术是将型钢(主要为角钢、槽钢)或者是钢板包于构件的四角或两角进行加固,运用此技术加固混凝土建筑构件时,必须使用环氧树脂胶粘剂进行灌注,将型钢和新加入的构架结合在一起,从而确保型钢和原构件共同产生强大的承受力。该加固技术属于比较先进的技术,承受能力强、加固效果好、所占空间少、施工简单、耗费时间少、工程量少、安全隐患低。(二)间接加固法1、预应力加固法运用异型材料(高强钢筋或型钢),增加预应力来迫使新材料与原材料紧密结合,产生共同的承受力,从而达到对混凝土的加固。该技术拥有能够承受加固构建截面超重的能力、降低原构建裂缝宽度和绕度等特点。运用于要求增加构建承受力、刚度和抗裂度以及加固后占用空间小的混凝土受弯构件或变压构件,然而,这种技术不能运用于温度高于60℃环境下的混凝土,也不能使用与混凝土收缩变化大的结构。2、增加构件法在原来的结构的构件和构件中间重新增加一个构件,从而降低原来构件的负荷量,从而实现加固的作用。这一技术主要运用在单层工业厂房或者新增加构件后不会引起房屋质量的多层建筑的楼面梁、柱的加固,必须注意不能破坏原来的构造,保证建设安全。3、增设支点加固法采取增加支撑点来降低结构计算跨度,从而降低结构能力和增加其承受能力。该技术简单方便,安全性高,然而在一定程度上限制了使用空间使用,运用在梁、板、桁架、网架等水平结构加固。根据增加的支撑结构的变形作用,增设支点法主要有刚性支点和弹性支点两类。相互比较来说,刚性支点加固对结构承受能力的提升最大,弹性支点加固对结构使用空间的影响力低,我们应该根据不同的需求采取不同的方法。市政工程建筑建设和改造工程项目中混凝土加固技术要根据具体的工程实际情况进行对比分析,采取科学合理的加固方式,但是要充分考虑到其措施是否具备其可实施性、经济效益等内容。对于市政建筑工程来说,质量关系到企业的生存发展。为了确保其质量,我们必须在建设过程严把技术关。经过长期的探索与发展,我国市政工程建筑施工技术得到了快速发展,随着科学技术的快速发展,高层建筑不断涌现,其构造、原料、力学分析模型都逐渐多样化。混凝土加固及时不具备固定的标准处理规定,逐渐从常规结构朝着多元化结构发展,从而进一步加强了建筑结构的稳定性。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

钢筋混凝土梁的加固研究论文

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浅议钢筋混凝土结构加固技术是非常重要的,只有了解材料才能更合理的解决实际问题,每个细节的处理都很关键。中达咨询就浅议钢筋混凝土结构加固技术和大家说明一下。1.钢筋混凝土结构加固技术应用原则根据《工业与民用建筑抗震设计规范》中的相关规定,钢筋混凝土加固施工技术应用原则可归纳为以下几点:维持性原则针对抗震安全性系数降低的建筑钢筋混凝土结构,按照原来设计的标准规范,将钢筋混凝土结构的安全系数提升到降低前的水平,通常是对弱化原结构性能或者降低承载力的局部部位进行加固。该原则可参考借鉴的标准规范有《建筑抗震鉴定标准》,适用于按照抗震加固设计规范要求施工的建筑工程钢筋混凝土结构,而该建筑工程钢筋混凝土结构由于主客观原因,抗震水平已经下降,尤其是已经超过40年使用年限的建筑钢筋混凝土结构,需要尽量使其满足现行的国家标准规范。提升性原则针对那些抗震设防水平无论是否出现下降,均不符合现行抗震设防标准的建筑钢筋混凝土结构。这种抗震加固不能继续沿用之前的标准规范,而是以现行标准为依据,对存在结构抗震水平差异的部位进行加固,尤其是那些施工时没有严格考虑抗震设防问题的建筑结构。提升性抗震加固施工的难度更大,在加固之前,钢筋混凝土结构已经在一定荷载作用力之下,产生应力压缩或者弯曲变形等,对其加固,并没有卸除原有的荷载,而是新增加的承载能力,减缓荷载的压缩影响,从而起到加固的效果。2.钢筋混凝土结构加固技术应用的建议措施鉴于钢筋混凝土结构加固技术应用的基本原则,本文将重点对粘钢加固、碳纤维片材加固、外粘型钢加固三种方法展开分析,在分别了解这些加固方法原理的基础上,对如何应用这些方法,以及这些方法的适用性范围,进行如下探讨:粘钢加固技术粘钢加固法的应用,具体的原理是找出建筑钢筋混凝土结构构件表面的受拉区域,然后将一定规格的钢板粘贴其上,利用钢板的粘接能力,将原来混凝土构件的拉力和剪力传递到钢板上,作为建筑钢筋混凝土结构受力钢筋的一部分,提高建筑结构的承载力。这种加固方法在上个世纪60年代末就已经开始应用,不仅施工简单,而且不会影响建筑结构的外观。(1)粘钢加固技术的应用形式主要有四种:第一种是将钢板粘贴在梁式或者板式钢筋混凝土结构的底部,以增强结构跨中正截面的抗弯水平和承载水平;第二种是将钢板粘贴在梁式结构的梁板上部,或者粘贴在中性轴以上部位,以增强制作部位的正截面抗弯水平和承载水平;第三种是将“U”型的钢板作为锚固钢板,粘贴在梁式建筑钢筋混凝土结构上,增强结构斜截面的抗剪水平和承载水平;第四种是将“U”型以搭接的形式,粘贴在钢筋混凝土结构框架柱上,以环形约束结构加固部位,提高柱的延性水平。(2)粘钢加固技术的应用要求如下:粘钢加固要求处理好钢板与待加固部位的结合面,对结合面混凝土的粘贴强度要求比较高,我们在加固的时候,要控制好混凝土的强度等级,原则上在C15之上,而且钢板的厚度,也是根据混凝土的强度而定,同时决定了钢板的锚固长度。一般情况下,钢板的厚度越大,钢板的锚固长度就越长,会明显影响粘结的效果,而钢板越薄,用胶量增加,会增加钢板防腐的难度。笔者结合施工经验,认为粘钢加固的钢板有三种最佳的厚度,第一种是混凝土强度等级小于C20时,钢板厚度为2-3mm;第二种是混凝土等级为C20-C25时,钢板厚度为3-4mm;第三种是混凝土等级大于C25时,钢板厚度为4-5mm。至于钢板的锚固长度,是在满足计算规定的同时,根据待加固建筑钢筋混凝土结构的构造要求而定,如果属于受拉区的锚固,锚固长度至少为钢板厚度的200倍,而且不能小于600mm;如果属于受压区的锚固,锚固长度至少为钢板厚度的160倍,而且不能小于490mm。除此之外,在利用环氧树脂化学灌浆外粘钢加固的同时,还要采用防腐材料加以保护,以免结构胶在高温作用下老化剥离。碳纤维片材加固技术碳纤维片材加固法,始于上个世纪80年代末,这种加固方法有效避免界面粘结强度的强弱问题,大大提高加固构件的抗弯、抗剪、抗扭、抗拉和承载水平,属于新型的建筑结构抗震加固技术。(1)碳纤维片材加固的原理是以垂直的方向,将碳纤维的材料包裹在待加固的钢筋混凝土构件上,增强构件的延性水平和承载水平,以及抗震耗能水平。碳纤维片材自重仅有2N,厚度仅有,不会增加原来钢筋混凝土结构的自重和截面面积,而且利用手工操作方式就能施工,适用于酸碱盐等腐蚀环境,不需要后期维护,因此应用范围很广。(2)碳纤维片材加固技术的应用形式,主要有四种类型:第一种是将碳纤维布粘贴在梁式或者板式钢筋混凝土结构构件的底部,增强构件跨中正截面的抗弯水平和承载水平;第二种是将碳纤维布粘贴在梁式钢筋混凝土结构构件的梁板上部,或者构件的中性轴以下,以增强支座正截面的抗弯水平或者承载水平;第三种是将“U”型碳纤维布作为纵向锚固钢板,粘贴在梁式钢筋混凝土构件上,以增强构件斜截面的抗剪水平、承载水平;第四种是“U”型碳纤维布以搭接的方式,粘贴在建筑框架柱箍向,以环形约束结构抗震加固部位,提高柱的延性水平。(3)碳纤维片材加固施工方法如下:由于碳纤维布具有较大的极限拉应变,因此在加固之后,要控制钢筋的拉应力,尽量控制在钢筋抗拉强度设计值的范围之内,同时保持外贴时的温度,以及保证加固构件混凝土强度在C15之上;碳纤维布在粘贴之前,需要将加固构件表面的剥落混凝土、油污等清除干净,粘贴时则要控制碳纤维布与加固部位方向的一致,以及保持碳纤维布与加固构件轴向的垂直,可采用多条密布的方式粘贴,确保防护材料与碳纤维布之间的可靠粘贴。外粘型钢加固技术除了以上两种钢筋混凝土结构加固技术方法,外粘型钢加固技术同样具有一定的加固效果,其加固的部位主要是钢筋混凝土结构构件的表面或者角部,将改性环氧树脂胶粘剂灌注加固,以改善结构的受力性能,适用于钢筋混凝土结构的梁、柱、墙、桁架、框架等部位的加固。在施工的时候,搭配角钢和缀板,全焊接钢板,并用环氧树脂填充不密实的蜂窝、孔洞和裂缝等,使得新旧钢筋混凝土结构的共同受力,但必须在胶浆初凝之前完成所有操作,方可保证粘结的紧固。3.结束语综上所述,钢筋混凝土结构加固是当前建筑结构工程施工的重点任务之一,为了进一步提高钢筋混凝土结构的抗震水平,我们可以秉着加固技术应用的基本原则,结合具体钢筋混凝土结构工程的加固需求,选择合适的加固技术。本文以粘钢加固、碳纤维片材加固、外粘型钢加固作为钢筋混凝土结构抗震加固的研究点,通过研究,发现这些加固具有明显的实用性,但具体的应用方法,还需要在实际工作中进行不断的总结,方可不断提高这些方法的适用性水平。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

