[地质水利]土木工程专科毕业论文

[地质水利]土木工程专科毕业论文内容摘要：

具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。 高性能混凝土 较高的强度、良好的耐久性和工艺性都能使其具有良好的经济性。 高性能混凝土 良好的耐久性可以减少结构的维修费用，延长结构的使用寿命，收到良好的经济效益； 高性能混凝土 的高 强度可以减少构件尺寸，减小自重，增加使用空间；HPC 良好的工作性可以减少工人工作强度，加快施工速度，减少成本。 前苏联学者研究 发现用 C110~C137 的 高性能混凝土 替代 C40~C60 的混凝土，可以节约 15%~25%的钢材和 30%~70%的水泥。 虽然 HPC 本身的价格偏高，但是其优异的性能使其具有了良好的经济性。 概括起来说， 高性能混凝土 就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。 高性能混凝土发展和应用中所面临的 问题 在 高性能混凝土 的应用过程 中也存在一些问题，在 高性能混凝土 的原材料方面，我国水泥质量不稳定，离散性大；在骨料方面，粗骨料质量低劣，含泥量大，级配较差，细骨 ~ 4 ~ 料细度模数不合要求；在外加剂和外掺料的选择上，尚缺乏充分的适用性的研究。 在 高性能混凝土 的施工过程中，施工人员的技术水平有限，养护措施不到位，使 HPC的密实性和质量不稳定；在 高性能混凝土 的耐久性方面，由于 高性能混凝土 微管中水分的蒸发与凝聚而产生的收缩，使混凝土表面产生裂缝，这对 HPC的抗碳化、抗冻融循环作用以及抗氯离子扩散等都是不利的， 高性能混凝土 的水泥用量高，水灰比低，硬化后长期处 于水中时，水分通过微管扩散到内部，未水化的水泥粒子进一步水化，产生微膨胀也会使混凝土表面产生裂缝，为各种有害介质渗透提供通道，给氯离子侵入、碱骨料反应的发生和钢筋锈蚀创造可能；在 高性能混凝土 的设计方面，由于 高性能混凝土 的后期强度增长不及普通混凝土，而且脆性大，需要特别注意。 同时，在 高性能混凝土 的研究方面，现在的研究以实验室研究为主，但是实验室的情况与实际工况相差较大，这不利于今后 高性能混凝土 的推广应用。 3 高性能混凝土质量 与施工 控制 高性能混凝土原材料及其选用。 细集料宜选用 质地坚硬、洁净、级配良好的天然中、粗河砂 ,其质量要求应符合普通混凝土用砂石标准中的规定。 砂的粗细程度对混凝土强度有明显的影响 ,一般情况下 ,砂子越粗 ,混凝土的强度越高。 配制 C50～ C80的混凝土用砂宜选用细度模数大于 ,对于 C80～ C100的混凝土用砂宜选用细度模数大于。 高性能混凝土必须选用强度高、吸水率低、级配良好的粗集料。 宜选择表面粗糙、外形有棱角、针片状含量低的硬质砂岩、石灰岩、花岗岩、玄武岩碎石 ,级配符合规范要求。 由于高性能混凝土要求强度较高 ,就必须使 粗集料具有足够高的强度 ,一般粗集料强度应为混凝土强度的 115倍～ 210倍或控制压碎指标值 ＞ 10﹪。 最大粒径不应大于 25mm,以 10mm～ 20mm为佳 ,这是因为 ,较小粒径的粗集料 ,其内部产生缺陷的几率减小 ,与砂浆的粘结面积增大 ,且界面受力较均匀。 另外 ,粗集料还应注意集料的粒型、级配和岩石种类 ,一般采取连续级配 ,其中尤以级配良好、表面粗糙的石灰岩碎石为最好。 粗集料的线膨胀系数要尽可能小 ,这样能大大减小温度应力 ,从而提高混凝土的体积稳定性。 配制高性能混凝土时 ,掺入活性细掺合料可以使水泥浆的 流动性大为改善 ,空隙得到充分填充 ,使硬化后的水泥石强度有所提高。 更重要的是 ,加入活性细掺合料改善了混凝土中水泥石与骨料的界面结构 ,使混凝土的强度、抗渗性与耐久性均得到提高。 活性细掺合料是高性能混凝土必用的组成材料。 在高性能混凝土中常用的活性细掺合料有硅粉 (SF)、磨细矿渣粉 (BFS)、粉煤灰 (FA)、天然沸石粉 (NZ)等。 粉煤灰是火电厂燃煤锅炉排出的烟道灰 ,它能有效提高混凝土的抗渗性 ,显著改善混凝土拌合物的工作性 ,大掺量粉煤灰混凝土还对环境保护和节约资源有重要意义。 配制高性能混凝土的粉煤灰宜用含碳量低、细度 低、需水量低的优质粉煤灰。 