智能混凝土精選(九篇)

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第1篇：智能混凝土范文

關(guān)鍵詞：智能 混凝土 研究 發(fā)展

隨著現(xiàn)代材料科學(xué)的不斷進(jìn)步，作為最主要的建筑材料之一的混凝土已逐漸向高強(qiáng)、高性能、多功能和智能化發(fā)展。用它建造的混凝土結(jié)構(gòu)也趨于大型化和復(fù)雜化。然而混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中由于受環(huán)境荷載作用。疲勞效應(yīng)、腐蝕效應(yīng)和材料老化等不利因素的影響，結(jié)構(gòu)將不可避免地產(chǎn)生損傷積累、抗力衰減，甚至導(dǎo)致突發(fā)事故。為了有效地避免突發(fā)事故的發(fā)生，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，必須對此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)的“健康”監(jiān)測，并及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。現(xiàn)有的無損檢測方法，如聲波檢測X射線及C掃描等，只能定性檢測，而不能定量、數(shù)據(jù)化處理，更主要的是不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。因而對結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀態(tài)的監(jiān)測和損傷估計(jì)還比較困難，甚至是不可能的。傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)的維修方式主要是在損傷部位進(jìn)行外部的加固，而對損傷的原結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修比較困難，尤其是對結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損傷修復(fù)更是非常困難。隨著現(xiàn)代社會(huì)向智能化的發(fā)展，這種停留在被動(dòng)和計(jì)劃模式的檢測與修復(fù)方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代多功能和智能建筑對混凝土材料提出的要求。因此，研究和開發(fā)具有主動(dòng)、自動(dòng)地對結(jié)構(gòu)進(jìn)行自診斷、自調(diào)節(jié)、自修復(fù)、恢復(fù)的智能混凝土已成為結(jié)構(gòu)一功能（智能）一體化的發(fā)展趨勢[1]

1智能混凝土的定義和發(fā)展歷史

智能材料，指的是“能感知環(huán)境條件，做出相應(yīng)行動(dòng)”的材料。它能模仿生命系統(tǒng)，同時(shí)具有感知和激勵(lì)雙重功能，能對外界環(huán)境變化因素產(chǎn)生感知，自動(dòng)作出適時(shí)。靈敏和恰當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，并具有自我診斷、自我調(diào)節(jié)、自我修復(fù)和預(yù)報(bào)壽命等功能。智能混凝土是在混凝土原有組分基礎(chǔ)上復(fù)合智能型組分，使混凝土具有自感知和記憶，自適應(yīng)，自修復(fù)特性的多功能材料。根據(jù)這些特性可以有效地預(yù)報(bào)混凝土材料內(nèi)部的損傷，滿足結(jié)構(gòu)自我安全檢測需要，防止混凝土結(jié)構(gòu)潛在脆性破壞，并能根據(jù)檢測結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行修復(fù)，顯著提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝士是自感知和記憶、自適應(yīng)。自修復(fù)等多種功能的綜合，缺一不可，以目前的科技水平制備完善的智能混凝土材料還相當(dāng)困難。但近年來損傷自診斷混凝土、溫度自調(diào)節(jié)混凝土。仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相繼出現(xiàn)；為智能混凝土的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.1損傷自診斷混凝土

自診斷混凝土具有壓敏性和溫敏性等自感應(yīng)功能。普通的混凝土材料本身不具有自感應(yīng)功能，但在混凝土基材中復(fù)合部分其它材料組分使混凝土本身具備本征自感應(yīng)功能。目前常用的材料組分有：聚合類、碳類、金屬類和光纖。其中最常用的是碳類、金屬類和光纖。下面主要介紹2種當(dāng)前研究比較熱門的損傷自診斷混凝土。

1.1.1碳纖維智能混凝土

碳纖維是一種高強(qiáng)度、高彈性且導(dǎo)電性能良好的材料。在水泥基材料中摻入適量碳纖維不僅可以顯著提高強(qiáng)度和韌性，而且其物理性能，尤其是電學(xué)性能也有明顯的改善，可以作為傳感器并以電信號輸出的形式反映自身受力狀況和內(nèi)部的損傷程度。將一定形狀、尺寸和摻量的短切碳纖維摻入到混凝土材料中，可以使混凝土具有自感知內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變和操作程度的功能。通過觀測，發(fā)現(xiàn)水泥基復(fù)合材料的電阻變化與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化是相對應(yīng)的。碳纖維水泥基材料在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力的彈性階段，其電阻變化率隨內(nèi)部應(yīng)力線性增加，當(dāng)接近構(gòu)件的極限荷載時(shí)，電阻逐漸增大，預(yù)示構(gòu)件即將破壞。而基準(zhǔn)水泥基材料的導(dǎo)電性幾乎無變化，直到臨近破壞時(shí)，電阻變化率劇烈增大，反映了混凝土內(nèi)部的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系。根據(jù)纖維混凝土的這一特性，通過測試碳纖維混凝土所處的工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的在線監(jiān)測[2].在入碳纖維的損傷自診斷混凝土中，碳纖維混凝土本身就是傳感器，可對混凝土內(nèi)部在拉、壓、彎靜荷載和動(dòng)荷載等外因作用下的彈性變形和塑性變形以及損傷開裂進(jìn)行監(jiān)測。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在水泥漿中摻加適量的碳纖維作為應(yīng)變傳感器，它的靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的電阻應(yīng)變片。在疲勞試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，無論在拉伸或是壓縮狀態(tài)下，碳纖維混凝土材料的體積電導(dǎo)率會(huì)隨疲勞次數(shù)發(fā)生不可逆的降低。因此，可以應(yīng)用這一現(xiàn)象對混凝土材料的疲勞損傷進(jìn)行監(jiān)測。通過標(biāo)定這種自感應(yīng)混凝土，研究人員決定阻抗和載重之間的關(guān)系，由此可確定以自感應(yīng)混凝土修筑的公路上的車輛方位、載重和速度等參數(shù)，為交通管理的智能化提供材料基礎(chǔ)。

碳纖維混凝土除具有壓敏性外，還具有溫敏性，即溫度變化引起電阻變化（溫阻性）及碳纖維混凝土內(nèi)部的溫度差會(huì)產(chǎn)生電位差的熱電性（Seebeck效應(yīng)）。試驗(yàn)表明，在最高溫度為70℃，最大溫差為15℃的范圍內(nèi)，溫差電動(dòng)勢（E）與溫差t之間具有良好穩(wěn)定的線性關(guān)系。當(dāng)碳纖維摻量達(dá)到一臨界值時(shí)，其溫差電動(dòng)勢率有極大值，且敏感性較高，因此可以利用這種材料實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)部和周圍環(huán)境變化的實(shí)時(shí)監(jiān)控；也可以實(shí)現(xiàn)對大體積混凝土的溫度自監(jiān)控以及用于熱敏元件和火警報(bào)警器等可望用于有溫控和火災(zāi)預(yù)警要求的智能混凝土結(jié)構(gòu)中。

碳纖維混凝土除自感應(yīng)功能外，還可應(yīng)用于工業(yè)防靜電構(gòu)造。公路路面、機(jī)場跑道等處的化雪除冰。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋陰極保護(hù)。住宅及養(yǎng)殖場的電熱結(jié)構(gòu)等。

1.1.2光纖傳感智能混凝土

光纖傳感智能混凝土[3]，即在混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位埋人入纖維傳感器或其陣列，探測混凝土在碳化以及受載過程中內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變變化，并對由于外力、疲勞等產(chǎn)生的變形、裂紋及擴(kuò)展等損傷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。光在光纖的傳輸過程中易受到外界環(huán)境因素的影響，如溫度、壓力、電場、磁場等的變化而引起光波量如光強(qiáng)度、相位、頻率、偏振態(tài)的變化。因此人們發(fā)現(xiàn)，如果能測量出光波量的變化，就可以知道導(dǎo)致光波量變化的溫度、壓力、磁場等物理量的大小。于是，出現(xiàn)了光纖傳感技術(shù)。近年來，國內(nèi)外進(jìn)行了將光纖傳感器用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和建筑檢測這一領(lǐng)域的研究，開展了混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變及裂縫發(fā)生與發(fā)展等內(nèi)部狀態(tài)的光纖傳感器技術(shù)的研究，這包括在混凝土的硬化過程中進(jìn)行監(jiān)測和結(jié)構(gòu)的長期監(jiān)測。光纖在傳感器中的應(yīng)用，提供了對土建結(jié)構(gòu)智能及內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線無損檢測手段，有利于結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測和整體評價(jià)和維護(hù)。到目前為止，光纖傳感器已用于許多工程，典型的工程有加拿大Caleary建設(shè)的一座名為Beddington Tail的一雙跨公路橋內(nèi)部應(yīng)變狀態(tài)監(jiān)測；美國Winooski的一座水電大壩的振動(dòng)監(jiān)測；國內(nèi)工程有重慶渝長高速公路上的紅槽房大橋監(jiān)測和蕪湖長江大橋長期監(jiān)測與安全評估系統(tǒng)等。

1.2自調(diào)節(jié)智能混凝土

自調(diào)節(jié)智能混凝土具有電力效應(yīng)和電熱效應(yīng)等性能?；炷两Y(jié)構(gòu)除了正常負(fù)荷外，人們還希望它在受臺風(fēng)、地震等自然災(zāi)害期間，能夠調(diào)整承載能力和減緩結(jié)構(gòu)振動(dòng)，但因混凝土本身是惰性材料，要達(dá)到自調(diào)節(jié)的目的，必須復(fù)合具有驅(qū)動(dòng)功能的組件材料，如：形狀記憶合金（SMA）和電流變體（ER）等。形狀記憶合金具有形狀記憶效應(yīng)（SME），若在室溫下給以超過彈性范圍的拉伸塑性變形，當(dāng)加熱至少許超過相變溫度，即可使原先出現(xiàn)的殘余變形消失，并恢復(fù)到原來的尺寸。在混凝土中埋入形狀記憶合金，利用形狀記憶合金對溫度的敏感性和不同溫度下恢復(fù)相應(yīng)形狀的功能，在混凝土結(jié)構(gòu)受到異常荷載于擾時(shí)，通過記憶合金形狀的變化，使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力重分布并產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。

電流變體（ER）是一種可通過外界電場作用來控制其粘性、彈性等流變性能雙向變化的懸膠液。在外界電場的作用下，電流變體可于0.1ms級時(shí)間內(nèi)組合成鏈狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固凝膠，其初度隨電場增加而變調(diào)到完全固化，當(dāng)外界電場拆除時(shí)，仍可恢復(fù)其流變狀態(tài)。在混凝土中復(fù)合電流變體，利用電流變體的這種流變作用，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)受到臺風(fēng)，地震襲擊時(shí)調(diào)整其內(nèi)部的流變特性，改變結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼特性以達(dá)到減緩結(jié)構(gòu)振動(dòng)的目的。

有些建筑物對其室內(nèi)的濕度有嚴(yán)格的要求，如各類展覽館、博物館及美術(shù)館等，為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的濕度控制，往往需要許多濕度傳感器、控制系統(tǒng)及復(fù)雜的布線等，其成本和使用維持的費(fèi)用都較高。日本學(xué)者研制的自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的混凝土材料自身即可完成對室內(nèi)環(huán)境濕度的探測，并根據(jù)需要對其進(jìn)行調(diào)控。這種混凝土材料帶來自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境濕度功能的關(guān)鍵組分是沸石粉。其機(jī)理為：沸石中的硅酸鈣含有（3－9）X10－10m的孔隙。這些孔隙可以對水分、N0x和S0x氣體選擇性的吸附。通過對沸石種類進(jìn)行選擇，可以制備符合實(shí)際應(yīng)用需要的自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境濕度的混凝土復(fù)合材料。它具有如下特點(diǎn)：優(yōu)先吸附水分；水蒸氣壓力低的地方，其吸濕容量大；吸、放濕與溫度相關(guān)，溫度上升時(shí)放濕，溫度下降時(shí)吸濕。