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混凝土裂纹论文的研究方法

1 引言 科技和社会的进步使对居住环境有了更高的要求,不仅要求建筑外表具有形式美,而且要求建筑给人们提供一个安全、舒适、便捷的生活空间,尤其是安全。所以当建筑物出现裂缝的时候,常常会对人们的心理产生不良的影响。建筑裂缝产生的原因很多,有自身的原因也有外界影响的因素,从而产生建筑裂缝。有的裂缝对建筑结构并不造成威胁,但有些裂缝对建筑物有很大的影响,往往会影响人们的正常生活。对于建筑裂缝预防往往比治理更重要,而且要容易一些。所以建筑裂缝的预防往往是建筑中需重点注意的地方。随着我国建筑业的发展,建筑裂缝的预防也越来越完善,争对各种建筑裂缝都有一定的预防方法,建筑物业越来越稳固。

水泥混凝土路面断板原因及预防措施初探论文

摘要:本文结合工程实践,分析了水泥混凝土路面面板破坏的原因,并提出了防治水泥混凝土路面裂缝形成的工程措施。

关键词:水泥混疑土路面;破坏;成因;防治措施

随着水泥混凝土路面的使用到中后期容易逐步出现部分破坏,如开裂、断板、沉陷、错台等。为了进一步提高其质量,下面重点将水泥混凝土路面裂缝和胀、缩缝带来的病害做一研究。

1 水泥混凝土路面破坏的原因

第一,路面表面所出现的裂缝。主要原因是荷载应力、温度变化致使混凝土自身收缩产生的应力、以及混凝土面板与基层间强大的摩阻力超过了混凝土面板的抗拉强度而引起的。

第二,早期表面裂缝与早期断板。早期表面裂缝原因是由于混凝土表面早期过快失水干缩而引起的末完全断裂的表面性裂缝,大多发生在混凝土路面摊铺成型初期,裂缝规律不很明显。早期断板产生的原因较为复杂,主要发生混凝土路面成型初期,断裂规律比较明显,大多为横向裂缝,一般会贯通板底部。裂缝和胀、缩缝原因是预留胀缝不合理,填缝材料性能较差或收缩缝和切缝后,雨雪水通过缝隙灌入缝内,造成混凝土板底部冲刷发生病害。个别地段由于路基填料土质不均匀,湿度大,膨胀土、冻胀、排水设施不良等造成路基稳定性不足,产生沉陷,路面在受荷载时底部产生过大的弯拉应力,导致混凝土路面破坏。

第三,温度的应力变化是裂缝和胀、缩缝病害形成的另一种原因。4m*5m混凝土板块在夏天3 0℃~4 0℃的气温条件下,地表温度达到6 0℃左右时,由于板块内温度应力的作用,使其发生四角的翘曲,板块发生盆状变形,四周的板块填缝材料被扰动。这样的长期高温天气,昼夜温差的变化,板块也在不断发生变化。在盆状变形状态下重载车通过时发生翘板性跳动,将填缝材料压出,遇雨天进入雨水,会出现混凝土板底部冲刷发生卿浆病害。

第四,在水泥混凝土路面使用期内,嵌缝材料主要受到拉伸和翦切两种作用。嵌缝料的拉伸是指水泥混凝土路面板温度下降引起的板收缩而导致了按缝的张开。剪切是指汽车行驶经过接缝时,受荷载板与相邻的未受荷载板的竖向位移差也导致了接缝的张开。当路面和填缝材料发生重度损坏,板下垫层长时间受水的冻融侵害和高速重载的作用,形成一种活水冲刷,由于冲刷的反复作用,将混凝土板下灰土从板缝挪出,即出现卿浆,灰土卿浆后在重载车的反复作用下将粒料磨成泥浆逐渐唧出,板下出现掏空,掏空到一定面积后4mx5m的板块出现跳板现象或重载车通过时发生断裂,严重时会影响行车。

