耐盐冻混凝土的配制及其在桥面铺装层中的应用
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摘要
混凝土作为一种历史悠久的材料,得到了广泛应用和青睐。但在经济和科技迅猛发展的今天,人们对生活质量的要求越来越高,普通的混凝土已经不能满足人们对建筑材料高抗压、高抗拉、高耐久性的要求。由于北方天气比较寒冷,冬季下雪结冰给交通带来不便。为保证交通运输的舒畅,常在桥、路面撒除冰盐,导致混凝土桥、路面受到除冰盐的侵蚀,给国家和社会造成了巨大的经济损失。本着可持续发展战略和建设节约型社会的方针政策,研究耐盐冻混凝土是有很大意义的。
     本课题正是针对除冰盐对桥、路面的侵蚀破坏,研究一种由“耐盐冻指标”和“强度指标”双控,抗盐冻、耐久性能优越的高性能混凝土,并将其应用于桥面铺装层、水泥混凝土路面,以防止水泥混凝土桥面和路面因盐冻侵蚀而早期破坏,提高水泥混凝土桥、路面的使用寿命。
     本文从力学性能和耐盐冻性能两方面着手,对不同配比的混凝土进行对比分析,配制出高性能的耐盐冻混凝土。
     力学性能研究结果表明:掺加了磨细矿渣粉、硅粉、杜拉纤维的耐盐冻混凝土(PPEK)在7天、28天、90天的立方体抗压强度都高于与其对比的其他混凝土。纤维、硅粉和磨细矿渣粉联合增强作用,增强了试件的抗压强度;掺加纤维、硅粉和磨细矿渣粉后并没有明显提高混凝土的抗折性能。
     耐久性能研究结果表明:掺加了磨细矿渣粉、硅粉、杜拉纤维的耐盐冻混凝土(PPEK)的抗渗透能力和耐盐冻能力都高于与其对比的其他混凝土。磨细矿渣粉、硅粉的掺入,很大程度上提高了混凝土的密实度。从而PPEK的抗渗等级达到21级,远远高于施工要求的12级。本文通过冻融循环和冻融循环-除冰盐试验,研究了耐盐冻混凝土的耐冻、耐盐冻能力。
     本文设计的耐盐冻高性能混凝土应用于廊涿高速公路--涿州至旧州段一桥面铺装上,并简要介绍了施工工艺及其过程。
Concrete, as a traditional material of building, are widely used for the past years. But withthe rapid development of science & economy and increasing quality of life, common concrete, asa building material, can no longer meet the requirement such as high-compression, high-tensile,high-durability. Due to the cold weather in the north, snow and ice bring inconvenience to thetraffic, people often spread salt on the ground to ensure good transportation, as a result, theconcrete road & bridge are corroded seriously. This of course means a loss to the state and leadto an adverse effect on the society, which is also deviate from sustainable development and theconstruction of economize type society.
     In view of the bad damage of ground and bridge, this paper discuss a“Salt-frost resistance”and“Strength”double controlled concrete, which can avoid destroy and extend the service life ofthe building.
     The research concerns on mechanical properties and salt-frost resistance, compare withdifferent proportion concrete, in order to prepare an excellent salt-frost resistance concrete.The study of mechanical properties show that: by the addition of finely-powdered slag,Silica Fume and Dura fiber, the concrete (PPEK) get higher performance in 7 days, 28 days, 90days cube compressive strength comparison. Fiber, microsilica and finely-powdered slag,enhance the compressive strength of the specimen, but no apparent improvement onflexural-tolerant properties.
     The findings of durability properties suggest that: finely-powdered slag, Silica Fume, Durafiber improve the concrete’s density, and make it reach 21 grade, which is far higher than theconstruction requirements of 12, and also give it better resistance to penetration and frost. In thispaper, Through the study of the action of freezing-thawing cycles in the water and NaClsolution to studying the capability of frost-resistance.
     Within the article, also introduce the process and technology of this high-performanceconcrete used on deck pavement from Zhuozhou to Jiuzhou of the Langzhuo Highway.
引文
[1] Stefan Jacobsen, Jacques Marchand, Hugues Hornain, SEM observations of the microstructure of frostdeteriorated and self-healed concretes. Cement and Concrete Research, 1995, 25(8):1781~1790.
    [2] 李金玉, 曹建国, 徐文雨等. 混凝土冻融破坏机理的研究[J].混凝土与水泥制品. 1997:58~69.
    [3] 沙际得. 引气混凝土的抗冻机理[J]. 混凝土, 1991(2):2~5.