1.3自修復(fù)智能混凝土

混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中，大多數(shù)結(jié)構(gòu)是帶縫工作的?；炷廉a(chǎn)生裂縫，不僅強(qiáng)度降低，而且空氣中的CO2、酸雨和氯化物等極易通過裂縫侵人混凝土內(nèi)部，使混凝土發(fā)生碳化，并腐蝕混凝土內(nèi)的鋼筋，這對地下結(jié)構(gòu)物或盛有危險(xiǎn)品的處理設(shè)施尤為不利，一旦混凝土發(fā)生裂縫，要想檢查和維修都很困難。自修復(fù)混凝土就是應(yīng)這方面的需要而產(chǎn)生的。在人類現(xiàn)實(shí)生活中可以見到人的皮膚劃破后，經(jīng)一段時(shí)間皮膚會(huì)自然長好，而且修補(bǔ)得天衣無縫；骨頭折斷后，只要接好骨縫，斷骨就會(huì)自動(dòng)愈合。自愈合混凝土[4]就是模仿生物組織，對受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土傳統(tǒng)組分中復(fù)合特性組分（如含有粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊）在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，模仿動(dòng)物的這種骨組織結(jié)構(gòu)和受創(chuàng)傷后的再生、恢復(fù)機(jī)理。采用粘結(jié)材料和基材相復(fù)合的方法，使材料損傷破壞后，具有自行愈合和再生功能，恢復(fù)甚至提高材料性能的新型復(fù)合材料。在日本，以東北大學(xué)三橋博三教授為首的日本學(xué)者將內(nèi)含粘結(jié)劑的膠囊或空心玻璃纖維摻入混凝土材料中，一旦混凝土在外力作用下發(fā)生開裂，部分膠囊或空心玻璃纖維破裂，粘結(jié)液流出并深人裂縫。粘結(jié)液可使混凝土裂縫重新愈合。美國伊利諾伊斯大學(xué)的Carolyn Dry在1994年采用類似的方法，將在空心玻璃纖維中注人縮醛高分子溶液作為粘結(jié)劑埋人混凝土中使混凝土具有自愈合功能。在此基礎(chǔ)上Carolyn Dry還根據(jù)動(dòng)物骨骼的結(jié)構(gòu)和形成機(jī)理，嘗試制備仿生混凝土材料，其基本原理是采用磷酸鈣水泥（含有單聚物）為基體材料，在其中加人多孔的編織纖維網(wǎng)。在水泥水化和硬化過程中，多孔纖維釋放出聚合反應(yīng)引發(fā)劑與單聚物聚合成高聚物，聚合反應(yīng)留下的水分參與水泥水化。這樣便在纖維網(wǎng)的表面形成大量有機(jī)與無機(jī)物，它們相互穿插粘結(jié)，最終形成的復(fù)合材料是與動(dòng)物骨骼結(jié)構(gòu)相似的無機(jī)與有機(jī)相結(jié)合的材料，具有優(yōu)異的強(qiáng)度及延性等性能。而且在材料使用過程中，如果發(fā)生損傷，多孔有機(jī)纖維會(huì)釋放高聚物，愈合損傷。

2智能混凝規(guī)究現(xiàn)狀和應(yīng)注意的問題

前面所述的自診斷、自調(diào)節(jié)和自修復(fù)混凝土是智能混凝土研究的初級階段，它們只具備了智能混凝土的某一基本特征，是一種智能混凝土的簡化形式。因此有人也稱之為機(jī)敏混凝土。然而這種功能單一的混凝土并不能發(fā)揮智能混凝土作用，目前人們正致力于將2種以上功能進(jìn)行組裝的所謂智能組裝混凝土材料的研究。智能組裝混凝土材料是將具有自感應(yīng)、自凋節(jié)和自修復(fù)組件材料等與混凝土基材復(fù)合并按照結(jié)構(gòu)的需要進(jìn)行排列，以實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷自診斷、自修復(fù)和抗震減振的智能化。

智能混凝土具有廣闊的應(yīng)用前景，但作為一種新型的功能材料，如果投入實(shí)際工程，還有很多問題需要進(jìn)一步地研究：如碳纖維混凝土的電阻率穩(wěn)定性、電極布置方式、耐久性等；光纖混凝土的光纖傳感陣列的最優(yōu)排布方式；自愈合混凝土的修復(fù)粘結(jié)劑的選擇。封人的方法以及愈合后混凝土耐久性能的改善等。解決上述一系列問題將對智能混凝土今后的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。為促進(jìn)智能混凝土研究工作的順利開展有必要就以下幾點(diǎn)形成共識：

（1）開發(fā)應(yīng)有針對性。所謂針對性就是要針對混凝土性能發(fā)生惡化和結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞等現(xiàn)象，考慮不同的智能方法，如針對這些現(xiàn)象，設(shè)想開發(fā)出一種能應(yīng)對所有這些情況的手段是很困難的，因此，縮小智能化范圍，以某種功能為對象，從而開發(fā)出相對最適應(yīng)的方法是必要的。

（2）實(shí)施中應(yīng)具有可行性。澆注混凝土多在施工現(xiàn)場進(jìn)行，因而作為智能混凝土的施工方法，對其技術(shù)與工藝要求不能過高。應(yīng)以原有工藝為基礎(chǔ)開發(fā)相應(yīng)的較為簡單的方法。選用的材料應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性，要有利于安全使用，不揮發(fā)任何有刺激的氣味和其它有害物質(zhì)，并能大量應(yīng)用而且成本較低。

（3）設(shè)計(jì)應(yīng)具有綜合性。采用智能化，雖然可以提高材料的耐久性，但也會(huì)帶來負(fù)面作用。如由于使用了某種材料雖然能對某種惡化現(xiàn)象進(jìn)行控制和改善，但是否會(huì)對強(qiáng)度等其它性能有所影響，所有這些正反兩方面的問題都必須在判斷和設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行綜合考慮和權(quán)衡。

3結(jié)語

第2篇：智能混凝土范文

【關(guān)鍵詞】智能；混凝土；研究；發(fā)展

0前言

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，科學(xué)發(fā)展突飛猛進(jìn)，現(xiàn)代材料不斷進(jìn)步，日新月異。停留在被動(dòng)和計(jì)劃模式的混凝土檢測與修復(fù)方式的建筑材料之一的混凝土已不能適應(yīng)現(xiàn)代多功能和智能建筑對其提出的要求，高強(qiáng)、高性能、多功能和智能化已經(jīng)逐漸成為混凝土發(fā)展的趨勢。因此，我們必須積極研究和開發(fā)具有主動(dòng)、自動(dòng)地對結(jié)構(gòu)進(jìn)行自診斷、自調(diào)節(jié)、自修復(fù)、恢復(fù)的智能混凝土，保證建筑物的結(jié)構(gòu)一功能（智能）一體化。

1智能混凝土的定義和發(fā)展歷史

通常情況下，我們把“能感知環(huán)境條件，做出相應(yīng)行動(dòng)”的材料稱為智能材料。與普通材料不同的是雖然它不具有現(xiàn)實(shí)意義上的的生命形式，但是它具有感知和激勵(lì)雙重功能，能對外界環(huán)境變化因素產(chǎn)生感知，自動(dòng)作出適時(shí)、靈敏和恰當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，并具有自我診斷、自我調(diào)節(jié)、自我修復(fù)和預(yù)報(bào)壽命等功能。換句話來說它能模仿生命系統(tǒng)，具有自感知和記憶，自適應(yīng)，自修復(fù)特性的多功能，它保留了混凝土原有組分同時(shí)復(fù)合了智能型組分。

智能混凝土優(yōu)點(diǎn)很多，諸如：有效地預(yù)報(bào)混凝土材料內(nèi)部的損傷；自我檢測結(jié)構(gòu)的安全性，防止混凝土結(jié)構(gòu)潛在脆性破壞；自動(dòng)進(jìn)行修復(fù)，顯著提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝土集自感知和記憶、自適應(yīng)、自修復(fù)等多種功能于一身，缺一不可。但是以當(dāng)前科技發(fā)展水平，設(shè)計(jì)完善的智能混凝土材料還相當(dāng)困難。但近年來損傷自診斷混凝土、溫度自調(diào)節(jié)混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相繼出現(xiàn)，為智能混凝土的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.1 損傷自診斷混凝土

普通的混凝土材料本身不具有自感應(yīng)功能，但如果在混凝土基材中加入了其它材料，就使混凝土本身具備了本征自感應(yīng)功能。目前常用的材料組分有：聚合類、碳類、金屬類和光纖。其中碳類、金屬類和光纖比較常用?，F(xiàn)在社會(huì)上主要有2種研究比較熱門的損傷自診斷混凝土：碳纖維智能混凝土、光纖傳感智能混凝土。損傷自診斷混凝土的自感應(yīng)功能包括壓敏性和溫敏性等。

1.2自調(diào)節(jié)智能混凝土

混凝土常常承受的偶然荷載包括：臺風(fēng)、地震等。人們往往希望混凝土在承受這些荷載時(shí)，能夠調(diào)整承載能力和減緩結(jié)構(gòu)振動(dòng)。但是混凝土本身是惰性材料，無法實(shí)現(xiàn)這一功能。自調(diào)節(jié)智能混凝土應(yīng)運(yùn)而生，它同時(shí)具有電力效應(yīng)和電熱效應(yīng)等性能。所謂的自調(diào)節(jié)智能混凝土是在它內(nèi)部復(fù)合具有驅(qū)動(dòng)功能的組件材料，如：形狀記憶合金（SMA）和電流變體（ER）等。這種材料具有形狀記憶效應(yīng)，舉例來說，若在室溫下給以超過彈性范圍的拉伸塑性變形，當(dāng)加熱至少許超過相變溫度，即可使原先出現(xiàn)的殘余變形消失，并恢復(fù)到原來的尺寸。因此當(dāng)在混凝土中埋入形狀記憶合金時(shí)，可以利用形狀記憶合金對溫度的敏感性和不同溫度下恢復(fù)相應(yīng)形狀的功能，在混凝土結(jié)構(gòu)受到異常荷載于擾時(shí)，通過記憶合金形狀的變化，使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力重分布并產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。

一些建筑，如各類展覽館、博物館及美術(shù)館等，通常對其室內(nèi)的濕度有嚴(yán)格的要求。為達(dá)到這一目的，可以布設(shè)許多濕度傳感器、控制系統(tǒng)及復(fù)雜的布線等。然而其成本和使用維持的費(fèi)用都較高。日本學(xué)者研制了一種自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的混凝土材料。這種混凝土材料中的關(guān)鍵組分沸石粉帶來自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境濕度功能。自身即可完成對室內(nèi)環(huán)境濕度的探測，并根據(jù)需要對其進(jìn)行調(diào)控。其作用機(jī)理為：沸石中的硅酸鈣含有（3－9）X10－10m的孔隙。這些孔隙可以對水分、N0x和S0x氣體選擇性的吸附。通過對沸石種類進(jìn)行選擇，可以制備符合實(shí)際需要的自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境濕度的混凝土復(fù)合材料。它具有如下特點(diǎn)：優(yōu)先吸附水分；水蒸氣壓力低的地方，其吸濕容量大；吸、放濕與溫度相關(guān)，溫度上升時(shí)放濕，溫度下降時(shí)吸濕。

1.3自修復(fù)智能混凝土

當(dāng)混凝土承受荷載時(shí)，就形甚至出現(xiàn)裂縫。帶縫工作的混凝土，強(qiáng)度會(huì)降低。如果空氣中的CO2、酸雨和氯化物等通過裂縫侵人混凝土內(nèi)部，將會(huì)使混凝土發(fā)生碳化，腐蝕混凝土內(nèi)的鋼筋，這對地下結(jié)構(gòu)物或盛有危險(xiǎn)品的處理設(shè)施尤為不利，同時(shí)要想檢查和維修混凝土的裂縫是很困難的。像現(xiàn)實(shí)生活中可以見到人的皮膚劃破后，經(jīng)一段時(shí)間皮膚會(huì)自然長好，而且修補(bǔ)得天衣無縫；骨頭折斷后，只要接好骨縫，斷骨就會(huì)自動(dòng)愈合一樣，自愈合混凝土就模仿了這一生物組織。當(dāng)遭受創(chuàng)傷時(shí)，可以自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能。能夠在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)系統(tǒng)的組分是混凝土組分中的具有復(fù)合特性的材料，它促使混凝土模仿動(dòng)物的這種骨組織結(jié)構(gòu)和受創(chuàng)傷后的再生、恢復(fù)機(jī)理。采用粘結(jié)材料和基材相復(fù)合的，使材料損傷破壞后，具有自行愈合和再生功能，恢復(fù)甚至提高材料性能的新型復(fù)合材料。

日本的東北大學(xué)三橋博三教授為首的日本學(xué)者的研究成果中，把內(nèi)含粘結(jié)劑的膠囊或空心玻璃纖維摻入混凝土材料中，如果在外力作用下，混凝土發(fā)生了開裂，粘結(jié)液流出并深人裂縫。具有剛強(qiáng)度粘結(jié)力的粘結(jié)液可使混凝土裂縫重新愈合。

2智能混凝土研究現(xiàn)狀和應(yīng)注意的問題

不管是自診斷、自調(diào)節(jié)復(fù)混凝土還是自修復(fù)混凝土，都處在智能混凝土的初級階段，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到智能混凝土的全部要求。它們只具備了智能混凝土的某一基本特征，是一種智能混凝土的簡化形式，可以稱之為機(jī)敏混凝土。它們的功能單一，并不囊括智能混凝土的各種功能。隨著對建筑材料的不斷認(rèn)識，人們正致力于將2種以上功能進(jìn)行組裝的所謂智能組裝混凝土材料的研究。這種混凝土將集合自感應(yīng)、自凋節(jié)和自修復(fù)組件材料等，并把原始混凝土作為基材，各材料之間依據(jù)結(jié)構(gòu)需要排列，以實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷自診斷、自修復(fù)和抗震減振的智能化。

從長遠(yuǎn)來看，智能混凝土發(fā)展前景良好，但是依舊有很長的路要走。很多細(xì)節(jié)上的問題亟待解決。例如：如碳纖維混凝土的電阻率穩(wěn)定性、電極布置方式、耐久性等；封入的方法以及愈合后混凝土耐久性能的改善等。為促進(jìn)智能混凝土研究工作的順利開展有必要就以下幾點(diǎn)形成共識：

第3篇：智能混凝土范文

The character of some high-performance fibers including carbon fiber, optical fiber, hollow glass fiber were introduced in this article, as well as their application in smart concrete, such as self-detecting of damage, temperature regulation, transportation navigation, internal fissure examination, self-repairing etc. With the application of these new high performance materials, the development of building materials become more active.