2 水泥混疑土路面裂缝和胀、缩缝的预防措施

为避免裂缝产生,应严格按设计、施工、验收规范组织精心施工。

位置缝

混凝土路面施工缝应尽可能设置于构造物处,当不能避免时,应保证施工缝接缝处两侧面板混凝土的振捣密实,并有足够的间隔时间,以形成强度。

当与原有混凝土路面相接时,应采用机械将原路面连接缝处切割整齐,并清除表面浮尘及松动石子,用水将连接缝处清洗干净。

水泥混凝土路面为刚性路面,纵横缝应及时填充材料,填料应与板的粘结力强,适应混凝土面板的`收缩。如氯丁橡胶、沥青玛蹄脂等。加强养护管理,防止渗水,避免杂物进入缝内。

施工缝

避免高温作业,温度宜控制在35度以下,注意昼夜温差,并掺减水剂等外加剂以保持应有水份。

避免大风天气施工,防止表面水份丧失过快。

水泥混凝土终凝后即覆盖稻草等并充分洒水养护或大面积喷洒养护剂,防止水份丧失过快,产生干缩裂缝。养护时间由水泥混凝土强度增长情况而定,一般应在半个月至20天左右,并不得少于七天。

控制水泥混凝土搅拌质量和速度,做试验段,求取施工参考值并借鉴其它已完成公路的施工控制。

加强施工自检,严格控制基层平整度,使其符合规范要求。

清除基层表面积水,严禁洒用生水。

做软弱基础处理专项设计,薄弱部位可用钢筋网补强并加强碾压质量。

计算水泥用量,控制水泥含量合理范围,参考其它路面,做试验段取得充分的科学数据。

为满足混凝土路面重载交通的强度要求,可根据规范采用钢纤维混凝土路面等特殊路面型式,以提高路面混凝土的强度,达到设计要求。

注意水泥质量,实现设计目的,完成设计意图。

注意混凝土配合比的实际选用值要结合施工现场求得。

材料缝

利用同一厂家同一标号的水泥。

使用同一性能的钢筋,纵、横向钢筋直径尽可能保持一致。

严格控制材料购进渠道,必须通过实验来严把质量关,不合格材料一定要清除出场。

使用合格水泥,使用免检产品,使用名优水泥。

注意水泥混凝土的初凝时间,搅拌站距摊铺现场距离不能过远,保证运输过程中的规范性。

选择合格的原材料。

选用强度高、收缩性小、耐磨性强、安垒性好的水泥,可减少混凝土成型早期的收缩变形,提高混凝土的抗弯拉强度。

粗集料选用反击破生产的连续级配碎石,最大粒径不大于(方孔筛),针状片含量不大于15%。碎石宜采用强度高、抗温差能力强的非活性骨料,以防止碱性骨料产生混凝土裂缝及强度下降等不良现象。

选择合理的混凝土配合比。混凝土配合比是混合料的灵魂,必须满足强度,耐久性,经济性的要求。施工中混凝土配合比的强度以大干设计强度的10%-15%为宜,水灰比为宜,塌落度为宜,含砂率30%~35%为宜,混凝土24h弯拉强度应不低于。集料含水量应根据实测值及时准确调整。为确保水泥、集料、水的准确用量,混凝土配料应采用电子自动计量。

做好施工工艺的控制。

水泥混凝土路面施工时,由于浇筑混凝土水分的蒸发,体积在收工后改缩,会将路面板拉断。为防止路面裂缝、断板,控制切缝时间十分关键。根据我们的经验:在平均气温7摄氏度左右时,养护时间花10天切缝比较合理:在平均气温14摄氏度左右时,养护时间在7天切缝比较合理。在平均气温20摄氏度左右时,养护时间在3天切缝比较合理。水泥混凝士路面分格切缝时要尽量花4mx5m之间分格,以减轻温度应力对板块的破坏。

选择适宜的摊铺时间。为避免温差应力造成开裂断板,必须选择日照温度不高,风力不大,且温度变化不大的时间段进行摊铺。

为防止板边裂缝,混凝土面板纵、横向自由边缘部分应增加补强钢筋,正确安装传力杆。边缘钢筋一般选用2根12号-16号的钢筋,布置在板的下部,距面板底部一般为板厚的1/4,并不小于5cm,间距10cm,钢筋两端应向上弯起,钢筋保护层应不小于5c m。传力杆应与道路中心线平行、传力杆应按设计要求,使用高塑料套管和涂沥青隔层。

加强混凝土面板早期养护。宜采用麻袋或草帘覆盖,酒水进行湿润方法养护,确保养生时期混凝土板面始终湿润,养生时间不少于14天。养生期间加强交通管制,严禁车辆通行。

为阻止缝内灌水,填缝料应选用与混凝土板壁粘结力强、回弹性好、能适应混凝土板的胀缩,不溶于水和不渗水、高温不溢出、低温时不脆裂和耐久性好的材料填充。接缝板应选用能适应混凝土面板膨胀收缩,施工时不变形、耐久性良好的材料。

综上所述,水泥混凝土路面的裂缝和胀、缩缝原因是多方面的,但只要我们从原材料、混凝土配合比、施工工艺水平等各个方面上严格把关,采用综合的防治措施,水泥混凝土路面的裂缝与断板是可以有效控制及避免的。

这方面的文章不太好写 ,你可以去找别人帮你写一下。他们的文章写的不错,完成文章,满意再付费的.Q Q 好友查找一下就可以 一零三七二五二六五七 混凝土,简称为“砼(tóng)”:是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程。

混凝土裂缝的防治论文研究方法

现浇混凝土施工裂缝原因分析及预防措施论文

混凝土是一种非匀质材料,脆性较大,具有较高的弹性模量、较低的抗拉强度,加之外部因素的影响,使现浇混凝土裂缝产生的原因较为复杂。总结许多工程实际,多数裂缝发生在混凝土拌和物的初凝到终凝这段时间内,其表面症状也不一。不同结构构件的裂缝成因也就不一样。

一、混凝土裂缝产生的主要原因有:

1、温度变化大,在混凝土内部产生拉应力,产生温度胀缩裂缝。2、湿度不匀引起表面干燥收缩,开成裂缝。

3、混凝土中掺加外加剂的碱骨料反应,产生内部应力膨胀开裂。、4、混凝土表面塑性收缩引起裂缝。

5、浇筑过程中,振捣不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水,在表面形成水泥含量较多的水泥浆层,水分蒸发,易形成收缩裂缝。

6、混凝土配合比不良,胶—骨料过大和砂率过大,混凝土本身缺少抵抗温度,干缩变形的.骨架作用,容易开裂。

7、养护不当是造成现浇混凝土裂缝的主要原因,过早养护会影响混凝土的胶结能力,过迟养护,混凝土表面游离水蒸发过快,水泥缺少必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,产生裂缝。

