楊德義
(黑龍江國際工程技術合作公司,哈爾濱 150010)
現階段,世界各國對新型混凝土的研究已經進入白熱化階段,相對于發達國家,我國新型混凝土發展較晚,在發展及應用過程中還存在許多問題。在混凝土研究的早期階段,一些國家已經能夠研制出強度在40~45Mpa的混凝土,并且在經過預應力處理后,強度可以達到70Mpa。隨著越來越多的新型材料引用到建筑行業中,新型混凝土也得到了迅速發展,已經廣泛應用于高層建筑以及大型廣場、橋梁的建設中,強度超過C70。不僅如此,研究機構還在硬度和耐久度方面對混凝土進行了深入研究,這對混凝土后期的抗震性能意義重大。通過改進配方所創造出的足尺的梁柱試件,其強度達到了驚人的243Mpa。而我國混凝土的研究則是經歷了固定式混凝土泵——高強度和泵送混凝土——耐腐蝕外加劑——噴射混凝土——噴射混凝土維修和加固混凝土結構規程等過程。
高強度混凝土在現代建筑中應用極為廣泛,高強度混凝土主要是指強度超過C60的混凝土。在混凝土的配置過程中,除了要加入傳統砂石、水泥、減水劑等外加劑外,還要向混凝土中加入礦渣、粉煤灰、礦粉和硅粉等原料混合,相對于普通混凝土而言,高強度混凝土最主要的優點就是強度高,能夠達到普通混凝土的4~6倍,不僅如此,高強度混凝土還具有較強的抗變形能力,密度較大,且具有較小的孔隙率,以上因素使得混凝土構件的截面積大幅度降低,也使高強度混凝土在現代高層建筑中得到了極其廣泛的應用。高強度混凝土經過軸壓和配箍率處理后,就能夠在很大程度上提高自身的抗震性能,使得自身重量有所降低?;诟邚姸然炷烈陨戏N種優點,現階段已經在大跨度的房屋和橋梁中廣泛使用了施加預應力的高強混凝土結構,并且具有相當程度的耐腐蝕和抗滲性。
由于大體積混凝土具有相當大的截面積,這就使其具有很好的抗裂性能,極大地減小了因為外力所導致的混凝土裂縫,但這種結構也造成了其在水化反應中產生較大的溫度變化,加快了混凝土的收縮速度,進而產生收縮應力,最終產生裂縫。如何避免因溫度差而產生的混凝土裂縫就成為了科研單位的研究重點,根據相關規定,若要使混凝土溫差得到有效控制,要求單面散熱結構斷面的最小厚度應達到75cm,由于水熱導致的溫差在25℃以內,這就要求設計人員在確定混凝土的施工方案時,需要對各項參數進行合理計算,使溫差和裂縫都能夠得到有效的控制,其中的關鍵點包括原材料選擇、配合比設計、施工方法、施工季節等多方面因素。
隨著社會對建筑要求的日益提高,在混凝土施工操作時,經常需要在礦山、礦井、隧道等施工人員難于接近的地方作業,這就要用到噴射混凝土,使用噴射裝置將混凝土噴向巖石或其他結構表面,以此對結構進行有效的保護。噴射混凝土技術的采用能夠極大地加快施工進度,使混凝土的強度能夠迅速增長,增加密實性,不僅如此,噴射混凝土技術還具有施工用具簡單和適應性強等特點,對建筑企業經濟效益的提升有著明顯的作用。
在制作新型膨脹混凝土的過程中,硫鋁酸鹽、氧化鈣、氧化鐵等混凝土節能和低水化熱材料已經應用得越來越廣泛,這樣能夠保證新型膨脹混凝土具有干縮和冷縮的補償性,能夠在低溫環境下進行施工操作。通常情況下,新型膨脹混凝土的應力水平已經能夠達到8Mpa,可以制作高壓輸水材料。目前,我國已經研發出鋁酸鹽自應力膨脹水泥,具有良好的膨脹性能,可以達到70Mpa的抗壓強度,特別是在6個月以后,抗壓強度更是能夠達到90Mpa,抗拉強度也比同標號的硅酸鹽水泥高。
改革開放以來,我國對建筑材料的研究投入了極大的人力物力,并且取得了顯著的成就,特別是對于新型混凝土的研究更是取得了舉世矚目的成績,使我國從一個混凝土發展較為落后的國家逐漸趕超了歐美發達國家,并且頒發了混凝土維修建筑結構的新規程,廣泛運用于我國冶金、水電、軍工、鐵道、煤炭等方面。在混凝土的施工過程中,施工單位需要針對不同的環境選擇合適的混凝土材料,這也就要求設計人員要對不同種類混凝土的特性進行全面的掌握。由于混凝土在很多特種結構中屬于不可缺少的建筑材料,同時這些結構還需要混凝土必須具備良好的耐久性與長期性,這就要求我國研究單位必須合理選擇混凝土的品種,在實際操作中逐漸積累經驗,最終實現我國混凝土行業社會效益和經濟效益的巨大提升。
[1] 李繼業,姜金名,葛兆生.新型混凝土技術研究[M].北京:化學工業出版社,2007.
[2] 葛兆明,余成行,魏群.新型混凝土材料與施工技術問題[M].北京:化學工業出版社,2012.
[3] 黃榮輝,張京.預拌混凝土生產和施工[M].北京:機械工業出版社,2010.
[4]過鎮海.混凝土強度和本構關系原理應用[M].北京:中國建筑工業出版,2004.