自20世紀(jì)80年代中期智能材料的概念提出后，科研人員就將其引入建筑材料的加工中，于是就有了智能混凝土的誕生，其主要是指通過在水泥基中加入不同類型的纖維以使混凝土具有智能化功能。

1 碳纖維智能混凝土

碳纖維具有高強(qiáng)、高彈性模量、質(zhì)輕、耐高溫、耐腐蝕和導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好等特點(diǎn)，在水泥基材中摻入適量碳纖維不僅可以顯著提高強(qiáng)度和韌性，而且可以顯著改善其物理性能，尤其是電學(xué)性能。

1.1 導(dǎo)電性分析

由于碳纖維導(dǎo)電，因而由碳纖維之間未水化的水泥顆粒、水化產(chǎn)物、裂紋等形成勢壘，構(gòu)成了一定的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。摻入的碳纖維在混凝土基質(zhì)中出現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)的帶電粒子通道，通過電極施加電場時(shí)，電子沿通道運(yùn)動(dòng)而具有導(dǎo)電性。因此，可將碳纖維混凝土作為傳感器并以電信號輸出的形式反映自身受力狀況和內(nèi)部的損傷程度。當(dāng)在水泥凈漿中摻加 0.5% 體積的碳纖維時(shí)，其作為應(yīng)變傳感器的靈敏度可達(dá) 700 mV/V，遠(yuǎn)高于一般的電阻應(yīng)變片?；谶@一特性，可開發(fā)碳纖維混凝土的智能化功能。

1.2 碳纖維混凝土的智能化

1.2.1 損傷自診斷

在疲勞試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在拉伸或壓縮狀態(tài)下，碳纖維混凝土材料的體積電導(dǎo)率會(huì)隨疲勞次數(shù)發(fā)生不可逆的降低，可應(yīng)用這一現(xiàn)象對混凝土材料的疲勞損傷進(jìn)行監(jiān)測。在碳纖維混凝土中，碳纖維在混凝土中的分散并不完全相互獨(dú)立。按滲流理論，分散相在分散體系中的濃度達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)，相互接觸的分散相構(gòu)成了無限滲流集團(tuán)。即在碳纖維混凝土中，隨碳纖維摻量增大，逐漸形成了纖維聚集團(tuán)簇。團(tuán)簇內(nèi)纖維彼此連接，當(dāng)碳纖維摻量大于臨界值時(shí)全部團(tuán)簇形成滲流網(wǎng)絡(luò)，使導(dǎo)電率急劇上升。根據(jù)這一理論，當(dāng)碳纖維束受力導(dǎo)致纖維絲斷裂時(shí)其導(dǎo)電性降低，而且其導(dǎo)電性降低的程度與斷裂的碳纖維的數(shù)量成正比，即與受力大小成正比，因而可以用埋入碳纖維的電阻變化，來監(jiān)測混凝土及相關(guān)結(jié)構(gòu)部件的受力情況和形變情況。在具體應(yīng)用時(shí)，可以將碳纖維增強(qiáng)樹脂做成棒材，在加載作用下形變量增加導(dǎo)致材料電阻值增加，當(dāng)電阻值急劇增加時(shí)，說明材料所受的應(yīng)力已接近其臨界狀態(tài)，進(jìn)一步加載會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性破壞，因此這種材料能夠預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)材料的壽命。

利用碳纖維復(fù)合材料做智能結(jié)構(gòu)診斷，可用于：①防盜保護(hù)。將樹脂、碳纖維與玻璃纖維粘接成棒狀，并交叉成網(wǎng)狀，外面覆蓋混凝土，做成銀行的防盜保護(hù)墻體。強(qiáng)盜從任何一個(gè)地方鉆孔打洞，都會(huì)引起墻體的電學(xué)信號值的急劇變化，從而發(fā)出警報(bào)。②安全監(jiān)測。將這種敏感碳纖維復(fù)合材料連接到高層建筑物的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，可以監(jiān)測高層建筑物的傾斜度、各個(gè)部位的形變量以及受力過大的部位。日本建造的 66 層綜合寫字樓中已使用這種碳纖維敏感材料，可以隨時(shí)掌握高層大樓內(nèi)各個(gè)部位的受力情況，以提高大樓的使用安全性。

1.2.2 溫度監(jiān)控與調(diào)節(jié)

碳纖維混凝土具有溫敏性，即溫度變化會(huì)引起電阻變化及碳纖維混凝土內(nèi)部的溫度差會(huì)產(chǎn)生電位差的熱電效應(yīng)。研究表明，其在最高溫度為 70 ℃、最大溫差為 15 ℃的范圍內(nèi)，溫差電動(dòng)勢E與溫差t之間具有良好穩(wěn)定的線性關(guān)系；當(dāng)水泥漿中每克水泥摻入 10 mg碳纖維時(shí)，其溫差電動(dòng)勢極大值為 18 µV/℃，靈敏性較高。利用這一特性，可實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)部和周圍環(huán)境溫度變化的實(shí)時(shí)測量，也可實(shí)現(xiàn)對大體積混凝土的溫度自監(jiān)控以及用于熱敏元件和火警報(bào)警器等，可望用于有溫控和火災(zāi)預(yù)警要求的智能混凝土結(jié)構(gòu)中。

碳纖維在通電時(shí)能夠發(fā)熱，在含有碳纖維復(fù)合棒材或者短切碳纖維的混凝土中通電后，可使墻體表面的溫度提高 5 ～ 20 ℃。因此，可用埋入的碳纖維復(fù)合棒材加熱墻體以提高室溫，將其用于地下防空洞墻體或者圖書資料館的墻體，若所使用電壓低于 10 V，對人體不會(huì)造成安全危害；還可應(yīng)用這一技術(shù)對混凝土路面、橋面和機(jī)場跑道等結(jié)構(gòu)進(jìn)行融雪化冰等，基于碳纖維混凝土的道路及橋梁路面的自適應(yīng)融雪和融冰系統(tǒng)的智能混凝土研究已在歐美等國家和地區(qū)的寒冷地區(qū)展開，盡管將短切碳纖維加到混凝土中的額外費(fèi)用將提高大約 30%，但與粘貼或埋入傳感器的做法相比仍然非常便宜。

1.2.3 利用反射電磁波來導(dǎo)航

使交通系統(tǒng)智能化是交通運(yùn)輸領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展方向。通過對高速公路上車道兩側(cè)的標(biāo)記進(jìn)行識別，電腦系統(tǒng)可以確定汽車的行駛線路、速度等參數(shù)。如果在混凝土中摻入0.5% 直徑為 0.1 µm的碳纖維微絲，則這種混凝土對 1 GHz電磁波的反射強(qiáng)度要比普通混凝土高 10 dB，且其反射強(qiáng)度比透射強(qiáng)度高 29 dB，而普通混凝土反射強(qiáng)度比透射強(qiáng)度低 3 ～ 11 dB。研究表明，碳纖維微絲經(jīng)臭氧處理后再摻入混凝土中，不但能提高混凝土反射電磁波的能力，而且能提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。采用這種混凝土作為車道兩側(cè)導(dǎo)航標(biāo)記，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化高速公路的導(dǎo)航。由汽車上的電磁波發(fā)射器向車道兩側(cè)的導(dǎo)航標(biāo)記發(fā)射電磁波，經(jīng)過反射，由汽車上的電磁波接收器接收，再通過汽車上的電腦系統(tǒng)進(jìn)行處理，即可判斷并控制汽車的行駛線路。采用這種混凝土作導(dǎo)航標(biāo)記，其成本低，可靠性好，準(zhǔn)確度高。另外，利用碳纖維混凝土的壓敏特性，還可以將碳纖維混凝土應(yīng)用在橋梁上，對車輛的載重量實(shí)時(shí)監(jiān)測，限制超重車輛的通行；用于高速公路可以實(shí)時(shí)監(jiān)測車輛的速度、方向、承載量；與交通信號燈結(jié)合，可對車流進(jìn)行實(shí)時(shí)智能控制。

1.2.4 自動(dòng)排除混凝土中的堿性物質(zhì)

當(dāng)混凝土使用一段時(shí)間后，其中的堿性物質(zhì)就會(huì)逐漸聚集，并向鋼筋表面移動(dòng)，逐漸腐蝕鋼筋，導(dǎo)致水泥開裂。在含有碳纖維棒或者絲的混凝土兩端，施加高壓直流電，混凝土中的堿性物質(zhì)會(huì)被導(dǎo)電碳纖維吸附，并向負(fù)極移動(dòng)，最終移動(dòng)到混凝土表面而被清洗干凈，從而增加混凝土構(gòu)件的使用壽命。日本已陸續(xù)采用這種方法保護(hù)和維護(hù)一些國寶級文物建筑和海邊的建筑物。

1.2.5 監(jiān)測水泥管道的漏水情況

在鋼筋混凝土管道的外壁內(nèi)，平行于管道軸線，等間距地安置碳纖維敏感棒材，當(dāng)碳纖維周圍水分增高時(shí)，其導(dǎo)電性會(huì)明顯增加，因而可以通過監(jiān)測其電阻值的變化，來監(jiān)測管道的漏水情況。

2 光纖智能混凝土

光纖是傳播光信息的纖維材料，主要成分以SiO2為主，一般是由折射率高的內(nèi)芯和折射率較低的包皮涂料拉制而成。光線進(jìn)入光纖的內(nèi)芯后，在內(nèi)芯和涂料界面處發(fā)生全反射，光線就在光纖內(nèi)部傳輸。在混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位埋入光纖傳感器或其陣列，可探測混凝土在硬化以及受載過程中內(nèi)部的應(yīng)力和應(yīng)變變化，并對由外力、疲勞等產(chǎn)生的變形、裂紋及擴(kuò)展等損傷進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線無損監(jiān)測，有利于結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測、維護(hù)和整體評價(jià)。

2.1 光纖傳感技術(shù)

光在光纖的傳輸過程中易受到外界環(huán)境因素的影響，如溫度、壓力、電場、磁場等的變化而引起光波量如光強(qiáng)度、相位、頻率、偏振態(tài)的變化。若能測量出光波量的變化，就可以知道導(dǎo)致光波量變化的溫度、壓力、磁場等物理量的大小。將光纖埋入混凝土中時(shí)，界面之間應(yīng)具有良好的結(jié)合，兩個(gè)關(guān)鍵問題在于：光纖埋入混凝土中時(shí)，不會(huì)因?yàn)樘畛湮锛皺C(jī)械震動(dòng)而受到損傷；在高堿度水泥糊劑的環(huán)境中，必須具有化學(xué)耐久性。為此，可采用以下光纖埋入方法：①由金屬保護(hù)管圍繞纖維，在埋入時(shí)，先將管子安放到位再將混凝土澆在上面，等澆灌操作完畢，將金屬管子緩慢移動(dòng)，抽出離開內(nèi)部的纖維，這樣可使水泥形成光滑界面；②有兩個(gè)金屬管在光纖兩端，光纖可在這兩段金屬套管中自由移動(dòng)，金屬封裝應(yīng)該采用與混凝土膨脹系數(shù)相匹配的材料制成，以使殘余溫度應(yīng)力最?。虎劾媒^緣墊片將無殼纖維固定在鋼筋上，而墊片不影響混凝土與纖維之間的結(jié)合。