8、在施工中混凝土未达到规定强度过早拆模;在混凝土未达到终凝时间就上荷载,施工中不注意钢筋的保护,钢筋移位,后浇带未按设计规范要求施工等都可能造成混凝土的裂缝。

二、裂缝预防控制措施

从上面的分析可以看出,很多因素都会导致混凝土产生不同程度的裂缝,因此必须采取多种措施加以控制。

(一)混凝土的制作

1、材料的选用;

(1)对于大体积混凝土应采用水化热低的矿渣水泥、粉煤灰水泥。

(2)掺加适宜的外加剂,如添加碱水防裂剂,改善水泥浆的稠度,提高混凝土的抗拉强度。

(3)精细骨料的选择,采用适宜的砂率。

2、搅拌技术措施:

(1)各种材料称量准确。

(2)严格控制水灰比,混凝土应充分搅拌。

3、混凝土的运输:

(1)采取的混凝土运输方式,应当严格掌握混凝土从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间,不得超出规范的要求和试配的初凝时间。

(2)对商品混凝土应就近选择搅拌站,并向搅拌站提出具体的技术要求,包括施工部位、强度等级、坍落度及允许偏差,有无早强及缓凝要求、初凝时间、浇筑速度等。

4、混凝土浇筑

对不同的混凝土构件,应有针对性的采用相应的浇筑工艺,浇筑大体积混凝土首先应制定详细的浇筑施工方案。采取切实可行的措施。

(1)合理的分缝分块,安排合理的浇筑顺序。

(2)热天浇筑混凝土时分层浇筑,减小浇筑厚度,利用浇筑层面散热。

(3)在混凝土中埋设降温水管,通入冷水降温。

(4)合理安排浇筑顺序,避免过大的高差和侧面长期暴露。

(5)注意控制钢筋位置,防止钢筋位移造成混凝土保护层过大而开裂。

浇筑薄形构件时,控制措施尤为重要:

(1)严禁在浇筑时在混凝土中任意加水。

(2)尽量避免中高温天气施工。

(3)浇筑时及时移动混凝土布料管,以防止出料口处混凝土过于集中。

(4)使用合适的振捣设备,在浇筑前,应将基层和模板充分湿润,振捣时避免过度或不足。

(5)混凝土振捣完后,先用木刮刮平,在初凝时,用木抹子做第一次抹压,要求加力较大,使面层充分达到密实。在混凝土终凝前进行二次抹压,抹压力应比第一次抹压力较大,使混凝土面层再次充分达到密实。

5、混凝土的养护措施

(1)及时养护,应在浇筑完后12小时内对混凝土加以覆盖保湿养护。根据采用水泥品种不同,确定养护时间,洒水养水应以保持混凝土处于湿润状态为宜。

(2)薄膜布养护应在振捣二次抹压后立即塑料薄膜严密覆盖,保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护,同时辅以洒水养护。

(3)蓄水养护,对大面积楼板可采用此方法。

(4)冬期浇筑混凝土后,应采用适宜可行的养护方法,但总归要保证混凝土的环境温度。如蓄垫法养护覆盖式养护、暖棚法养护、电热法养护等。

三、工程实例

我单位施工的温州大厦工程,建筑面积达53600㎡,箱形基础,框剪结构,筏板厚米,防水板厚米,楼层板厚120——200㎜,板跨度5—米不等,由于严格采用合适的混凝土裂缝控制措施,裂缝产生极少。特别是筏板、防水板控制措施得力,没有产生裂缝,200㎜厚大跨度现浇板采用薄膜覆盖与洒水综合养护,没有一处裂缝。

四、结束语

以上对现浇混凝土施工裂缝原因分析及预防措施的采用能够很好的解决这一施工质量通病问题,而关键在于我们在施工中如何去贯彻执行,是否有可靠、健全的制度去规范。

下面是中达咨询给大家带来关于混凝土裂缝的防制与处理的相关内容,以供参考。本文主要阐述混凝土工程中裂缝是如何产生的,以及几种常见的干缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝和化学反应引起裂缝产生的原因,针对这几种裂缝在实际工作中应采取何种措施加以防制,以及裂缝的处理方法。主要介绍的修补措施方法有开槽法修补裂缝、低压注浆法修补裂缝和表面覆盖法修补裂缝。混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要分别对待,根据实际情况解决问题。1凝凝土工程中常见裂缝及防制干缩裂缝及防制干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。外界湿度变化时,混凝土会产生干缩,且这种干缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致不同的变形结果:混凝土受外部环境的影响,表面水分蒸发快,变形较大,内部湿度变化较慢变形较小,表面混凝土受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。主要防制措施:一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂。三是对于遭受剧烈气温或湿度变化作用的混凝土结构表面,常配置一定数量的钢筋网,能有效地使裂缝分散,从而限制裂缝的宽度,减轻危害。四是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中间隔一定距离设置伸缩缝。温度裂缝及防制温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。主要防制措施:一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在以下。四是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺,降低混凝土的浇筑温度。六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。八是大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。九是预留温度收缩缝。十是减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。沉陷裂缝及防制沉陷裂缝的产生是由于构件所处地基土质软硬不均,或回填土没有压实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板强度不足,支撑间距过大导致底部松动等,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土融化产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为贯穿性裂缝,其走向与地基沉陷情况有关,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。主要防制措施:一是在松软地基、填土地基上部施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡。四是严格遵守模板拆除的拆除时间,而且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上支撑模板时要注意采取一定的预防措施。化学反应引起的裂缝及防制混凝土中的粗细骨料若含有活性骨料,它与水泥中的碱分起作用,产生碱-骨料膨胀反应,使混凝土发生裂缝以及钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。这种裂缝一般出现在构件使用期间,一旦出现很难补救,因此在施工中应采取有效措施进行预防主要的防制措施:一是所选用砂石骨料不含有活性骨料,当含有活性骨料时,应进行专门试验。二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三是选用合适的掺和剂抑制碱骨料反应。2裂缝处理裂缝的出现不但会影响结构的整体性和强度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此应根据裂缝的形成原因和具体情况我们要区别对待、及时处理,从而保证建筑物的安全使用。混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:开槽法修补裂缝该法适合于修补较宽裂缝大于,采用环氧树脂:10,聚硫橡胶:3,水泥:,砂:28。首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后,将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中,再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度(约斤丙酮就可以了)。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。低压注浆法修补裂缝低压注浆法适用于裂缝宽度为的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理-试漏-配制注浆液-压力注浆-二次注浆-清理表面。当裂缝数量较多时,先要在裂缝位置上贴医用白胶布,再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝,使裂缝封闭,大约10分钟后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行,若气温高的话,半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液,插入注浆嘴,用手推动补缝器活塞,使浆液通过注浆嘴压入裂缝,当相邻的嘴中流出浆液时,就可拔出补缝器,堵上铝铆钉。一般由上往下注浆,水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。表面覆盖法修补裂缝这是一种在微细裂缝(一般宽度小于)的表面上涂膜,以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法,这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部,对延伸裂缝难以追踪其变化。表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异,通常采用弹性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘贴)等。施工时,首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛,清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孔,再用修补材料涂覆表面。结论。裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此严格按规程、规范要求施工,严把质量关,防患于未来,尽可能地降低混凝土裂缝的出现;对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