    [4] 郝然. 浅析水泥混凝土桥面铺装早期破损原因及防治措施[J]. 铁道建筑技术, 2007(2): 59~61.
    [5] 冯乃谦, 石云兴. 水淬矿渣超细粉混凝土[J]. 混凝土, 1997(1):3~13.
    [6] Powers T C, Helmuth R A,Theory of volume changes in hardened Portland cement paste during freezing,Proceedings, Highway Research Board,1953:32:285~297.
    [7] Powers TC, Void spacing as a basis for producing air-entrained concrete, ACI Journal, Proceedings,1954.50(9): 741~760.
    [8] Fagerlund G, The critical degree of saturation method of assessing the freeze/thaw durability of concrete,Materials and Structures, 1977, 10(10), 58.
    [9] 李金玉, 曹建国, 徐文雨, 林莉, 关遇时. 混凝土冻融破坏机理的研究[J]. 水利学报, 1999(1):41~49.
    [10]Litvan, G.G. Phase transitions of adsorbates-Part I V: Mechanism of frost action in hardened cement paste.J. Amer, Ceram, Soc. 1972, 55, (1)38-42.
    [11]Setzer, M.3. A new approach to describe frost action in hardened cement paste and concrete. Proc.
    [12]黄士元, 蒋家奋, 杨南如, 周兆桐等. 近代混凝土技术[M]. 陕西科学技术出版社.1998.
    [13]杭美艳, 赵根田, 王光明, 曹芙波. 高性能混凝土中掺入超细活性矿物掺合料的研究[J].包头钢铁学院学报, 2005(5).
    [14]中华人民共和国国家标准,《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000) [S]. 中国建筑工业出版社,2001.
    [15]中华人民共和国国家标准,《混凝土结构工程施工质量验收规程》(GB50204-2002) [S]. 中国建筑工业出版社, 2005.
    [16]中华人民共和国国家标准,《公路桥涵施工技术规程》(JTJ041-2000) [S]. 人民交通出版社, 2001.
    [17]中华人民共和国国家标准,《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30-2005) [S]. 人民交通出版社,2005.
    [18]中华人民共和国国家标准,《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES01) [S]. 中国建筑工业出版社,2005.
    [19]中华人民共和国国家标准,《混凝土质量控制标准》(GB50164) [S]. 中国建筑工业出版社, 1993.
    [20]中华人民共和国国家标准,《公路工程国内招标文件范本》(2003 年版) [S]. 人民交通出版社, 2003.
    [21]商怀帅. 引气混凝土冻融循环后多轴强度的试验研究[D]. 大连: 大连理工大学2006.
    [22]邓正刚, 李金玉. 安全性抗冻混凝土技术条件的研究[M]. 中国水利水电科学研究院结构材料所,1999.
    [23]H.Sommer 著. 冯乃谦.《高性能混凝土的耐久性》[M].科学出版社. 1998.
    [24]Christiane Foy, Michel Pigeon and Nemkumar Banthia . Freeze-thaw durability and deicer salt scalingresistance of a 0.25 water-cement ratio concrete, Cement and Concrete Research, 1988, 18(4).
    [25]杨全兵, 吴学礼, 黄士元. 去冰盐对混凝土侵蚀的机理[J]. 上海建材学院学报. 1991, 4(4).
    [26]杨全兵. NaCl 溶液结冰压的影响因素研究[J]. 建筑材料学报, 2005(5):266~270.
    [27]J.Marchand,M.Pigeon,D.Bager,and C.Talbo Influence of chloride solution concentration on deicer saltscaling deterioration of concrete,ACI Materials Journal.1999. 96(4): 429~435.
    [28]蓓容, 杨全兵, 黄士元. 除冰盐对混凝土化学侵蚀机理研究[J]. 低温建筑技术, 2000. 1.
    [29]Th.E.Fiorato, PCA Research on Hight Strenght Concrete, Coner.Int, N04, 44-50, 1989
    [30]D j janssen,M B Snyder,Mass loss experience with ASTM C666:with and without deicing 0009salt,FTDoC,Proceedings of the international workshop in the resistance of concrete to scaling due to freezingin the presence of de-icing salt,1997,Quebec,Canada,247~258
    [31]田倩, 孙伟. 高性能水泥基复合材料抗冻性能的研究[J]. 混凝土与水泥制品. 1997.2.
    [32]王玲. 水泥混凝土路面冻害分析与补强研究[D]. 天津: 河北工业大学, 2002.