2.2 光纖混凝土對于內(nèi)部裂縫的監(jiān)測

光纖內(nèi)傳輸?shù)墓獯嬖谳椛?、吸收和輻射損耗，當(dāng)光纖的空間狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起光纖中的模式耦合，其中有些導(dǎo)波模變?yōu)檩椛淠?，從而引起損耗即微彎損耗。在光纖直線段中以小于臨界角的角度傳播的光線，可因光纖的彎曲而使它們在纖芯與包層界面處的入射角加大，于是有一部分光便傳輸?shù)桨鼘又校构饫w中傳輸?shù)墓廨敵鰪?qiáng)度減小，即產(chǎn)生微彎損耗，該損耗量可通過采用光功率計(jì)直接測量光纖光功率輸出。

當(dāng)混凝土受外加荷載或溫度影響而產(chǎn)生裂縫時(shí)，跨越其間的傳感器將局部發(fā)生拉伸和剪切變形，從而使光纖在拉伸、剪切、橫向擠壓和鋼絲繩表面凹凸的綜合作用下產(chǎn)生微彎，引起該位置OTDR檢測信號的衰減，實(shí)現(xiàn)傳感。通過截面梁三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)驗(yàn)證了該種傳感器對混凝土裂縫的識別效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，加載后，隨著梁撓度的增加，光強(qiáng)衰減量與梁撓度相關(guān)曲線呈較強(qiáng)的上升趨勢。說明傳感器對拉伸和剪切應(yīng)變非常敏感。在曲線中有斜率突變處，表明此撓度時(shí)混凝土梁產(chǎn)生了微裂紋，且隨撓度增加裂紋隨之?dāng)U展至有新的裂紋生成。此現(xiàn)象說明，該傳感器對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生、擴(kuò)展識別效果顯著。

目前，光纖傳感器已用于加拿大Beddington Trail雙跨公路橋的內(nèi)部應(yīng)變狀態(tài)監(jiān)測；美國Winooski水電大壩的振動(dòng)監(jiān)測；重慶渝長高速公路上的紅槽房大橋監(jiān)測和蕪湖長江大橋的長期監(jiān)測與安全評估等。

3 空心玻璃纖維智能混凝土

高強(qiáng)空心玻璃纖維強(qiáng)度高、剛度高、密度小，比強(qiáng)度、比剛度與實(shí)心玻纖相近，可用于建筑混凝土的自我修復(fù)。

3.1 自我修復(fù)原理

模仿生物組織能自動(dòng)分泌某種物質(zhì)使受創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，通過在混凝土中復(fù)合特殊修補(bǔ)組分（如含粘結(jié)劑的空心纖維），形成仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在混凝土遭到外力破壞產(chǎn)生裂紋時(shí)復(fù)合的特殊修補(bǔ)成分就會(huì)自動(dòng)釋放并對混凝土產(chǎn)生修補(bǔ)作用。

3.2 玻璃纖維智能混凝土的自我修復(fù)

Carolyn Dry等用空心玻璃纖維存儲(chǔ)粘結(jié)劑埋入混凝土中，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)受外力因素影響時(shí)，材料內(nèi)部因應(yīng)力改變而產(chǎn)生裂紋，使空心纖維產(chǎn)生破裂，修補(bǔ)液從纖維洞穴流向基質(zhì)而固化，以修補(bǔ)瞬間產(chǎn)生的微裂紋。但將空心玻璃纖維埋入混凝土基體時(shí)，若埋入數(shù)量過多將降低混凝土的宏觀強(qiáng)度，若數(shù)量過少，如何保證空心玻璃纖維恰在混凝土的微裂紋產(chǎn)生處又是一個(gè)難題。而且，纖維管與基體的匹配性能、修補(bǔ)劑的粘接質(zhì)量、裂紋的開裂機(jī)制等都會(huì)在不同程度上影響修補(bǔ)效果。另外在混凝土澆注過程中，埋入空心玻璃纖維將會(huì)增加施工復(fù)雜度，影響施工進(jìn)度。因此，這種修補(bǔ)方式要想取得實(shí)際應(yīng)用仍有許多問題需要解決。與此機(jī)理相同的還有空心微膠囊修復(fù)技術(shù)，但微膠囊混合得較為均勻，使得這種自修補(bǔ)方式具有更高的機(jī)敏性和適應(yīng)能力。微膠囊與基體材料的匹配、微膠囊的摻入比例、修補(bǔ)劑的質(zhì)量、裂紋的開裂機(jī)制等同樣會(huì)影響到自修復(fù)的效果。

4 結(jié)束語

智能混凝土的出現(xiàn)是智能化時(shí)代的要求，對于土木基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)變的實(shí)量監(jiān)測、損傷的無損評估、及時(shí)修復(fù)以及減輕臺風(fēng)、地震的沖擊等諸多方面有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。作為建筑材料領(lǐng)域的高新技術(shù)，通過引入新型高性能纖維材料，智能纖維混凝土為傳統(tǒng)建材的發(fā)展注入了新的內(nèi)容和活力，同時(shí)也進(jìn)一步拓展了新型纖維材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

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第4篇：智能混凝土范文

關(guān)鍵詞：混凝土智能養(yǎng)護(hù) 混凝土構(gòu)件 養(yǎng)護(hù)應(yīng)用

中圖分類號： TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1.水泥混凝土現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)的重要性

水泥混凝土澆筑以后，養(yǎng)護(hù)施工對預(yù)防表面早期開裂和保證強(qiáng)度十分重要。養(yǎng)護(hù)不到位，水泥凝固過程中水化熱控制不當(dāng)、溫差應(yīng)力過大，將導(dǎo)致表面、內(nèi)部裂縫，同時(shí)抗拉、抗壓強(qiáng)度的隨之降低，最終影響構(gòu)件的正常使用，縮短結(jié)構(gòu)使用壽命，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。

2、水泥的水化過程早期表面裂縫與強(qiáng)度不足的的形成過程

水泥混凝土澆筑以后，其內(nèi)部水化熱溫度迅速升高、膨脹，而表面溫度升溫較小，使得內(nèi)部膨脹受到表面的約束，表面受拉而內(nèi)部受壓。水化熱溫度降低以后，其內(nèi)部溫度下降幅度較表面大，內(nèi)部冷卻收縮比表面大的多，內(nèi)部收縮受到表面的制約，冷卻收縮的拉應(yīng)力超過原有的壓應(yīng)力，使得內(nèi)部壓應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力，早期水泥混凝土抗拉強(qiáng)度很低，當(dāng)拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫，早期裂縫出現(xiàn)在表面，后期則出現(xiàn)在內(nèi)部，裂縫的產(chǎn)生勢必導(dǎo)致強(qiáng)度的降低。

混凝土表面蒸發(fā)量與溫濕度、風(fēng)速的關(guān)系

拆模時(shí)間和表面防護(hù)對開裂的影響

3.水泥混凝土現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)狀

目前施工現(xiàn)場對于混凝土的養(yǎng)護(hù)大多均由人工灑水來完成，條件稍好一點(diǎn)的安裝了簡易的噴淋管路，但還是由人工不定時(shí)接電、送水完成養(yǎng)護(hù)施工，此類養(yǎng)護(hù)方式存在以下幾個(gè)方面的問題：

（1）人工灑水不規(guī)范。為保持混凝土在澆筑以后標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)保持表面濕潤，充分散除水化熱，一般前期灑水較頻繁，后期灑水頻次減少，而現(xiàn)場人工灑水很難做到按時(shí)灑水，尤其是在晚上。

（2）對溫度、濕度的掌握不準(zhǔn)確。按照養(yǎng)護(hù)規(guī)程要求需要對養(yǎng)護(hù)結(jié)構(gòu)物表面環(huán)境溫度、濕度、內(nèi)部溫度進(jìn)行定時(shí)的監(jiān)測，以判別其濕潤程度與環(huán)境溫度采取措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，而現(xiàn)場對溫度的監(jiān)測不規(guī)范，對濕度基本沒有監(jiān)測，難以根據(jù)溫、濕度狀況做到適時(shí)養(yǎng)護(hù)。

（3）養(yǎng)護(hù)用水量不足或過多。灑水多少取決于梁體體積與表面積，灑水過少（濕潤程度不夠或不能滲入內(nèi)部）則養(yǎng)護(hù)效果不佳，灑水過多則水資源浪費(fèi)，且過多的灑水往往造成混凝土早期表面強(qiáng)度偏低從而產(chǎn)生掉色、水痕等質(zhì)量缺陷。

（4）養(yǎng)護(hù)效率低。人工養(yǎng)護(hù)需要專人來完成，一般12個(gè)臺座以上的梁場就需要1～2名專門的養(yǎng)護(hù)工人，生產(chǎn)高峰期需要的養(yǎng)護(hù)工人更多，大體積混凝土養(yǎng)護(hù)難度大。因而養(yǎng)護(hù)成本較高，養(yǎng)護(hù)效率低下。

（5）大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)一般都需要采取監(jiān)控措施，人工測試溫度與濕度，分析判斷是否進(jìn)行內(nèi)部供水冷卻與表面灑水保濕。稍有不當(dāng)（工人養(yǎng)護(hù)不及時(shí)）混凝土就會(huì)燒壞（內(nèi)外溫度過大導(dǎo)致溫度應(yīng)力裂縫產(chǎn)生）。

傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)往往是不可靠的，其效率低下、過程不規(guī)范、不精細(xì)、不科學(xué)。經(jīng)常由于養(yǎng)護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度偏低和產(chǎn)生溫度（收縮）裂縫，影響混凝土的正常使用壽命，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。

4、JCYH水泥混凝土智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)原理

JCYH水泥混凝土智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)依靠先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)，根據(jù)水化熱釋放速率、溫濕度的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行有針對性的養(yǎng)護(hù)，突破傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)的困境，可以完全杜絕人工養(yǎng)護(hù)不當(dāng)帶來的不利影響，相對于傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)施工，是一種工藝技術(shù)上的飛躍。

JCYH系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

（1）可擴(kuò)展多終端裝置與大數(shù)據(jù)量的交互處理

每臺養(yǎng)護(hù)儀帶4個(gè)或6個(gè)通道，同時(shí)養(yǎng)護(hù)4片或6片混凝土梁板，每片梁板安裝一臺無線測試終端，測控系統(tǒng)同時(shí)對每片梁板表面及周邊溫濕度進(jìn)行監(jiān)控，多臺無線終端實(shí)時(shí)傳回?cái)?shù)據(jù)由控制處理中心進(jìn)行判斷分析，從繁雜數(shù)據(jù)中確認(rèn)邏輯條件后由控制中心驅(qū)動(dòng)水泵進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（2）多通道單獨(dú)及交叉控制

每個(gè)通道根據(jù)該梁板周邊溫濕度環(huán)境單獨(dú)進(jìn)行監(jiān)控，其數(shù)據(jù)單獨(dú)分析確認(rèn)樣噴淋成立條件，所有通道公用壓力泵及壓力變頻控制器，各通道根據(jù)達(dá)到養(yǎng)護(hù)條件的先后順序排隊(duì)等候養(yǎng)護(hù)噴淋系統(tǒng)運(yùn)行，時(shí)間精確到1s。

（3）個(gè)性化程序設(shè)計(jì)

通過研究各個(gè)地區(qū)的氣候條件，編寫個(gè)性化的控制程序。夏季、冬季分別根據(jù)季節(jié)氣候的不同單獨(dú)編寫程序；南方、北方根據(jù)不同的地域氣候編寫不同的控制程序，確保養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的穩(wěn)定性。

JCYH系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制原理原理圖

根據(jù)不同配合比混凝土的水化熱量及水化過程中熱量的釋放率、梁體周邊環(huán)境溫濕度自動(dòng)判別是否開啟恒壓噴淋以及和控制噴淋持續(xù)時(shí)間，以達(dá)到智能養(yǎng)護(hù)施工的目的，對養(yǎng)護(hù)全過程技術(shù)信息進(jìn)行記錄與保存，形成養(yǎng)護(hù)施工記錄表格（噴淋時(shí)間、濕度、溫度等等）及相關(guān)的曲線（溫濕度-時(shí)間曲線）。