加气混凝土国内研究现状论文

我国已经成为生产加气混凝土加气混凝土设备加盟、加气混凝土设备使用现场、加气混凝土设备连锁店、加气混凝土设备材料的大国,同时也成为独立门类的新兴工业,生产原料来源广泛,特别是使用粉煤灰为原料,即能综合利用工业废渣,治理环境污染,不破坏耕地,生产的加气混凝土砌块,是一种替代实心粘土砖理想的墙体材料,可以满足国家建设部提出的建筑节能达到50%的建筑标准要求,可以推动墙体材料的改新,在使得带来严重危害的工业废渣粉煤灰得到综合治理和利用的同时,能够享受墙改和税收等多项政策优惠,从而获得较好的环境、社会和经济效益,具有广阔的市场发展前景。混凝土加气是一种新型的墙体建材,它的独特之处在于它是一种非常轻型的保温隔热的新型建筑墙材。加气混凝土技术始于一百年前,而我国的该项技术开始的比较晚,比国外整整落后了四十年,但是,我国的加气混凝土行业的发展确实非常迅速的。国内的加气混凝土技术工艺水平已经可以达到了国际先进水平。混凝土加气最大优势就是节约土地资源,不用浪费大量的耕地,而且它的原料的来源非常的广泛,灰沙,矿渣,粉煤灰和煤矸石等等都是做加气混凝土的原材料。而且加气混凝土的性能特点非常的优越,有非常好的可加工能力和隔热和保温能力,而且可塑性非常的强,可铇可锯,有非常好的加工特性。

浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文

在日常学习和工作中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我为大家收集的浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文,希望对大家有所帮助。

摘要 :

新建筑工程的建设和旧建筑工程的拆除都会产生大量的建筑垃圾,既造成环境污染又浪费大量资源,如何处理日益增多的建筑废弃垃圾,减轻对环境的污染,已成为各个国家必须面对的重要课题.通过分析再生混凝土的物理、力学性能、耐久性能、剪切性能以及抗震性能,探讨了再生混凝土的应用前景。

关键词 :再生混凝土;性能指标;建筑垃圾;应用前景

引言

目前我国正处于大兴土木的建设时期,土木建筑的快速发展带动了国民经济,也成为了消耗资源和产生垃圾最多的行业.为了有效减少环境污染破环,减少废弃混凝土的数量,做到可持续协调发展,目前解决该问题的方法只有再生利用,于是跟再生混凝土有关的一些技术和研究也快速发展起来。

再生骨料或再生混凝土骨料[1-2]是指将废弃混凝土块破碎、分级,并按一定的级配混合后形成的骨料,而利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土,称为再生骨料混凝土,简称再生混凝土.再生混凝土是建筑材料的循环再利用,是与生态环境发展相协调的重要一部分,也 符合国家的可持续发展战略.本文主要讨论再生混凝土基本性能,探讨再生混凝土应用工程的发展前景。

1、再生混凝土研究现状

国外研究现状国外对于再生混凝土的研究比较早,可以追溯到二次世界大战期间,连年的战争破坏了大量的建筑物,同时也产生了大量的废弃物,因此许多欧洲国家均不同程度地面临着如何处理废弃物的问题[2].20世纪50年代,苏联和德国为了处理大量废弃混凝土同时为城市重建提供新的原材料,相继开展了再生混凝土技术的研究工作.1977年日本政府制定了JIS TR A 0006《再生骨料和再生混凝土使用规范》;1991年日本政府又制定了《资源重新利用促进法》,规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾,必须送往“再生资源化设施”进行处理。

对于废弃物再利用,美国政府也制定了《超基金法》,规定:“任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾倒.”这个规定给再生混凝土的发展提供了操作依据和法律保障.

国内研究现状

我国对再生混凝土的研究工作起步相对较晚,目前还停留在实验室研究阶段,不过政府对再生混凝土研究工作相当重视,相继投入了不少的资金,也取得了一些成果.同济大学对再生混凝土技术进行了大量的研究工作[2-3],包括再生混凝土的强度和工作性能、废弃混凝土破碎及再生工艺研究、再生混凝土耐久性研究、再生混凝土梁柱试验研究、再生混凝土框架节点试验研究、再生混凝土框架结构抗震性能的研究等.2007年同济大学编写了地方标准《再生混凝土应用技术规程》(DG/TJ 08-2018-2007),为再生混凝土的应用提供了技术指导。

另外,中科院、东南大学、浙江大学和北京工业大学等相关科研单位也对再生混凝土开展了大量的研究工作,并开发了相关的再生混凝土技术。

2、再生混凝土性能特点

物理力学性能东南大学陈亮等对再生骨料混凝土技术开发与研究的最新进展进行了综述与对比分析[3],分析结果表明再生混凝土的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本一致.从破坏形态来看,再生混凝土的破坏基本上始自粗骨料和水泥凝胶体面的黏结破坏,再生混凝土的长期抗压强度发展规律与普通混凝土有所差异.分析还指出,全部采用废混凝土作骨料的再生混凝土与相同配合比的普通碎石混凝土相比,抗压强度降低9%,抗拉强度降低7%,抗压弹性模量降低28%,抗拉弹性模量降低34%,说明再生混凝土脆性降低,韧性增加.而全部采用废弃混凝土作骨料的再生混凝土较相同配合比的普通混凝土极限拉应变增大28%,拉伸弹模降低34%,抗压强度比有所增加,说明再生混凝土的抗裂性能较好。

中国科学院武汉岩土力学研究所骆行文等通过一系列试验,分析研究了不同再生混凝土取代率对静力力学性能的影响,研究了再生混凝土声波传播特征参数随再生混凝土轴向压缩变形的变化规律[4].指出随着再生混凝土取代率的增加,再生混凝土的应力峰值在减小,再生混凝土的弹性模量和变形模量也在降低.分析还表明再生混凝土声波传播速度随着再生混凝土的轴向压缩变形先增大后减小,在再生混凝土轴向压缩过程中,超声波在再生混凝土中波幅先增大后减小。

同济大学肖建庄通过不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的单轴受压应力应变全曲线试验,分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力应变全曲线形状和再生混凝土抗压强度、弹性模量、峰值及极限应变的影响[5].研究表明,再生混凝土的应力应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点的应力和应变值有所区别;再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通泥凝土;再生混凝土的峰值应变大于普通混凝土;再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土.分析还指出再生混凝土应力应变全曲线的上升段和下降段可以分别用3次多项式和有理分式分别进行拟合。