    [33]Lea F M 水泥及混凝土化学[M].唐明述, 杨南如, 胡道和等译. 北京: 中国建筑工业出版社, 1980:227~247.
    [34]冯乃谦, 高性能混凝土[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 1996.8.
    [35]水蕴华.科学技术研究方法[M]. 西北工业大学出版社, 1998.
    [36]吴中伟. 论水泥混凝土耐久性研究的思路与方法. 内部资料, 1996 .
    [37]吴中伟. 水泥混凝土工作者面临的挑战与机会[J]. 混凝土与水泥制品, 1996(1):3~5.
    [38]柳炳康, 吴胜兴, 周安. 工程结构鉴定与加固[M]. 中国建筑工业出版社, 2000.12.
    [39]汤慧清. 碎石级配在硅施工中的应用[J]. 煤炭技术, 2001,20(2):60~61.
    [40]张难娟. 浅谈采用单粒级粗骨料配制混凝土[J]. 山西建筑, 2004,30(22): 78~79 .
    [41]陈家陇, 方源兴. 我国混凝土骨料的现状与问题[J]. 建筑技术, 2005,36(1): 23~25.
    [42]Cohen M D,Zhou Yixia,DolchWL,Non-air-entrained concrete— is it frost resistant .ACI MaterialsJournal,1992,89(2):406~415.
    [43]刘兰强, 曹城. 聚丙烯纤维在混凝土中的组裂效应研究[J]. 公路, 2000(6): 39~42.
    [44]买淑芳. 混凝土聚合物复合材料及其应用[M]. 科学技术文献出版社. 1996.12.
    [45]李强. 掺加高炉矿渣微粉末超高强度砂浆的研究现状[J].混凝土与水泥制品,1993(1):20-22.
    [46]吴中伟, 廉惠珍, 高性能混凝土[M]. 中国铁道出版社,1999.
    [47]周焱昌, 孙伟, 秦鸿根(江苏省建筑科学研究院)(东南大学). 磨细矿粉最佳细度的优选[J]. 混凝土与水泥制品, 2000(5):16~17.
    [48]李建勇,姚燕.利用超细矿渣和硅灰配制高性能混凝土的研究[J].混凝土, 1997(4):12~22.
    [49]杜庆谵. 掺超细矿渣高强砼的配制研究[J].混凝土, 1998(1).
    [50]徐至钧. 纤维混凝土与纤维砂浆施工应用指南[M]. 中国建材工业出版社, 2005, 6.
    [51]肖桂彰, 郑传超. 道路复合材料[M]. 人民交通出版社, 1998.7.
    [52]杨光松. 损伤力学与复合材料损伤[M]. 国防工业出版社, 1995.
    [53]W.A.Cordon, Designing for Durable Concrete, SCM-18, ACI, p373-413, 1988.
    [54]ACI Committee 201, “Guide to Durable concrete ”, Materials journal , Vol.88, No.5, P544-582, 1991.
    [55]廉慧珍, 阎培渝. 面对混凝土工业可持续发展的挑战[J]. 建筑技术, 2004,35(1): 8~12.
    [56]覃维祖. 高性能混凝土的回顾与展望[J]. 建筑技术, 2004,35(1): 12~16.
    [57]武胜兵. 桥面砼铺装的质量控制[J]. 科学之友, 2006(9): 21~22.
    [58]刘宜. 矿渣微案分在普通混凝土中的应用[J]. 江苏建材, 2005(2): 37~38.
    [59]丁铸, 吴科如. 含超细矿渣水泥的水化研究[J]. 建筑材料学报,1998,1(3): 201~205.
    [60]谢祥明, 莫海鸿. 大掺量矿渣微粉提高混凝土抗氯离子渗透性的研究[J]. 水力学报, 2005,6(6):737~740.
    [61]中华人民共和国国家标准, 《钢纤维混凝土试验方法》CECS13:89 [S]. 中国工程建设标准化协会标准, 1990.
    [62]杜庆檐. 超细矿渣高强混凝土配制研究[J]. 混凝土, 1998(1): 40~43.
    [63]孟彬, 赵晶, 李学英, 郑秀华. 改性聚丙烯纤维混凝土耐父性的研究[J]. 低温建筑技, 2004(3):4~6.
    [64]郑选荣,卫建军. 杜拉纤维混凝土在三峡工程中的应用[J]. 研究混凝土, 2007(2): 73~74.
    [65]徐至钧. 杜拉纤维在路桥工程中的应用[J]. 特种结构, 2002,2(19): 65~66.

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