專門針對大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)施工設(shè)計(jì)。在梁體內(nèi)分層預(yù)埋溫度傳感器與冷卻循環(huán)管路。實(shí)時(shí)采集混凝土內(nèi)、外部溫度分析溫差，根據(jù)溫差判別是否開啟噴淋系統(tǒng)。同時(shí)通過外部溫濕度的監(jiān)測和不同混凝土水化熱釋放規(guī)律的分析適時(shí)的進(jìn)行表面噴淋保濕，內(nèi)外“雙控”以達(dá)到高效高質(zhì)養(yǎng)護(hù)的目的。

5.JCYH智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）一鍵完成養(yǎng)護(hù)、提高養(yǎng)護(hù)效率

養(yǎng)護(hù)管路布置完成以后，一鍵啟動(dòng)智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，則自動(dòng)完成全周期養(yǎng)護(hù)施工，養(yǎng)護(hù)受人為因素干擾降到最低，提高養(yǎng)護(hù)效率，節(jié)省人工。

（2）現(xiàn)場可移動(dòng)標(biāo)養(yǎng)室

適時(shí)對混凝土周邊進(jìn)行整體覆蓋，遮陽保濕，全過程監(jiān)測梁體表面環(huán)境溫度、濕度并自動(dòng)作出判斷控制養(yǎng)護(hù)管路完成養(yǎng)護(hù)，以適時(shí)的引導(dǎo)水化熱釋放，防止早期溫度裂縫的出現(xiàn)，提高混凝土強(qiáng)度和耐久性。其功能類似于試驗(yàn)室水泥混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室。

（3）無線溫濕度測量

通過在混凝土表面附著無線溫濕度傳感器，其信號定時(shí)的通過無線方式發(fā)射回控制主機(jī)以監(jiān)測梁體表面真實(shí)的溫濕度，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)，調(diào)節(jié)梁體表面溫濕度值。每片梁板上安裝無線測溫終端，3-5s測量采集一次數(shù)據(jù)無線發(fā)送至智能養(yǎng)護(hù)儀主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，以隨時(shí)監(jiān)控到梁體表面溫濕度。

（4）大體積混凝土養(yǎng)護(hù)內(nèi)外“雙控”

通過了解水化過程溫度變化，實(shí)測大體積混凝土內(nèi)部溫度與外部溫濕度，分析判斷溫差及表面濕度，適時(shí)的進(jìn)行內(nèi)部循環(huán)冷卻與外部噴淋保濕，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部養(yǎng)護(hù)同步自動(dòng)控制。

（5）冬季熱水養(yǎng)護(hù)

系統(tǒng)配置智能熱水鍋爐，其自動(dòng)的溫控儀可自動(dòng)控制水溫在設(shè)定區(qū)間內(nèi)（如30～50℃，水溫超過50℃停止加熱，水溫低于30℃時(shí)自動(dòng)開始加熱），保證養(yǎng)護(hù)用水溫度適宜，在養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)形成水霧。

（6）根據(jù)混凝土水化熱量及水化過程熱量釋放率有針對性的養(yǎng)護(hù)

不同配合比的混凝土，其集料、水泥品牌、水泥用量等因素的不同對梁體的整體水化熱影響很大，同時(shí)養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)不同時(shí)間點(diǎn)的水化熱釋放量是不同的，智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)對此進(jìn)行有針對性的養(yǎng)護(hù)，以切實(shí)保證水化熱平穩(wěn)的釋放。

7d水化熱釋放曲線

（7）基于水頭壓力損失進(jìn)行管路適應(yīng)性設(shè)計(jì)

基于流體力學(xué)水頭沿程損失的分析研究，計(jì)算每個(gè)噴頭處的水壓值、噴淋半徑以適應(yīng)性調(diào)整噴頭布置間距與管路直徑，保證噴淋面積完全覆蓋混凝土表面的同時(shí)亦不浪費(fèi)用水，同時(shí)保證每個(gè)噴頭達(dá)到噴霧的效果?？舍槍Σ煌Y(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)不同的管理布置，保證霧化效果。

（8）規(guī)范養(yǎng)護(hù)過程

根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范及養(yǎng)護(hù)方案要求對水泥混凝土進(jìn)行規(guī)范養(yǎng)護(hù)，極大可能的降低人為因素的干擾，保存養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)溫度、濕度、噴淋啟動(dòng)時(shí)刻、噴淋持續(xù)時(shí)間、噴淋水壓等全過程技術(shù)參數(shù)，便于質(zhì)量管理與質(zhì)量追溯。

系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)根據(jù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范、養(yǎng)護(hù)施工方案結(jié)合各個(gè)季節(jié)、各個(gè)地區(qū)的氣候條件嵌入控制程序。做到夏季保濕降溫、冬季保溫保濕。

6、總結(jié)

JCYH水泥混凝土智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)依靠先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)，根據(jù)水化熱釋放速率、溫濕度的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行有科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，突破傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)的困境，相對于傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)施工，有許多優(yōu)點(diǎn)，對提升混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量有較大作用，產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該在工程領(lǐng)域大范圍推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

第5篇：智能混凝土范文

關(guān)鍵詞：高性能混凝土外觀質(zhì)量

中圖分類號： TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土，廣泛使用在高鐵施工中。然而大多數(shù)人對高性能混凝土了解甚少，就會(huì)導(dǎo)至在施工過程中出現(xiàn)一些構(gòu)造物的外觀質(zhì)量差。下面我以橋梁、涵洞施工實(shí)際應(yīng)用為例就高性能混凝土在施工過程中容易出現(xiàn)的的一些問題及如何防范作簡要說明。

一、影響高性能混凝土外觀質(zhì)量原因分析

1、高性能混凝土配合比不佳。高性能混凝土在配置上的特點(diǎn)是采用低水膠比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，且必須摻加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料和高效外加劑，與普通混凝土相比還是有很大的差別。如果不安配合比施工就會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。

2、高性能混凝土出盤至入模的時(shí)間長。

2.1運(yùn)輸時(shí)間長，在運(yùn)輸過程中，需要有合理的時(shí)間限制，對于高性能砼運(yùn)輸距離長短必須有針對性的選擇運(yùn)輸工具，在高性能砼運(yùn)達(dá)澆筑地點(diǎn)前不宜超過初凝的時(shí)間，同時(shí)還要避免日光暴曬、淋雨潮濕以及較為寒冷的氣候?qū)Ω咝阅茼诺挠绊憽?/p>

2.2混凝土運(yùn)達(dá)澆筑點(diǎn)，錯(cuò)過了最佳的澆筑時(shí)間。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)某種原因?qū)е禄炷敛荒軡仓r(shí)，現(xiàn)場技術(shù)員與攪拌站溝通不及時(shí)，混凝土還是陸續(xù)運(yùn)至現(xiàn)場，導(dǎo)致混凝土在現(xiàn)場等待時(shí)間過長。

高性能混凝土出盤至入模的時(shí)間長都會(huì)造成離析、滲漏、泌水、及塌落度損失過多等現(xiàn)象，這些問題都可能對高性能砼造成質(zhì)量影響，從而影響到結(jié)構(gòu)物的外觀。

3、高性能混凝土按普通混凝土的要求施工。首先作業(yè)人員不了解什么是高性能混凝土，其次在施工前沒有進(jìn)行培訓(xùn)，最后還是按照以往的經(jīng)驗(yàn)施工。通常來講，作業(yè)人員要充分掌握高性能混凝土的施工規(guī)范要求，在對混凝土實(shí)施攪拌之前，有必要根據(jù)現(xiàn)場情況將此前的試驗(yàn)配合比轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場配合比，經(jīng)過一定實(shí)踐論證，得出符合工程要求的配比方案，并且要保證每一道攪拌工序用料嚴(yán)格循序配比計(jì)量進(jìn)行。但目前許多施工方?jīng)]有按照規(guī)范時(shí)間攪拌，采用的是一般性攪拌機(jī)，對攪拌時(shí)間控制能力低，既沒有發(fā)揮出高性能混凝土的應(yīng)有效果，也沒有讓各種組合材料拌成顏色統(tǒng)一的狀態(tài)。高性能混凝土在要將坍落度控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，統(tǒng)一水泥標(biāo)號、粗細(xì)骨料以及摻合料的用量，并且保證混凝土性質(zhì)穩(wěn)定、稠度相同，這一點(diǎn)與普通混凝土的施工攪拌要求完全不同。

4、模板接縫不平整、不嚴(yán)密，表面粗糙或者粘附著物料殘?jiān)?，接縫和表面的雜物沒有即時(shí)被清理，導(dǎo)致拆模時(shí)高性能混凝土的表面出現(xiàn)壞裂。模板不夠濕潤, 表層混凝土水分蒸發(fā), 致使模板下的混凝土干燥，縫不嚴(yán), 局部漏漿;模板隔離劑涂刷不勻, 或局部漏刷、或失效, 導(dǎo)致混凝土表面與模板粘結(jié)造成麻面;由于排氣困難且截面上鋼筋密集, 振搗棒受限, 振搗困難而造成混凝土振搗不足, 氣泡未完全排出, 部分氣泡殘留在混凝土與模板之間形成麻點(diǎn)。

5、管理人員對外觀質(zhì)量意識差，責(zé)任心不強(qiáng)，對高性能混凝土施工工藝不熟悉，從而無法指導(dǎo)作業(yè)人員。

二、改進(jìn)高性能混凝土外觀質(zhì)量的幾點(diǎn)措施

針對影響橋、涵砼外觀質(zhì)量的主要原因，制訂出詳細(xì)的應(yīng)對措施，并明確對策實(shí)施時(shí)間、責(zé)任人、檢查人、完成期限、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)等，保證對策實(shí)施到位。

1、對項(xiàng)目部管理人員進(jìn)行外觀質(zhì)量思想意識培訓(xùn)教育，通過按時(shí)按質(zhì)量完成進(jìn)行獎(jiǎng)罰來增強(qiáng)管理人員的責(zé)任心。

2、對作業(yè)人員進(jìn)行振搗技術(shù)和質(zhì)量意識培訓(xùn)教育，棄用小功率振搗器更換為大功率振搗器。

3、技術(shù)交底到作業(yè)人員，每人一冊，并組織學(xué)習(xí)，主動(dòng)與作業(yè)人員溝通，讓作業(yè)人員自覺按標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)施工。

4、監(jiān)理與技術(shù)員在拌合站與現(xiàn)場對高性能砼的塌落度進(jìn)行雙控。加強(qiáng)現(xiàn)場與攪拌站之間的溝通，保證混凝土質(zhì)量。

5、在涵洞施工中，使用強(qiáng)度好的木模和光滑高的粗方條立模，有可拆卸拉桿進(jìn)行加固，做到橫平豎直，在基礎(chǔ)底預(yù)埋鋼筋控制墻身斜面浮模，一次成模分次跳打。沉降縫用3cm的浸制松木板隔開。拉桿采用12MM圓鋼，塑料管采用16PVC管，鋼筋穿進(jìn)PVC管，確保打完混凝土能把鋼筋取出。拉桿間距50*50cm，每塊墻板的豎向第一排拉桿距沉降板15cm。橫向第一排拉桿距基礎(chǔ)混凝土面25cm，在距基礎(chǔ)混凝土下10cm穿一排鋼筋頭，用鐵線把第一排鋼管與鋼筋頭綁住，確保斜面不浮模。模板內(nèi)部要用方條支撐保證墻身的尺寸。拉桿的扣子一定要卡到鋼管上，斜邊上的鋼管不在一個(gè)垂直面，為保證拉桿受力平衡，在上面的鋼管塞小方條，保證上、下兩根鋼管在同一垂直面。