浙江大学徐亦东等采用优质矿物掺合料和高效减水剂成功配制出C40—C60高性能再生混凝土,并采用电液伺服压力试验机对高性能再生混凝土进行单轴受压试验,测得其应力应变曲线并进行理论分析,总结出了再生混凝土单轴受压应力应变全曲线的数学表达式,与试验结果吻合较好[6-7]。

西班牙加泰罗尼亚理工大学等设计4种不同的再生混凝土粗集料取代率,通过4种混凝土的搭配比例来得到相同的抗压强度,分析了再生混凝土的力学性能[8].试验中,回收集料处于吸水状态,但不饱和,以控制新拌混凝土的性能、有效水灰比和更低的强度偏差.结果表明采用中低抗压强度的集料生产再生混凝土,其必要性已被证实归结于水泥的用量,测定了再生混凝土相对较低的弹性模量,此结果验证了几位学者提出的数学模型的有效性。

葡萄牙里斯本理工大学等通过不同的养护条件分析了再生混凝土的物理力学性能,分析了再生混凝土的抗压强度、劈裂强度、弹性模量和磨耗值,分析结果表明影响再生混凝土物理力学的养护条件大体上跟普通混凝土一致[9]。

意大利马尔凯理工大学Valeria Corinaldesi等采用取代率为30%的再生集料配制再生混凝土,分析了梁柱结合处再生混凝土在周期荷载下适用于结构的可行性[10].当取代率为30%时,再生混凝土与普通混凝土有几乎相同的抗压强度,然而,再生混凝土的抗拉强度、劈裂强度和弹性模量比普通混凝土偏低.基于周期荷载试验结果,通过参数裂缝类型、分布能、延展性和设计值来评价梁柱结点处的性能,结果显示,利用再生混凝土浇筑的结点具备充足的结构性能。

耐久性能

武汉大学刘数华、饶美娟对再生混凝土的变形性能主要包括弹性行为、干缩与徐变、温度变形性能,再生混凝土的耐久性包括渗透性、抗冻耐久性和抗化学侵蚀性能[11].对再生混凝土的变形性能和耐久性能进行深入分析,结果表明,再生骨料对再生混凝土变形性能和耐久性能虽有不同影响,但亦可满足于工程应用。

湖南省高速公路管理局龚先兵和长沙理工大学刘朝晖、李九苏对道路再生骨料混凝土的耐久性进行系统试验研究,包括抗硫酸盐侵蚀试验、抗冻性试验和干缩性试验,结果表明,再生骨料混凝土的耐久性能能够满足道路工程的需要[12]。

浙江大学徐亦冬,沈建生根据再生骨料的特性并结合当今的研究热点“高性能混凝土”技术,使再生混凝土向高性能化的方向发展[13].研究表明,尽管再生骨料属于低品质骨料,但通过将粉煤灰、矿渣及硅灰等矿物掺合料应用于再生混凝土中,充分利用粉体的优化组合以及界面强化效应,可使再生混凝上具有良好的工作性及较高的强度等级。

安徽水利水电学院的魏应乐对再生混凝士的抗渗性、抗冻融性、抗碳化、氯离子渗透性、硫酸盐侵蚀、耐磨性进行了分析,并提出了减小水灰比、掺加粉煤灰、采用二次搅拌工艺、减小再生骨料最大粒径、采用半饱和面于状态等改善再生混凝土耐久性的措施[14].研究结果表明,再生混凝土的抗渗性、抗冻融行、抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子渗透性和耐磨性均较普通混凝土弱。

美国威斯康星大学麦迪逊分校等在中干试验环境下,对引气型再生混凝土和非引气型再生混凝土进行自由状态下冻融耐久性试验[15],结果表明,直接冻融坚固性试验为判断再生混凝土集料的坚固性提供了更为实际的试验条件,硫酸盐坚固性试验不能预测再生混凝土集料的冻融难易程度。

英国诺桑比亚大学Alan Richardson等基于质量损失和极限抗压强度2个指标,采用对比试验,对再生混凝土的冻融耐久性试验进行研究[16],结果表明,再生混凝土与普通混凝土几乎有着相似的耐久性,原因归结于在分批前对再生集料仔细的选择和处理.耐久性是材料的一个重要指标,再生集料需要被大量的测试以便用于工业生产,本文表明了未来应用的可能性。

抗剪性能

广西大学黄莹、邓志恒等通过对四点受力等高变宽梁进行剪切试验,探讨水灰比相同的条件下,再生骨料取代率对再生混凝土剪切性能的.影响[17].研究表明,再生混凝土剪切破坏形态和普通混凝土相似,但其抗剪强度和变形能力均低于普通混凝土.在对再生混凝土抗剪强度、剪切变形和剪切模量分析的基础上,绘制了再生混凝土的剪应力应变曲线,建议了剪应力应变曲线方程和剪切模量的计算公式。

广东省建筑科学研究院黄健和同济大学建筑工程系肖建庄、雷斌对影响再生混凝土梁抗剪承载力的各因素作了定性分析,得出再生混凝土梁抗剪机理,包括剪跨比、混凝土强度及配箍率在内的诸多因素对再生混凝土梁抗剪承载力的影响趋势与普通混凝土梁基本一致的结论[18].同时指出增大荷载分项系数可明显提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标,但在配箍率较小时,荷载分项系数提高至时再生混凝土梁抗剪可靠度也不能满足可靠度要求.增大再生混凝士抗压强度平均值,使其标准值达到与普通混凝土相同的水平,再生混凝土梁的抗剪可靠度均可满足规范要求,这是提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标的最佳途径。

西安建筑科技大学刘丰、白国良等试验采用等高变宽梁,考虑混凝土强度等级和再生骨料取代率,研究了再生混凝土梁的抗剪强度和变形及其发展规律[19],得出了再生混凝土梁抗剪极限承载力与取代率没有直接关系的结论,同时还得出再生混凝土梁的切应力主应变曲线接近直线,试验所得抗剪强度相对普通混凝土较低的结论。

郑州大学的张雷顺通过13根再生混凝土梁与普通混凝土梁的对比试验,对再生粗骨料取代抗震性能同济大学建筑工程系的肖建庄、朱晓晖完成了3种不同再生粗骨料取代率再生混凝土框架边节点在恒定竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究[23],指出再生混凝土节点的破坏过程与普通混凝土相类似,虽然再生混凝土节点的抗震性能略低于普通混凝土,但再生混凝土节点的延性等抗震性能仍满足相应抗震设防要求,说明再生混凝土可用于有抗震设防要求的框架节点中。

同济大学结构工程研究所的孙跃东等通过对3榀1∶2比例框架模型在不同的竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能的对比试验,研究了再生混凝土框架在低周反复荷载作用下以及不同轴向力作用下对再生混凝土框架抗震性能的影响[24].结果表明,再生混凝土框架,在不同轴力和低周反复荷载作用下,其受力特性、破坏形态和破坏机制没有明显的差别,破坏机构均表现为明显的“强柱弱梁”类型;再生混凝土框架具有较好的抗震性能,结构进入弹塑性阶段后,框架的滞回曲线均比较丰满,表明框架都具有良好的耗能能力;框架的位移延性系数为~,表明框架延性良好,再生混凝土框架的位移延性小于普通混凝土框架,随着轴向荷载的增加,框架的延性降低。