矿渣是高炉炼铁排出的熔融矿渣在高温状态 ~ 5 ~ 下迅速水淬冷却而成的 ,用于高性能混凝土的磨细矿渣细度大于水泥 ,能提高混凝土的工作性和耐久性。 硅粉是电炉法生产硅铁合金所排放的烟道灰 ,SiO2含量大于 90﹪ ,平均粒径约 011μ m,比表面积 20200㎡ /kg,借助大剂量高效减水剂和强力搅拌作用 ,可以填充到水泥或其他掺合料的间隙中去 ,并且具有很高的活性 ,在各种掺合料中对混凝土的增强作用最为显著 ,是国际上制备超高强混凝土最通用的超细活性掺合料。 由于高性能混凝土具有较高的 强度 ,且一般混凝土拌合物的坍落度较大 (15～ 20 ㎝ 左右 ),在低水胶比 (一般＜ )一般的情况下 ,要使混凝土具有较大的坍落度 ,就必须使用高效减水剂 ,且其减水率宜在 20﹪ 以上。 有时为减少混凝土坍落度的损失 ,在减水剂内还宜掺有缓凝的成份。 此外 ,由于高性能混凝土水胶比低 ,水泥颗粒间距小 ,能进人溶液的离子数量也少 ,因此减水剂对水泥的适应性表现更为敏感。 因大部分高性能混凝土施工时采用泵送 ,故掺减水剂后混凝土拌合物的坍落度损失不能太快太大 ,否则影响泵送。 (1)粉煤灰 ,粉煤灰是燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细微粉末 ,又称“飞灰” (Fly Ash),其颗粒多呈球形 ,表面光滑。 大量的实践证明 :掺用粉煤灰的混凝土 ,其长期性能可得到大幅度的改善 ,对延长构筑物的使用寿命有重要意义。 粉煤灰在混凝土中的主要作用包括以下几个方面 :① 填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层 ,产生“滚珠润滑”效应。 ②对水泥颗粒起物理分散作用 ,使其分布得更均匀。 ③粉煤灰和聚集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应 ,生成具有胶凝性质的产物 ,加强了薄弱的过渡区 ,对改善混凝土的各项性能有显著作用。 ④粉 煤灰延缓了水化速度 ,减小混凝土因水化热引起的温升 ,对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。 ⑤可减小混凝土温度开裂的危险 ,同时由于加快了火山灰反应 ,还可提高 28d 强度。 值得注意的是 ,粉煤灰的水泥取代率对强度影响显著 ,较好的早期强度和后期强度的水泥取代率应小于 10%。 当粉煤灰掺量较低时 ,只会对水泥早期水化热有影响 ,但对 7d 龄期的水化热几乎没有影响。 (2)硅粉 (Silica Fume,简写 SF)又称硅灰 ,是从生产硅铁或硅钢等合金所排放的烟气中收集到的颗粒极细的烟尘。 硅粉主要 由非常微小、表面光滑的玻璃态球形颗粒组成， 粒径 为 m～ m,是水泥粒径的 1/50～ 1/100,一般比表面积为 18500 ㎡ /kg～ 20200 ㎡ /kg,主要化学成分为二氧化硅 ,其含量在 90%以上。 在混凝土中掺加少量硅粉或以硅粉取代部分水泥 ,结合应用减水剂 ,可使混凝土各方面的物理力学性能都得到显著提高 ,硅粉的适宜掺量为水泥用量的 5﹪～10﹪。 硅粉的加入 ,对混凝土的性能的影响主要有 :①改善了新拌混凝土的粘聚性、保水性 ,提高了需水量。 ②提高了混凝土的强度 ,增大了弹性模量和混凝土的干缩。 ③提高了混凝土的耐久性。 另外 ,在配制硅粉混凝土时必须注意 :①由于硅 粉的需水量比水泥大 ,在配制硅粉混凝土时 ,一般要掺加减水剂。 在选择减水剂时 ,应使之与所用的水泥具有相容性 ,否则 ,容易影响混凝土的工作性能。 同时 ,根据减水剂性能及需求的减水需求来选择合适的掺量。 ②比表面积和活性 SiO2 含量是硅粉的重要指标 ,硅粉比表面积越大、活性 SiO2 含量越高 ,硅粉性能越好 ,配制硅粉混凝土需选择具有良好性能的硅粉。 ③硅粉混凝土的干缩一般比 ~ 6 ~ 普通混凝土大 ,配制高性能混凝土时应采取补偿收缩的措施 ,如掺加粉煤灰等。 配合比 设计控制要点 在以往的配合比设计方法中， 是按混凝土的强度等级要求计算水灰比，而现在则是按耐久性的要求，首先根据环境作用等级确定电通量指标，由此来选择水胶比、控制胶凝材料最小用量以及掺和料的比例。 由于客专隧道的衬砌和仰拱设计强度等级为 C30或。