6、嚴(yán)格控制原材料，只有加強(qiáng)原材料控制，高性能混凝外觀質(zhì)量才能得到有效保證。材料采購必須安排專人進(jìn)行事前調(diào)查，充分掌握當(dāng)前材料市場信息，一定要與正規(guī)廠家或經(jīng)銷商合作，不能為控制成本而降低材料標(biāo)準(zhǔn)，合作廠家必須出具相關(guān)產(chǎn)品經(jīng)營許可以及材料合格證，采購人員要貨比三家，擇優(yōu)而選。項(xiàng)目組要為原材料提供良好的運(yùn)輸和管理，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存環(huán)節(jié)嚴(yán)把質(zhì)量，避免材料到手后出現(xiàn)破損。項(xiàng)目啟動(dòng)后，涉及到混凝土施工的環(huán)節(jié)，配比一定要符合施工技術(shù)設(shè)計(jì)，遵循正確規(guī)格進(jìn)行配比，相關(guān)配套檢測工作要落實(shí)到位，檢查操作人員攪拌是否均勻，因?yàn)檫@些都是影響混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)，如果混凝土配比及其它環(huán)節(jié)出現(xiàn)疑問，要及時(shí)與技術(shù)人員溝通，第一時(shí)間獲得指導(dǎo)意見，操作人員不能盲目行動(dòng)，尤其不可以胡亂加水。

7、混凝土配比控制。混凝土配比需要嚴(yán)格符合項(xiàng)目實(shí)際需求，混凝土在不同施工項(xiàng)目里的配比會(huì)有所變化，因?yàn)樗怯啥喾N原材料按照科學(xué)比例形成的混合體，由此可見，配比也會(huì)對混凝土質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，主要有三個(gè)要素需要加以控制：單位用水量、砂率、水灰比，這三要素運(yùn)用得當(dāng)，高效混凝土才會(huì)發(fā)揮出真正效用，如果控制失調(diào)，那么混凝土質(zhì)量則會(huì)大大降低?；炷僚浔瓤刂埔凑找欢ㄒ?guī)律，在符合混凝土施工需求的基礎(chǔ)上，以粗骨料規(guī)格來判斷混凝土單位水量；在符合混凝土強(qiáng)度和耐久性的情況下，決定混凝土水灰比，利用黃砂填充石子之間的縫隙。

8、建立混凝土養(yǎng)護(hù)制度。對于高性能混凝土，各單位都有相關(guān)操作標(biāo)準(zhǔn)，本文所分析的這些導(dǎo)致外觀不理想的原因，都在于施工過程沒有按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，只要嚴(yán)格遵守各環(huán)節(jié)技術(shù)要求，那么外觀質(zhì)量的確保并非是難題。養(yǎng)護(hù)工作要緊隨其后，因?yàn)樵S多建筑企業(yè)不注重混凝土養(yǎng)護(hù)，成型后便放在一旁，等待項(xiàng)目進(jìn)展到需要混凝土的施工環(huán)節(jié)，然后一蹴而就，結(jié)束后才發(fā)現(xiàn)墻體開裂、漏筋，實(shí)際上原因在于養(yǎng)護(hù)工作不到位，建立合理的高性能混凝土養(yǎng)護(hù)，能夠避免許多外觀質(zhì)量問題。

9、約束內(nèi)力與結(jié)構(gòu)剛度的關(guān)系外荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力只與荷載及結(jié)構(gòu)幾何尺寸有關(guān)，但在變形作用條件下，結(jié)構(gòu)的約束內(nèi)力不僅與變形作用及結(jié)構(gòu)幾何尺寸有關(guān)，尚與結(jié)構(gòu)剛度有關(guān)，這是約束內(nèi)力與荷載內(nèi)力的重要區(qū)別。約束力矩不僅與溫差和截面高度有關(guān)，而且與梁的抗彎剛度成正比，剛度越大，約束力矩越大，這適宜于裂縫出現(xiàn)及擴(kuò)展階段，當(dāng)然應(yīng)當(dāng)考慮高效能混凝土的抗彎剛度是變化的，當(dāng)溫差不斷增加，混凝土構(gòu)件進(jìn)入極限狀態(tài)時(shí)，外觀極易出現(xiàn)改變。

結(jié)語：

提高應(yīng)用水平，強(qiáng)化作業(yè)培訓(xùn)，是完善高性能混凝土施工的前提保障。在我國目前的高鐵項(xiàng)目施工中，人力混凝土澆筑依然占據(jù)相當(dāng)大的比例，由于操作人員對高性能混凝土認(rèn)知能力弱，所以引發(fā)了許多外觀上的缺憾，只有掌握各項(xiàng)控制原則，才能讓混凝土作業(yè)變得科學(xué)合理，在外觀上符合要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鮑安松. 淺析混凝土外觀質(zhì)量控制技術(shù)[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2008(13).

第6篇：智能混凝土范文

【關(guān)鍵詞】高性能；混凝土；應(yīng)用；質(zhì)量控制；

0.引言

近些年來，混凝土在建筑工程中的應(yīng)用越來越廣泛，混凝土的強(qiáng)度不斷提高，某些工程根據(jù)自身特點(diǎn)需要，在提出高強(qiáng)度的同時(shí)，也提出耐久性施工和易性的要求，高性能混凝土隨之產(chǎn)生，但在施工中高性能混凝土的質(zhì)量控制也備受關(guān)注，根據(jù)從事工程施工多年的經(jīng)驗(yàn)積累，根據(jù)高性能混凝土的特點(diǎn)，提出了在施工過程中應(yīng)重視的若干問題及質(zhì)量控制方法。

1.高性能混凝土的應(yīng)用

由于高性能混凝土具有變形小、剛度大、彈性模量高、穩(wěn)定性好、抗?jié)B性好、耐久性高、工作壽命長、維修和重建費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，因此在國內(nèi)外工程中，高性能混凝土得到了廣泛的應(yīng)用。在工程中，高性能混凝土可以解決以下工程難題：

（1）承載力要求較高

近年來，建筑結(jié)構(gòu)的高度不斷增加，因此，底層受壓構(gòu)件要承受越來越大的壓力.為了提高構(gòu)件的承載力而不增加構(gòu)件截面尺寸，應(yīng)采用高性能混凝土。高性能混凝土不僅能保證構(gòu)件的承載力，還能有效減小截面的尺寸，從而不會(huì)影響底層的空間要求和使用功能。

（2）耐久性要求較高

防波堤、船塢、碼頭、采油平臺等港口和海洋工程，都要求建筑物能夠具有較高的耐久性，以抵抗海水的沖刷和腐蝕。高性能混凝土就具有優(yōu)良的耐久性，可以保證這些建筑物的正常使用。

（3）耐磨性要求較高

等級較高的混凝土結(jié)構(gòu)路面要求具有較高的耐磨性能，因此，為提高混凝土路面的抗磨損性能，應(yīng)采用高性能混凝土，并通過對配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高路面的耐磨性。

（4）泵送高度要求大

混凝土泵送施工是一種常見的施工方式，隨著建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)的增加，泵送高度越來越大。大量試驗(yàn)表明，高性能混凝土工作性能優(yōu)異，可大大降低施工難度，使混凝土的一次泵送高度達(dá)到300m以上。

（5）鋼筋密集、混凝土澆筑困難

有些構(gòu)件受力復(fù)雜或承擔(dān)的內(nèi)力較大，因此，配筋很密，混凝土澆筑非常困難。高性能棍凝土的流動(dòng)性好，可以保證這些構(gòu)件的順利施工以及工程的質(zhì)量。

2.高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)原則及性能。

2.1高性能混凝土配合比的設(shè)計(jì)原則有

（1）熟悉施工圖紙，認(rèn)真領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，全面了解設(shè)計(jì)要求的混凝土應(yīng)承擔(dān)的功能，并做好相應(yīng)的技術(shù)信息收集和準(zhǔn)備工作，同時(shí)，在施工中應(yīng)對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地的勘察，收集水文、地質(zhì)、氣象等原始資料。

（2）加強(qiáng)原材料管理?；炷翉?qiáng)度會(huì)受到混凝土材料變異的影響，配制C50級高強(qiáng)混凝土，不需要用特殊的材料，但必須對本地區(qū)所能得到的所有原材料進(jìn)行優(yōu)選。所使用材料一方面應(yīng)具有較好的性能指標(biāo)，另一方面還要有穩(wěn)定的質(zhì)量，即性能不能有太大的波動(dòng)。因此，這就要求工作人員嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，不允許不合格的材料進(jìn)場，在進(jìn)場材料與原材料不符時(shí)要及時(shí)匯報(bào)，并采取相應(yīng)措施。

（3）將混凝土的毛細(xì)孔填滿，以確?；炷恋膹?qiáng)度，并增加混凝土的密實(shí)性。在混凝土的配比中，加人微米級徑的超細(xì)活性顆粒，這些顆粒可以在水泥漿中水化，從而能減少和填充混凝土的毛細(xì)孔，提高混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)性。

2.2高性能混凝土的性能

（1）工作性。高性能混凝土可最大限度的保障混凝土的品質(zhì)，具有良好的工作性能，且施工方便。

（2）安全性。這是配比設(shè)計(jì)的最基本準(zhǔn)則，在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，合理優(yōu)化配合比，進(jìn)一步提高混凝土抗裂性、穩(wěn)定性、抗?jié)B性、耐久性。

（3）經(jīng)濟(jì)性。高性能混凝土能夠改善混凝土的工作性、提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。此外，高性能混凝土中粉煤灰、礦粉等摻合料的加入節(jié)約水泥的用量的同時(shí)，還能有效利用電廠、煉鋼廠的衍生物。變廢為寶，循環(huán)利用。

（4）耐久性?！逗８酃こ谭栏g技術(shù)規(guī)范》（JTJ270-2000）中要求以水膠比和膠凝材料用量來規(guī)范混凝土強(qiáng)度，較傳統(tǒng)的通過水灰比和水泥用量控制混凝土的耐久性，使混凝土的耐久性得到了大大的提高。

（5）環(huán)保性。正如上文中提到的，高性能混凝土可以充分利用電廠、煉鋼廠的衍生物等材料，從而將這些可能污染環(huán)境的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源，不僅減少了資源的耗費(fèi)，還保護(hù)了環(huán)境。

3.高性能混凝土的質(zhì)量控制

（1）在實(shí)際施工期間，一定要對混凝土的質(zhì)量嚴(yán)格控制，若是出現(xiàn)下列情況，要立即停止施工，對混凝土進(jìn)行清理。主要包括：混凝土料放置時(shí)間過長導(dǎo)致出現(xiàn)混凝土凝固；不同等級的混凝土混合到一起，導(dǎo)致質(zhì)量無法達(dá)標(biāo)；混凝土振搗不到位，成品密實(shí)度有限；混凝土級配出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致無法正常施工。

（2）振搗方式的質(zhì)量控制。振搗方式不對可能會(huì)造成混凝土的表面浮漿、分層、離析、麻面等質(zhì)量問題，所以，施工方要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及其施工規(guī)范等做好施工方案，并及時(shí)向所有操作人員做好技術(shù)交底，以降低混凝土成型硬化后出現(xiàn)裂縫的概率，保證混凝土的耐久性。

（3）在施工中應(yīng)確保埋石的垂直和水平距離，并且不能影響振搗，在澆筑埋石混凝土的時(shí)候，應(yīng)該嚴(yán)格控制施工單位的埋石量和埋石大小，并保證埋石的潔凈以及埋石與模板的距離，以確?；炷恋馁|(zhì)量。

（4）事先確定施工縫的預(yù)留位置。施工中不能隨意改變施工縫的位置，同時(shí)要處理好施工縫的接搓。當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到1.2Mpa時(shí)，立即清除混凝土表面的水泥浮漿和松動(dòng)石子，將施工縫處混凝土表面鑿毛，用水沖洗干凈，將積水清理干凈后，首先采用高標(biāo)號的水泥砂漿對施工縫處的舊混凝土進(jìn)行表面澆抹，保證新舊混凝土直接達(dá)成完美的過渡，隨后，將新的混凝土細(xì)致的搗實(shí)，進(jìn)而有效保證二者直接達(dá)成很好的連接，實(shí)現(xiàn)一體化。

（5）二次振搗，多次搓壓表面。由于高性能混凝土在拌制過程中摻加了多種外加劑及摻和料，在緩凝過程中，由于周圍環(huán)境及水泥的水化作用，可能會(huì)導(dǎo)致混凝土失水較多，產(chǎn)生收縮裂縫。一般來說，在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗或多次搓壓表面，可以有效防止表層裂紋，并能在一定程度上提高混凝土的強(qiáng)度。

4、結(jié)束語

使用高性能混凝土可以節(jié)約原材料、降低成本、縮小構(gòu)件體積、克服肥梁胖柱問題、增大有效使用空間、大大增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗凍性、耐磨性及耐化學(xué)腐蝕性。高性能混凝土從根本上降低了混凝土中氯離子的擴(kuò)散系數(shù)，提高了混凝土的護(hù)筋性能，使混凝土的質(zhì)量達(dá)到了耐久性設(shè)計(jì)的要求，它所具有經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性應(yīng)在今后的工程中大力推廣。此外，隨著建筑結(jié)構(gòu)的巨型化、高聳化和大跨化，推廣和應(yīng)用高性能混凝土也是建筑發(fā)展的必然趨勢。

參考文獻(xiàn)：

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[3]崔敏姜，姜作為.高性能混凝土的質(zhì)量控制[J].黑龍江科技信息，2014，24：321.