北京工业大学建筑工程学院的张建伟、曹万林等进行了7个剪跨比为的中高剪力墙低周反复荷载试验研究[25],在试验的基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特性、耗能及破坏特征.研究表明,再生细骨料掺量的增加,使再生混凝土中高剪力 墙的抗震性能有所降低以及随着配筋率的提高,其承载力、延性、耗能能力有所提高.同时指出轴压比的提高,使再生混凝土剪力墙的承载力提高,弹塑性变形能力降低。

北京工业大学的尹海鹏等进行了1根普通混凝土柱和3根不同取代率的再生混凝土柱模型的低周反复荷载试验研究[26],模型按1/2缩尺.试验结果表明,随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度明显下降、承载力呈下降趋势、耗能值下降,抗震能力呈下降趋势,并指出再生混凝土柱可用于多层结构轴压比较小的柱的抗震设计。

3、存在问题及应用前景

存在问题最近几年再生混凝土研究工作取得了一些成就,不过,鉴于再生骨料自身的局限性和目前我国对再生混凝土利用的实际情况,还存在一些障碍和不足,主要表现在以下几个方面。

(1)目前合适的处理废弃混凝土的设备与相关技术较少,对废弃混凝土再生利用的认识还不到位.

(2)废弃混凝土来源广泛且非常复杂,如何合理分级处理是需要解决的关键问题。

(3)相应的标准规范太少,实际操作时比较困难,目前还难以大面积推广。

应用前景

再生骨料混凝土与普通混凝土相比,虽然在物理力学性能等指标上稍有逊色,但毋庸置疑的是,再生混凝土具有广阔的应用前景.具体应用时,可根据结构所处的部位进行选择性替代[27-28].对于主要的承重结构,再生粗骨料取代率可以适当减少,设定限值或容许范围.对于一般结构工程,例如人行道板、桥梁护栏、防护砌块和其它附属结构,取代率可根据情况适当增大。

摘要:

为了有效减轻不断增加的废弃混凝土带来的环保压力,减少资源浪费,建议对废弃混凝土回收处理成再生骨料,部分或全部代替天然骨料来配置再生混凝土,使废弃混凝土变成土木工程领域的绿色资源。文章从再生骨料生产工艺、性能,再生混凝土物理性能、力学性能及其耐久性等方面介绍了再生混凝土技术在国内外的研究进展,主要从材料、结构、力学性能,耐久性方面分析了再生混凝土的基本特性及其研究存在的问题,指出了需进一步深入研究的方向,为再生混凝土技术在科研与工程应用中提供参考意见。

关键词:

再生混凝土;再生骨料;力学性能;耐久性

1、再生混凝土简介及其研究的必要性

再生混凝土(Recycled Concrete),是指将废弃混凝土块经裂解、破碎、清洗与筛分后,制成混凝土骨料,部分或全部代替天然骨料配制而成新混凝土。它是再生骨料混凝土(Recycled Aggregate Concrete,RAC)的简称。

近年来,我国建筑垃圾逐年上升,建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%~40%,其中主要是废弃混凝土,这些垃圾严重影响了城市生活环境,造成了很大的环境污染。目前国内处理这些废弃混凝土的方法有两种:一、运往郊外堆存。这会成为新的垃圾源,显然不可取;二、作为回填材料简单地使用。这会浪费资源,不符合我国建设资源节约型社会要求。据估计,2008年发生的汶川特大地震,产生的建筑垃圾约3亿吨,地震所造成的建筑垃圾量远远超过中国每年建筑施工所产生的建筑垃圾的总和,地震所造成的建筑垃圾量十分庞大,如何对其进行资源化利用,是摆在我们面前的一个新的课题,也是一个挑战。再生混凝土技术是一个很好的解决方法,通过对废弃混凝土的再加工来恢复其原有性能,形成新的建材产品,从而既能对有限的资源进行再利用,又解决了部分环保问题。这既是发展绿色混凝土,实现建筑资源环境可持续发展的重要途径,也是建设资源节约型、环境友好型社会的具体体现。

2、再生骨料的生产工艺及性能

再生骨料的生产工艺

对废弃混凝土进行充分再利用的前提是要保证再生骨料生产工艺是经济可行的。再生骨料的生产需要解决一系列问题,包括对废弃混凝土块或钢筋混凝土块的回收、破碎与筛分等。简单的混凝土破碎及筛分工艺如图1所示。

再生骨料的性能

经过破碎处理的废弃混凝土,生产出的再生骨料含有30%左右的硬化水泥砂浆,这些水泥砂浆大多独立成块,只有少量附着在天然骨料的表面,导致了再生骨料密度小,吸水率高,粘结能力弱的特点。一般地,再生骨料棱角较多,表面比较粗糙。对废弃混凝土块进行再生破坏过程中,由于积累了损伤,会使再生骨料内部产生大量的微裂纹。研究表明,同天然骨料相比,再生骨料孔隙率较高,密度较小,吸水性增强和骨料强度较低。

3、再生混凝土物理性能及力学性能

再生混凝土物理性能

由于再生骨料的表观密度比天然骨料小,因此再生混凝土的密度比普通混凝土低。随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土的密度有规律地减小,如果再生混凝土全部采用再生骨料,则其密度比普通混凝土相比,降低了 。再生混凝土有自重低的特点,这能降低结构自重,提高构件的抗震性能。同时,由于再生骨料孔隙较高,使得再生混凝土具有良好的保温性能。

再生混凝土的强度

再生混凝土的强度与基体混凝土(相对于再生混凝土而言,用来生产再生骨料的原始混凝土称为基体混凝土)的强度、再生骨料破碎工艺、再生骨料的替代率以及再生混凝土的配合比等密切相关。由于基体混凝土的强度等级、使用环境各不相同,裂解、破碎的'工艺及质量控制措施的差异,导致再生混凝土强度变化的规律性不明显,不同的研究者所得的结论也有所差异。Hansen的试验结果表明,随着基体混凝土强度的降低,再生混凝土的强度也下降。一般情况下,再生骨料混凝土的抗压强度基体混凝土或相同配比的普通混凝土的抗压强度更低,降低范围为0%-30%,平均降低15%。邢振贤等全部采用废弃混凝土再生骨料制作出再生混凝土,指出再生混凝土的抗弯强度约为基准混凝土强度的75%-90% 。和配合比相同的基准混凝土相比,抗压强度降低了9%,抗拉强度降低了7%。

应该注意的是,再生骨料表面包裹着水泥砂浆,使再生骨料与新的水泥砂浆之间弹性模量基本一样,界面结合可能得到一定的加强。以此同时,再生骨料表面的大量微裂缝会吸入新的水泥颗粒,使得接触区的水化更加完全,最终形成致密的界面结构。由于界面结合得到加强,一定程度的补偿了因再生骨料强度较低而导致的再生混凝土性能的劣化。

