刍议地铁耐久性混凝土制作和改进研究.docVIP

刍议地铁耐久性混凝土制作和改进研究 　　【摘 要】文章对地铁车站的环境特殊性进行了介绍和分析，对耐久性混凝土的制作过程进行了研究，该耐久性的指标以抗碳化性能为主。地铁施工属于地下工程，地下工程混凝土碳化严重、二氧化碳浓度高、人流量大、空气对流条件差、环境相对较为封闭，因此，施工的难度也大，对混凝土的耐久性要求高。地铁耐久性混凝土的制作和改进可通过配合比、外加剂以及骨料等方面来进行研究。 　　【关键词】配制技术；试验研究；抗碳氧化；地铁车站；耐久性混凝土 　　随着我国社会经济的稳步发展，城市现代化进程的不断加快，地下工程的建设需求也相应增加。而地下结构所处的环境混凝土碳化十分严重、二氧化碳浓度高、人流量大、空气对流较差、环境相对封闭，这就对地下工程专用混凝土的耐久性提出了很高的要求。在各种环境下，混凝土结构在规定的使用年限内，具有可接受的外观能力，不需要进行额外的加固处理，并保持安全、正常使用，这就是混凝土耐久性。为适应地铁工程环境的特殊性，研究了耐久性混凝土的制作，在设计使用年限内，达到地下工程的使用指标。通常将强度为 等级的混凝土应用于地铁车站枢纽工程，但是，与一般较低混凝土水胶相比较，地下工程混凝土水胶按照该强度进行设计时大于0.3，可以说，设计地下工程混凝土耐久性难度相当大。 　　1、研究抗碳化性能与胶凝体系 　　混凝土的碳化会降低混凝土的碱性，容易锈蚀钢筋，从而使钢筋的保护作用降低，因为施工环境中的 与混凝土中的碱相接触，生成 。而且，混凝土的碳化还会使混凝土的耐久性和抗渗性降低，容易引起表面裂缝，导致混凝土碳化部分产生收缩。为了能够确定胶凝体系的配比及组成，研究了混凝土耐久性与胶凝体系配比组成的关系。由于水胶比增大会加深碳化程度，更容易扩散气体，降低混凝土的致密性，因此，增大水胶比，也消弱了混凝土抗碳化能力，增大碳化深度。水胶比的波动受碳化深度影响严重，而混凝土抗碳能力也会受到水胶比很大影响。随着掺合料总量增加，碳化深度的趋势呈现出先降后升。粉煤灰与矿粉对混凝土碳化的影响也呈现出了先降后升的趋势。 　　2、制作技术 　　耐久性失效的主要原因有：钢筋的锈蚀、化学腐蚀、碱-集料反应、冻融破坏等等。混凝土内在因素与外部环境条件是影响混凝土结构耐久性的两个共同作用。混凝土钢筋部位如果发生碳化，就会容易发生锈蚀，从而破坏了钢筋表面钝化膜。而且混凝土碳化部分的收缩是结构安全性和耐久性的最大隐患，使混凝土的耐久性和抗渗性能降低，容易造成表面裂缝现象的产生。因此，对于衡量地铁车站混凝土耐久性而言，混凝土结构的抗碳化能力是最为重要的指标。 　　强度 等级的混凝土能够满足一下技术指标：①自然碳化100年的碳化深度小于10毫米；②氯离子扩散系数小于 ；③点通量小于 ；④在Ⅱ级混凝土抗裂等级以上；⑤具有较好的不离析、和易性，工作性能可以达到地下工程混凝土的标准。制作地铁车站耐久性混凝土主要耐久性指标以抗碳化性能为主。为了能够提升混凝土耐久性能，制作耐久性混凝土可采取符合矿物掺合料以及低用水量的技术方案，对混凝土耐久性受掺合料的影响进行研究，与此同时，将最佳掺量确定；而用水量的降低可采用高效外加剂。 　　3、分析混凝土力学性能 　　在进行抗压强度测试是，可对水胶比分别为0.38、0.42、0.45的混凝土进行测试。在同是28d的条件下，0.45水胶比的混凝土，强度可达到C35的百分之130以上；而0.42混凝土强度可达到C40的百分之120以上；混凝土力学性能参照表1所示。在生产配合比中应用该配方，可达到强度标准。 　　表1 混凝土力学性能 　　抗压强度（/MPa） 水胶比 　　28d 　　46.8 0.45 　　48.5 0.42 　　57.3 0.38 　　4、确定配合比 　　确定C35和C40耐久性混凝土的主要参数，是因为对混凝土的施工性、经济性、工作性能、力学性能、耐久性等各方面因素进行了综合考虑。主要配合比的参数参照表2所示。 　　表2 主要配合比参数 　　强度等级 C35 C40 　　聚羧酸外加剂掺量/% 0.8～1.2 1.8～1.2 　　砂率/% 43～45 43～45 　　掺和料比例/SI：F 4：1 4：1 　　掺合料总掺量/% 40 40 　　水胶比 0.45 0.42 　　水/kg·m-3 173 173 　　5、研究外加剂 　　聚羧酸系可以提高混凝土耐久性，增强混凝土抵抗外部环境的抵抗能力，还可以提高钢筋保护能力，不同程度地提高混凝土抗氯离子侵蚀、抗冻以及抗碳化等能力，提高体积稳定性、提高混凝土抗裂性能，减少混凝土收缩变形，优化水泥水化放热曲线，使混凝土的绝热温升降低，提高混凝土的密实性，有效改善混凝土浆体内部孔径分布以及孔结构，还具有高耐久、高保坍、高减水等