第7篇：智能混凝土范文

關(guān)鍵詞：鐵路；高性能混凝土；質(zhì)量控制

與早期傳統(tǒng)的混凝土材料相比，高性能混凝土有著更加優(yōu)越的性能，在施工過程中的運(yùn)用也更加廣泛。但隨著建筑行業(yè)的長期運(yùn)作，工程檢測人員開始發(fā)現(xiàn)高性能混凝土在使用過程中面臨著不同的質(zhì)量問題，這些都給鐵路的結(jié)構(gòu)性能造成影響。加強(qiáng)高性能混凝土質(zhì)量的控制，能夠顯著改善路面的多方面性能，主要包括：耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性等。搞好混凝土施工質(zhì)量的控制，能夠顯著調(diào)整現(xiàn)代工程施工的質(zhì)量，滿足新時(shí)期交通事業(yè)的發(fā)展需要。

1質(zhì)量控制措施的分析

對于高性能混凝土采取質(zhì)量控制，需要?jiǎng)澐殖?個(gè)不同的階段，具體為：配合比控制、生產(chǎn)控制、驗(yàn)收控制。需實(shí)施的控制程序?yàn)? (1)標(biāo)準(zhǔn)。涉及到的內(nèi)容有根據(jù)鐵路專業(yè)的相關(guān)內(nèi)容，科學(xué)編制高性能混凝土建造大綱。(2)材料。對原材料的選擇，要使用性能更加優(yōu)越的材料，這樣才能滿足不同設(shè)計(jì)的需要。 (3)配合。開展配制強(qiáng)度、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ值等方面的核算，對原始材料的配合要滿足各類需要，這樣才能讓混凝土的質(zhì)量達(dá)到理想要求。(4)生產(chǎn)。在生產(chǎn)過程中要配合正確的設(shè)備操作，原材料檢驗(yàn)及施工配合比調(diào)整，確保材料在運(yùn)輸過程中的性能滿足要求。(5)澆筑。根據(jù)設(shè)計(jì)好的方案嚴(yán)格操作，在澆注時(shí)出現(xiàn)了各種問題要及時(shí)處理調(diào)整。分次或分層厚度、施工、搗固工藝等要科學(xué)設(shè)計(jì)。(7)拆模。這一環(huán)節(jié)的操作需要把握好時(shí)間、步驟、工藝等方面的內(nèi)容，避免混凝土內(nèi)部變形而影響到使用性能。(8)修復(fù)。對于高性能混凝土存在的缺陷，需要及時(shí)采取措施處理優(yōu)化調(diào)整，這樣可以維持混凝土的正常性能。

2高性能混凝土常見質(zhì)量問題及控制

2.1高性能混凝土表面氣泡、麻面

混凝土表面出現(xiàn)大小不同的半球狀小坑,叫氣泡。在混凝土振搗過程中,混凝土中的空氣會(huì)不斷排出,當(dāng)混凝土與模板之間的空氣沒有排凈時(shí),滯留的空氣占有一定的空間,即形成氣泡。當(dāng)氣泡較多,比較密集分布時(shí),則形成麻面。

預(yù)防措施（1)嚴(yán)格控制聚羧酸高效減水劑的引氣量和引氣質(zhì)量,要求引入混凝土中的氣泡為均勻穩(wěn)定的微小氣泡,改善混凝土的和易性及流動(dòng)性。（2)嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量,特別要加強(qiáng)對混凝土用骨料的級配及針狀、片狀含量、含泥量的檢測。做到骨料粒形、級配合理,粗、細(xì)骨料用量比例適中,使混凝土易振搗密實(shí),消除氣泡產(chǎn)生的物理原因。（3)優(yōu)化高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)。混凝土的坍落度宜根據(jù)施工工藝要求確定,在條件許可的情況下,應(yīng)盡量選用低坍落度的混凝土施工。嚴(yán)格按照配合比施工,及時(shí)進(jìn)行砂、石料含水量測定,保證施工配合比準(zhǔn)確可靠。攪拌站計(jì)量誤差必須滿足規(guī)范要求,應(yīng)嚴(yán)格按照經(jīng)批準(zhǔn)的施工配合比準(zhǔn)確稱量混凝土原材料。（4)適當(dāng)減小混凝土澆筑的分層厚度,以減少排氣阻力。若采用插入式振搗器時(shí),則分層厚度宜控制在400 mm以內(nèi)。重視振搗工作,根據(jù)不同的工程部位,要選用合理的振搗設(shè)備。采用插入式振搗器振搗混凝土?xí)r,插入式振搗器的移動(dòng)間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍,且插入下層混凝土內(nèi)的深度宜為50～100 mm,與側(cè)模應(yīng)保持50～100 mm的距離。（5)采用二次振搗周邊混凝土的辦法來提高排氣效果。先把混凝土攤平,再用插入式振搗器對靠近模板處的混凝土進(jìn)行初振10 s,使之基本密實(shí)。然后用小型振搗棒沿模板邊插搗混凝土,使模板與混凝土中的粗骨料之間的間隙加大而有足夠的砂漿后,再用插入式振搗器沿周邊進(jìn)行第二次振搗。

2.2模板接縫處錯(cuò)臺、漏漿、起砂帶

拆模后模板接縫處出現(xiàn)一條帶狀的溝槽,表面為砂子,兩側(cè)混凝土面明顯不在同一平面上。預(yù)防措施：（1)挑選加工合格的模板。（2)盡量采用大塊模板或整體式模板,減少拼裝數(shù)量,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部位制作定形模板。（3)模板間的連接采用螺栓連接或間隔螺栓連接,拼裝牢固,對防止出現(xiàn)混凝土錯(cuò)臺的效果很好。

2.3 混凝土表面裂縫

混凝土表面裂縫是指縫寬在0.1 mm左右,縫深2～10 mm左右,長度從幾厘米至幾十厘米,方向不規(guī)則的裂縫。預(yù)防措施：（1)在保證施工工藝要求的工作性能的前提下,盡量減少坍落度、降低混凝土的水膠比。通過試驗(yàn),盡可能降低膠凝材料中的水泥用量,加大粉煤灰、礦粉等摻和料的用量。（2)確定適宜的混凝土初、終凝時(shí)間。混凝土的早期強(qiáng)度越高,混凝土早期開裂的可能性就越大,也不利于混凝土的耐久性能。摻加礦物摻和料,混凝土的早期強(qiáng)度增長速度有所放慢,對保證混凝土的耐久性能十分有利。3)堅(jiān)持二次收漿。振搗完畢后進(jìn)行第一次收漿,接近初凝時(shí)進(jìn)行第二次收漿,防止收漿層出現(xiàn)淺裂縫。（3)混凝土養(yǎng)護(hù)期間,應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)混凝土的濕度和溫度控制,盡量減少表面混凝土的暴露時(shí)間,及時(shí)對混凝土暴露面進(jìn)行緊密覆蓋(可采用蓬布、塑料布等進(jìn)行覆蓋),防止表面水分蒸發(fā)。加強(qiáng)模板外灑水和拆模后對混凝土表面的灑水養(yǎng)護(hù)?；炷琉B(yǎng)護(hù)期間,應(yīng)對有代表性的結(jié)構(gòu)進(jìn)行溫度監(jiān)控,定時(shí)測定混凝土芯部溫度、表層溫度以及環(huán)境的氣溫、相對濕度、風(fēng)速等參數(shù)。

3結(jié)語

總之，高性能混凝土外觀質(zhì)量通病種類多,造成的原因也不盡相同。因此,在解決這類問題時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場的具體情況做具體分析,進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn),找出其中的主要因素,采取相應(yīng)的措施,才能收到最佳防治效果。

參考文獻(xiàn)

[1]張樹青,楊全兵.礦粉混凝土的自收縮性能[J].低溫建筑技術(shù),2004,3.

[2]吳學(xué)禮,張樹青,楊全兵,王彩英.粉煤灰混凝土的自收縮性能[J].粉煤灰,2003,6.

第8篇：智能混凝土范文

關(guān)鍵詞：高性能；混凝土；質(zhì)量；控制

為規(guī)范和強(qiáng)化政工程實(shí)踐與學(xué)術(shù)研究的發(fā)展方向，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院和美國政協(xié)會(huì)于1990年召開會(huì)議，首次提出了高性能混凝土的概念，并很快被世界各國所接受?，F(xiàn)在，美國、加拿大、法國、挪威、日本等發(fā)達(dá)國家都投入很大力量進(jìn)行高性能混凝土的研究。我國國家自然科學(xué)基金會(huì)和建設(shè)部、鐵道部、建材總局也已決定對高性能政的研究進(jìn)行聯(lián)合資助，并正式將高性能混凝土研究列立為國家級重點(diǎn)科研項(xiàng)目。高性能政目前已被認(rèn)作是將對建筑業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響的新一代建筑材料。

一、高性能混凝土特點(diǎn)

高性能政是指采用普通原材料、常規(guī)施工工藝，通過摻加外加劑和摻合料配制而成的具有高工作性、高強(qiáng)度、高耐久性的綜合性能優(yōu)良的政。具體是：

1）拌合料呈高塑或流態(tài)、可泵送、不離析，便于澆筑密實(shí)；

2）在凝結(jié)硬化過程中和硬化后的體積穩(wěn)定，水化熱低，不產(chǎn)生微細(xì)裂縫，徐變小；

3）有很高的抗?jié)B性。其中高工作性是高性能政必須具備的首要條件，即高流動(dòng)性、高抗分離性、高間隙通過性、高填充性、高密實(shí)性、高穩(wěn)定性；并同時(shí)具備低成本的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性。目前，高性能政在發(fā)達(dá)國家的工程實(shí)踐中已較廣泛采用，我國尚處于試驗(yàn)研究、推廣試用的起步階段。

高性能混凝土具有豐富的技術(shù)內(nèi)容，盡管同業(yè)對高性能混凝土有不同的定義和解釋，但彼此均認(rèn)為高性能混凝土的基本特征是按耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證拌和物易于澆筑和密實(shí)成型，不發(fā)生或盡量少發(fā)生由溫度和收縮產(chǎn)生的裂縫，硬化后有足夠的強(qiáng)度，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)合理而有低滲透性和高抗化學(xué)侵蝕。從我國目前的及優(yōu)選并經(jīng)過現(xiàn)場試拌后，檢驗(yàn)砼坍落度的經(jīng)時(shí)損失滿足規(guī)范設(shè)計(jì)施工水平出發(fā)，強(qiáng)度等級達(dá)到或超過C50的混土被定義為要求，滿足工程應(yīng)用的高施工性要求，才能正式確定所選用的高強(qiáng)混凝土。而且隨著工程建設(shè)的需要，高性能混凝土的使頻率越來越高，對其進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量控制的重要性也越來越強(qiáng)。

二、高性能混凝土質(zhì)量的原材料和設(shè)計(jì)配合比控制

1、熟悉施工圖紙，認(rèn)真領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖。通過同設(shè)計(jì)人員交換意見，并經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)地勘察，收集水文、地質(zhì)、氣象等原始資料，對施工圖設(shè)計(jì)混凝土應(yīng)承擔(dān)功能作全面了解，并做好相應(yīng)技術(shù)信息的收集準(zhǔn)備工作。

2、全面收集原材料信息，精選原材料。加強(qiáng)原材料管理，混凝土材料的變異將影響混凝土強(qiáng)度。因此收料人員應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，不允許不合格品進(jìn)場，另外與原材料不符及時(shí)匯報(bào)，采取相應(yīng)措施，以保證混凝土質(zhì)量。

（1）指定專人定期檢查、測定各種原材料和生產(chǎn)狀態(tài)，特別是對原材料的進(jìn)料、儲(chǔ)存、計(jì)量應(yīng)全方位監(jiān)控。