再生混凝土的弹性模量

由于再生骨料中有大量的老旧砂浆附着于原骨料颗粒上,导致再生混凝土的弹性模量通常较低,一般约为基体混凝土的70%-80%。再生混凝土弹性模量低,变形大,因此它的抗震性能和抵抗动荷载的能力较强。水灰比对再生混凝土的弹性模量影响较大,当水灰比由降低到时,再生混凝土的抗压弹性模量增加。

再生混凝土的干缩与徐变

再生混凝土的干缩量和徐变量比普通的混凝土增加了40%-80%。再生骨料的品质、基体混凝土的性能以及再生混凝土的配合比决定了干缩率的增大数值。Yamato等人研究表明,当天然骨料与再生骨料共同使用时,再生混凝土的干缩率会增加;水灰比增加时,再生混凝土的干缩率也会增加。

4、再生混凝土的耐久性

再生混凝土的抗渗性

与混凝土渗透性有关因素主要分为两类。

(1)混凝土拌和料的组分、拌和物配合比以及工艺参数,即拌和料的制备、成型和养护等;

(2)混凝土随时间而发生的变化,即在外部环境、结构应力、流体性能和渗透条件等因素作用下,混凝土内部发生的物理和化学变化。

由于再生骨料的孔隙率较大,因此再生混凝土的抗渗性比普通混凝土低。但是往再生混凝土里掺加粉煤灰之后,由于粉煤灰能使再生骨料的毛细孔道细化,因而很大地改善了再生混凝土的抗渗性。

再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性

再生混凝土的孔隙率及渗透性较高,它的抗硫酸盐侵蚀性比普通的混凝土差。同样的,往里面掺加粉煤灰,能够减少硫酸盐的渗透,使其抗硫酸盐侵蚀性有较大改善。

再生混凝土的抗裂性

与普通混凝土相比,再生混凝土极限伸长率增加了。再生混凝土弹性模量较低,拉压比较高,因此再生混凝土抗裂性比基体混凝土更好。

再生混凝土的抗冻融性

再生混凝土的抗冻融性比普通混凝土差。Yamato等人研究表明,再生骨料与天然骨料共同使用时或者减小水灰比可提高再生混凝土的抗冻融性。

5、结语

通过对再生混凝土的研究,我们得出以下结论与建议,希望能够引起行业或者有关部门的重视。

第一,再生混凝土技术可以从根本上解决废弃混凝土的出路问题,既能减轻废弃混凝土对环境的污染,又能节省天然骨料资源,具有显著的社会、经济和环境效益,是发展绿色混凝土的主要途径之一,符合我国可持续发展战略的要求。

第二,在工程应用研究中,不单要对如何提高再生混凝土的强度进行研究,而且还要对其耐久性如抗渗性、抗裂性等加强研究,来逐步提高再生混凝土的性能。

第三,同普通混凝土相比,再生混凝土的配合比设计和施工工艺均有许多不同之处,应区别对待。

第四,对再生混凝土进行合理设计,基本上能够达到普通混凝土的性能要求。为了更好地推广应用再生混凝土技术,我们还需要对其结构性能(抗弯,抗剪,抗冲切及抗震等)和设计方法多加强研究。

第五,再生混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及施工工艺等方面有重大差异,按照现行普通混凝土的标准、规程等显然是有许多不足之处的;另一方面,国内的水泥、骨料与国外使用的水泥、骨料在成分和性能上差别也较大,因而更不能直接使用国外的相关标准。因此,建议结合再生骨料分级情况,尽早制定出适合国内情祝的再生混凝土的有关标准和规程。

第六,通过对再生混凝土的经济性进行综合研究,在我国广泛推广应用再生混凝土,同样需要xx积极的产业政策扶持和国家的法律法规保障。

参考文献

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[2] 吴中伟.绿色高性能混凝土与科技创新[J].建筑材料学报,2011 (01):1~5.

[3] 邢锋,冯乃谦,丁建彤.再生骨料混凝土[J].混凝土与水泥制品, 1999(02):10~13.

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[5] 邢振贤,周日农.再生混凝土性能研究与开发思路[J].建筑技术开发,2005,25(05):28-31.

行业主要上市公司:旭建新材(430485)、丰众建科(871465)、索纳塔(839089)、鑫力新材(873146)等

本文核心数据:加气混凝土砌块产量、加气混凝土砌块产值、加气混凝土砌块前景预测

加气混凝土砌块产量持续增长

加气混凝土砌块是以硅质材料(如石英砂、粉煤灰、高炉矿渣、铁尾矿等)和钙质材料(如水泥、石灰等)为原材料,加入适量的 发气剂,经磨细配料、混合搅拌、浇注发泡、配体静停、切割和压蒸养护等工序加工制成,是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能良好、可钉、可锯、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料。

1958年,原建工部建筑科学研究院开始研究,1962年起建筑科学研究院与北京有关单位研究并试制了加气混凝土制品,并很快在北京矽酸盐厂(现北京轻质材料厂)和贵阳灰砂砖厂进行工业性试验获得成功。1965年引进瑞典西波列克斯公司专利技术和全套装备,在北京建成我国家加气混凝土厂——北京加气混凝土厂,标志着我国加气混凝土进入工业化生产时代。到“十二五”、“十三五”期间,我国加气混凝土工业得到快速发展,生产规模日益扩大,技术装备和产品档次有了较快提升,品种和质量有了较大的提高。

据统计,随着国内企业开始引入国外先进设备以及自主研发新设备进程的加快,国内加气混凝土砌块行业面临着产能过剩压力持续增大。2017年,我国加气混凝土砌块行业实际产量约亿立方米;2020年,产量增长至亿立方米,同比增长。

行业产值近五百亿元

据中国加气混凝土协会数据显示,2019年,中国加气混凝土砌块行业产值约为460亿元。2020年,中国加气混凝土砌块行业产值约为480亿元。

政策助力行业发展

从近几年的政策砌块来看,在绿色建筑的推动下,环保节能型产品逐渐成为主流。加气混凝土砌块凭借其优秀的属性成为绿色建筑材料之一,将应用到各种装配式建筑、绿色建筑中。在政策的引导下,未来加气混凝土砌块将迎来广阔的市场。

行业产值有望突破千亿

2021年是国家“十四五”规划的开局之年,以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局将逐渐建立。在当前碳中和、碳达峰的大背景下,绿色建筑、绿色建材和装配式建筑的发展需求愈发强烈,这为加气混凝土砌块行业发展提供了机遇。根据2020年加气混凝土砌块行业的产值的增长速率来看,未来加气混凝土行业的增长在政策市场的利好推动下将进一步增速,有望达到10%以上的增长速率。到2026年,中国加气混凝土砌块行业市场规模有望突破千亿。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国加气混凝土砌块行业市场前景预测与投资战略规划分析报告》。

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