高强高性能混凝土技术综述.pdf

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1、高强高性能混凝土技术综述刘红(江西铁建工程检测有限公司)摘要：高强高性能混凝土适应了高层重载次跨度等现代土木工程对结构强度高月J度大耐久性好的要求．同时满足现代化生产施工，是钢筋混凝土工业的一个重要发展方向．阐述了国内外高强高性能混凝土技术的现状及发展概况；重点对钢纤维混凝土胡管混凝土以及钢骨混凝土作了分绍关键词：高强高性能混凝土；钢纤维混凝土；钢管混凝土；钢骨混凝土1简述在钢筋混凝土领域，高强高性能混凝土适应了高层、重载、大跨度等现代土木工程对结构强度高，刚度大、耐久性好的要求，同时满足现代化生产施工，因此，它是钢筋混凝土工业的一个重要发展

2、方向。各国对高强混凝土与普通混凝土的划分不尽相同。从我国目前的设计施工水平出发，强度等级达到或超过C50的混凝土被定为高强混凝土。高性能混凝土伴随着高强混凝土而问世，各国对高性能混凝土的要求不完全一样，但新拌混凝土的工作性、硬化混凝土的强度和耐久性，是高性能混凝土的基本要素。高性能混凝土不仅满足工业化预拌生产和机械化泵送施工的要求，具有足够的强度，而且是一种耐久性优异的混凝土。但是，随着混凝土强度的提高，混凝土的变形能力明显下降，延性变差。实验研究与工程应用表明，采用钢纤维混凝土、钢骨混凝土、钢管混凝土可以有效地增大高强混凝土的延性，大大减小

3、构件截面尺寸，在不同的领域发挥各自独特的优势。2钢纤维混凝土钢纤维混凝土是一种由水泥、粗细集料和随机分布的短钢纤维组合而成的复合材料。钢纤维混凝土主要通过乱向分布的钢纤维抑制混凝土中裂缝的发生和发展，从而大大提高混凝土的抗压、抗弯、抗剪等以主拉应力为主的混凝土强度，同时显著增大混凝土的极限压应变，提高延性。钢纤维主要有以下几种：2．1切断钢纤维将压延拉拔的钢丝按规定的长度切断而成。这种钢纤维大多是圆形断面，纵向呈平直状，所以又称圆直钢纤维。为了增加钢纤维与混凝土基体的粘结力，也可将钢纤维进行变形加工，如压成波一18一形、弯钩等。2．2剪切钢纤

4、维将薄带钢高速剪切而成。这种钢纤维断面呈矩形，纵向为扭曲状，因此与混凝土基体的粘结力较好。日本的钢纤维混凝土工程中，大多采用这种钢纤维。2．3熔抽钢纤维将熔融的钢水利用旋转圆盘甩出，快速冷却而成。这种钢纤维由于制造工序简单，价格比较便宜。但由于其本身强度较低且脆，表面的氧化层较多，增强效果比剪切钢纤维差。由于钢纤维混凝土被破坏时，往往是钢纤维被拉断，因此要求钢纤维具有一定的抗拉强度和足够的韧性。《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》规定，钢纤维的抗拉强度不应低于380MPa。钢纤维的掺量用体积率来计算，它是根据结构或制品的性能要求、经济和施工三方

5、面因素综合考虑确定。通常钢纤维掺量的体积率在0．5％’2．096，而以1．0％一1．5％较多。选择钢纤维时，还要考虑到钢纤维的几何参数，即钢纤维的长度直径以及它们的比值(长径比)。根据大量试验研究和规程应用经验，钢纤维的长度以20—50ram为宜；截面直径或等效直径以0．3-0．8mm为宜；长径比在40--．100的钢纤维，其增强效果和拌和物性能都较好。钢纤维混凝土一般使用42．5号、52．5号的普通硅酸盐水泥，配制高强钢纤维混凝土时可使用52．5号以上的硅酸盐水泥或明矾水泥。水泥用量一般较未掺钢纤维的混凝土多10％左右。拌制钢纤维混凝土不能

6、采用海水、海砂，并且严禁掺用氯盐，以防止对钢纤维的腐蚀。钢纤维混凝土中，砂的粒径为0．15～5．Omm，粗总第110期江西建材1／2010集料的最大粒径不宜大于20ram或钢纤维长度的2／3，用于钢纤维喷射混凝土则不宜大于lOt'am。为保证钢纤维混凝土拌和物的和易性，混凝土的砂率一般不应低于50％。钢纤维混凝土的水灰比宜选用0．45"--0．50，对于以耐久性为主要要求的钢纤维混凝土，水灰比不得大于0．50。钢纤维混凝土水泥用量以360～400kg／m3为宜，当钢纤维体积率较大时，水泥用量可以适当增加，但不应大于500kg／m3。为降低水灰

7、比、改善拌和物的和易性，必要时可掺加减水剂、粉煤灰等。配制钢纤维喷射混凝土则需要掺入适量速凝剂。表1为日本在工程中使用的几种钢纤维混凝土配合比设计。粗集水砂钢纤原材料用量(kg／m3)最大灰蛊维坍落比水砂石外钢粒径／掺量度km水泥子头加纤／零剂维／mm李／％25．O42501．55．O1824348088391．1l11810．042∞2．55．0215512lll623l1．281969．54070433．8-7．61553848423661．6810010．O63721．47．520r73931151471133我国对钢管混凝土结构的研究

8、始于20世纪50年代，1963年在北京地铁车站使用了钢管混凝土柱；20世纪70年代起，又在大连造船厂等大跨度工业厂房以及一些高层建筑和大跨度桥梁中开始应用；20世纪