（2）配制C60級高強(qiáng)混凝土，不需要用特殊的材料，但必須對本地區(qū)所能得到的所有原材料進(jìn)行優(yōu)選。除有較好的性能指標(biāo)外，還必須質(zhì)量穩(wěn)定，即在一定時(shí)期內(nèi)（至少在施工期內(nèi)）主要性能沒有太大的波動(dòng)。

（3）為確?；炷翉?qiáng)度，必須采取措施將毛細(xì)孔填滿，以增加混凝土的密實(shí)性。因而，需要在砼配比中，加入微米級徑增密處理的超細(xì)活性顆粒。使其在水泥漿微細(xì)空隙中水化，減少和填充毛細(xì)孔，達(dá)到增強(qiáng)和增密作用。

（4）選擇合適的需要摻入的高性能的外加劑。目前，砼的外加劑品種較多，但高性能復(fù)合型外加劑國內(nèi)尚不多見，故應(yīng)作對比試驗(yàn)后確定。

3、設(shè)計(jì)合理的混凝土配合比。合理的混凝土配合比由實(shí)驗(yàn)室通過實(shí)驗(yàn)確定，除滿足確定、耐久性要求和節(jié)約原材料外，應(yīng)該具有施工要求的和易性。因此要實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)合理的配比，必須提供合格的水泥、砂、石。水泥控制強(qiáng)度，砂控制細(xì)度、含水率、含泥量等，石控制含水率及含泥量等。只有材料達(dá)到合格要求，才能做出合理的混凝土配合比，才能使施工得以正常合理的進(jìn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

4、正確按設(shè)計(jì)配合比施工按施工配合比施工，首先要及時(shí)測定砂、石含水率，將設(shè)計(jì)配合比換算為施工配合比。其次，要用重量比，不要用體積比，最后，要及時(shí)檢查原材料是否與設(shè)計(jì)用原材料相符，這要求供方提供兩份同樣材料，一份提供給實(shí)驗(yàn)室，一份給工地，工地收料人員應(yīng)按樣本收料，如來料與樣本不符，應(yīng)馬上向上級匯報(bào)，及時(shí)更改配合比（材料不合格不收料除外）。

進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的測定，我們以28天強(qiáng)度為準(zhǔn)，為施工簡便和質(zhì)量保證，我們一般做7天試塊等，以對混凝土強(qiáng)度盡量根據(jù)其齡期測定其發(fā)展，以明確確定其質(zhì)量。

三、高性能混凝土質(zhì)量的施工中控制

1、在施工方案中事先確定施工縫預(yù)留位置，不能隨意變更，施工縫的接槎處理一般情況下應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2Mp8以上時(shí)，在已硬化的混凝土表面清除水泥浮漿和松動(dòng)石子，將施工縫處混凝土表面鑿毛，并用水沖洗干凈，不得積水，再用高標(biāo)號水泥砂漿澆抹表面后用混凝土細(xì)致?lián)v實(shí)使新IS混凝土結(jié)合密實(shí)。

2、振搗方式的質(zhì)量控制。施工方要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及其施工規(guī)范等做好施工方案，并且及時(shí)向所有操作人員做好技術(shù)交底，預(yù)防因振搗方式不對而造成混凝土分層、離析、表面浮漿、麻面等質(zhì)量問題，進(jìn)而盡可能降低混凝土成型硬化后出現(xiàn)裂縫的概率，保證混凝土的耐久性。

3、二次振搗或多次搓壓表面。高強(qiáng)、高性能混凝土在拌制過程中，摻加多種外加劑及摻和料，一般情況下緩凝4小時(shí)左右，這段時(shí)間已澆混凝土表面因環(huán)境及水泥水化作用失水較多，容易產(chǎn)生收縮裂縫，經(jīng)初凝前二次振搗或多次搓壓表面，能有效防止表層裂紋，且通過留置的混凝土試塊進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，強(qiáng)度提高5%左右。

4、在施工過程中出現(xiàn)下列情況之一應(yīng)挖出混凝土。不能保證混凝土振搗密實(shí)或?qū)λそㄖ聿焕绊懙募壟溴e(cuò)誤的混凝土料；長時(shí)間凝固、超過規(guī)定時(shí)間的混凝土料；下到高等級混凝土澆筑部位的低等級混凝土料。

5、在澆筑埋石混凝土的時(shí)候應(yīng)該嚴(yán)格控制施工單位的埋石量、埋石大小并保證埋石潔凈以及埋石與模板的距離，杜絕施工單位為了單純提高埋石率而放棄質(zhì)量。在施工中努力確保埋石垂直和水平距離，以不影響振搗為原則，提高埋石混凝土質(zhì)量。

6 、澆筑完的混凝土必須遮蓋來保溫或者防雨。

四、加強(qiáng)高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)有兩個(gè)目的：一是創(chuàng)造使水泥得以充分水化的條件，加速混凝土硬化；二是防止混凝土成型后因日曬、風(fēng)吹、干燥、寒冷等自然因素的影響而出現(xiàn)超出正常范圍的收縮、裂縫及破壞等現(xiàn)象?；炷恋臉?biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件為溫度（20± 3）℃，相對濕度保持90％以上，時(shí)間28d。在實(shí)際工程中一般無法保證標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件，而只能采取措施在經(jīng)濟(jì)實(shí)用條件下取得盡可能好的養(yǎng)護(hù)效果?；炷琉B(yǎng)護(hù)從大的范圍可分為自然養(yǎng)護(hù)與加熱養(yǎng)護(hù)兩類。

參考文獻(xiàn)：

第9篇：智能混凝土范文

Abstract： In order to study the change rules of split strength of the manufactured sand concrete at different replacement， concrete sample was prepared at the same cement consumption with the replacement ratios of manufactured sand by mass to the natural sand were respectively 0， 25%， 50%， 75% and 100%. The split strength of manufactured sand concrete was stronger than that of natural sand， and it showed an increasing trend with the increasing of replacement rate and age but the split of replacement rate of 50% was larger than the split of replacement rate of 75% and was slightly smaller than the split of replacement rate of 100%. This showed that the optimum re-placement ratio of the manufactured sand by mass to the natural sand was 50%.

關(guān)鍵詞：機(jī)制砂；混凝土；劈裂抗拉強(qiáng)度

Key words： manufactured sand；concrete；splitting tensile strength

中圖分類號：TU52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）18-0080-03

0 引言

新建廣通至大理鐵路復(fù)線是泛亞鐵路、滇藏鐵路組成部分，正線全長175公里，旅客列車設(shè)計(jì)行車速度為200公里/小時(shí)。隨著我國多年的大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)，不少地區(qū)河砂資源日趨正趨枯竭，在河砂資源較匱乏的云南、貴州等地更是如此，所以本工程鐵路線下工程中橋墩采用機(jī)制砂為骨料的混凝土。機(jī)制砂混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度是混凝土的一項(xiàng)重要力學(xué)性能指標(biāo)，其對混凝土的耐久性有重要的影響[1-2]，研究機(jī)制砂混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度對機(jī)制砂在該項(xiàng)目中的應(yīng)用起著重要的決定作用。

1 試件制作與試驗(yàn)方法

試驗(yàn)的目的是通過對比天然砂、不同石粉含量機(jī)制砂與原狀機(jī)制砂混凝土，研究機(jī)制砂與天然砂對混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的影響，找出機(jī)制砂混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度隨齡期和替代率變化的規(guī)律。

1.1 試件制作

水泥采用鑫鼎P?O42.5級普通硅酸鹽水泥，機(jī)制砂采用石灰?guī)r機(jī)制砂，具體參數(shù)見表1，減水劑采用聚羧酸高效減水劑（減水效果30%）。

本次試驗(yàn)采用邊長為150mm的立方體標(biāo)準(zhǔn)試塊，各試塊的機(jī)制砂替代率分別為0，25%，50%，75%，100%，試塊齡期分別為28d、60d、90d、120d、180d。

1.2 抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法

混凝土軸心受拉試驗(yàn)的試件可采用在兩端預(yù)埋鋼筋的混凝土棱柱體。試驗(yàn)時(shí)用試驗(yàn)機(jī)的夾具夾緊試件兩端外伸的鋼筋施加拉力，破壞時(shí)試件在沒有鋼筋的中部截面被拉斷，其平均拉應(yīng)力即為混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。但用此種方法測定混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度時(shí)，保持試件軸心受拉是很重要的，也是不容易完全做到的。因?yàn)榛炷羶?nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，鋼筋的預(yù)埋和試件的安裝都難以對中，而偏心又對混凝土抗拉強(qiáng)度測試有很大的干擾，因此，目前國內(nèi)外常采用立方體或圓柱體的劈裂試驗(yàn)來測定混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度[3]。

本次劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)按《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50081-2002）》進(jìn)行，如圖1所示。試驗(yàn)時(shí)，在劈裂鋼墊條和試塊之間，應(yīng)加一層三合板墊層，木墊條寬20mm，長度不小于試件的長度，木墊條不能重復(fù)使用。木墊條的作用是減小試件與鋼墊條接觸處的應(yīng)力集中，使試驗(yàn)誤差減小，減少試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散性[4]。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

不同齡期和不同替代率的機(jī)制砂混凝土裂抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)值見表2。

劈裂抗拉強(qiáng)度強(qiáng)度與齡期和替代率關(guān)系曲線如圖2、圖3。

對表2、圖2、圖3的分析如下：

①在其他材料用量相同時(shí)，劈裂抗拉強(qiáng)度值機(jī)制砂混凝土大于天然砂混凝土。由表2中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出機(jī)制砂混凝土比天然砂混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度大約大6.90%～49.53%。這一現(xiàn)象的原因主要是由機(jī)制砂中石粉的作用以及機(jī)制砂的表面結(jié)構(gòu)等因素造成的：其一是機(jī)制砂顆粒棱角多、表面粗糙增加了集料之間的互相嵌固，增加了顆粒的比表面積，并且由于砂粒表面新加工而沒有風(fēng)化，提高了表面的結(jié)合力；其二是機(jī)制砂中的石粉具有填充效應(yīng)，使得機(jī)制砂混凝土的孔隙率變小，進(jìn)而減少了部分自由水，改善了孔隙的孔徑及分布，減少了混凝土的用水量，使得配置的混凝土更加密實(shí)。石粉中具有活性的氧化鋁和二氧化硅在水泥水化過程中可以加速水化鋁酸鈣和水化硅酸鈣產(chǎn)物的形成，并且與氫氧化鈣反應(yīng)生成硅酸鈣水化物及水化鉬酸鈣凝膠，強(qiáng)化水泥漿體料的結(jié)構(gòu)，對混凝土界面的粘結(jié)起道了有利作用。

②機(jī)制砂混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度隨著混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加而增大。由表2中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出60天齡期的劈裂抗拉強(qiáng)度比28天齡期的大約大17.74%～41.54%，90天齡期劈裂抗拉強(qiáng)度比60天齡期的大約大0～5.64%。這種現(xiàn)象與天然砂混凝土是相似的，主要原因是由于早期混凝土水化速度快，強(qiáng)度上升快，而后期水化速度慢，強(qiáng)度上升就慢。齡期越長的混凝土表明水泥水化越充分，形成的水泥石也就越多，混凝土強(qiáng)度也就越高。

③隨著機(jī)制砂替代率的增大，混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，不過50%替代率的混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度值比75%替代率的強(qiáng)度值要大，比100%替代率的強(qiáng)度值略小。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)50%替代率的機(jī)制砂混凝土工作性能卻優(yōu)于100%替代率的機(jī)制砂混凝土，說明了機(jī)制砂對天然砂存在最佳替代率[5-6]。

3 結(jié)論與建議

①不同替代率下的機(jī)制砂混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度值均大于天然砂混凝土。

②機(jī)制砂混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度有著和天然砂混凝土類似的隨齡期增大而增大的趨勢。

③機(jī)制砂混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度隨著替代率的增大呈現(xiàn)上升的趨勢，且機(jī)制砂存在最佳替代率。

④根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，建議工程在條件允許的情況下，機(jī)制砂和天然砂按1：1混合使用，以提高混凝土的抗裂性能，保證工程結(jié)構(gòu)的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐健，蔡基偉，工程良，等.人工砂與人工砂混凝土的研究現(xiàn)狀[J].國外建材科技，2004，25（3）：20-24.

[2]周靜海，何海進(jìn)，孟憲宏，等.再生混凝土基木力學(xué)性能試驗(yàn)[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，26（3）：464-468.

[3]葉見曙.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M]，北京：人民交通出版社，2014.

[4]張海洋.高性能混凝土力學(xué)性能及斷裂性能試驗(yàn)研究[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2011.