新型透水模板性能對比研究

1、新型透水模板性能對比研究摘要:本文通過一系列混凝土試驗,其中包括混凝土表面回彈強度的測定、混凝土抗壓強度試驗、混凝土碳化試驗,氯離子滲透試驗,混凝土表面吸水性試驗等,來分析透水模板對耐久性的影響;并對透水模板進行經(jīng)濟技術(shù)分析。 關(guān)鍵詞:透水模板;耐久性;表面強度 經(jīng)濟效益 透水模板的結(jié)構(gòu)及其排水機理 1 透水模板結(jié)構(gòu)形式 據(jù)前人多年的研究結(jié)果表明,低水灰比的混凝土其力學(xué)性能與耐久性指標(biāo)相對較高。因此降低水灰比是改善混凝土性能,提高混凝土耐久性的重要途徑。正是基于此理論,形成具有一定水灰比梯度的混凝土表面,這就是透水模板技術(shù)的基本思路。 透水模板由模殼和透水過濾層組成。所謂模殼,即在普通木模板的

2、基礎(chǔ)上鉆取一定的距離鑿取導(dǎo)水槽橫向與豎相同時鑿取,2mm深,作為多余水的過水通道或在普通木模板的基礎(chǔ)上按一定距離和一定直徑鉆孔而成為模板的外殼。透水過濾層是由聚酯類為材料的粗紡布,尼龍為材料的細紡布,編織袋等混合或單獨組成。其中細紡布緊靠混凝土層,它的編織結(jié)構(gòu)是很細密的,能夠阻止水泥顆粒流失,同時又具有較好的透水透氣性,以便混凝土中的水和空氣能夠較好的通過。粗紡布緊靠模殼層,起到導(dǎo)水導(dǎo)氣的作用,它使得在澆注混凝土后,模殼與混凝土之間存在網(wǎng)狀的導(dǎo)水導(dǎo)氣層,如此才能使由混凝土中通過細紡布滲透出的水和氣暢通的從模殼的細孔中排出。達到排水排氣的效果。 2 透水模板的排水機理 透水模板混凝土的排水是在沒

3、有外力作用下的自然排水,但從混凝土內(nèi)部的各點受力分析來看,則是在混凝土自重作用下的擠壓排水。普通模板混凝土施工中模板密閉,在混凝土自重作用下,其內(nèi)部同一水平作用上孔隙水壓力完全相同。而透水模板施工過程中,則因透水模板具有保留混凝土中固體物質(zhì)排出水和氣的性能,在澆注混凝土的過程中,孔隙水壓力和振搗過程中振動產(chǎn)生的附加壓力作用,使混凝土內(nèi)部同一水平面的孔隙水壓力不再相同,即靠近透水模板部位的壓力較小,遠離透水模板部位的壓力較高,從而使混凝土中的水和空氣由高壓力部位移向靠近透水模板的低壓力部位,繼而從透水模板的開孔或?qū)壑信懦?。隨著水泥的水化,混凝土膠凝體的粘性不斷提高,混凝土的流動性不斷降低,其

4、中高低壓之間的壓力差逐漸減小,排水過程逐漸減慢,直到排水停止。根據(jù)前人已做實驗測定,透水模板混凝土排水量占水泥重量的2%5%,分析認為,水泥水化所需水量不超過水泥重量的3%,透水模板所排出的水是混凝土中水泥水化的多余水。因此透水模板排水后降低了表面部位混凝土的水灰比,改善了混凝土的性能,而對混凝土不會產(chǎn)生不利影響。 此外,透水模板排水是在自重作用下的排水,即在水、氣移動及排出的同時,固體粒子間隙隨之縮小。另外,隨著水向模板側(cè)的移動,混凝土中固體顆粒,即水泥微粒也隨之移動,積聚填充模板混凝土的空隙,從而使混凝土表面形成水泥覆蓋致密層,這對提高混凝土的耐久性將產(chǎn)生十分有利的影響。 3 預(yù)估透水模板

5、排水對混凝土的影響 據(jù)天津港灣工程研究所任玉杰在透水模板對提高混凝土耐久性的實驗研究中論述為: 根據(jù)透水模板的排水機理可以推測,混凝土排水后,距混凝土表面不同距離的排水量是不同的,相應(yīng)的水灰比也會有所差異。為搞清水灰比沿透水面不同深度及沿混凝土不同試件的垂直高度各部位的變化情況,以判斷透水模板對混凝土的影響范圍,進行澆筑混凝土1小時后不同部位水灰比和相應(yīng)部位混凝土7天強度兩項指標(biāo)的測定實驗。 從試驗結(jié)果可以看出:透水模板的混凝土排水后,水灰比與抗壓強度在試件的中部和下部延透水面不同深度的混凝土有著明顯的規(guī)律。其中:水灰比距透水面越深,水灰比降低幅度越小。第一層和第二層較非透水層基本降低一級,而

6、第三層結(jié)果則與非透水層比較接近。抗壓強度也表現(xiàn)為距離透水面越深,提高幅度越小由實驗結(jié)果可以看出:第一層與第二層提高幅度較大,第三層接近非透水混凝土,而在被測混凝土上區(qū)則沒有明顯的規(guī)律。 根據(jù)以上結(jié)果判斷:透水模板對混凝土的有限范圍實驗透水表面150毫米的深度范圍內(nèi),其排水增強效果比較明顯。另外,透水模板的排水作用是混凝土澆筑頂面一定高度才會產(chǎn)生明顯的效果,原因是透水模板是在自重的作用下排水,在一定高度的混凝土自重作用下,其混凝土表面與深度部位壓差較大,因而才會顯示出較好的排水效果。 透水模板工藝之所以能夠改善表面部位混凝土性能,根本原因在于排出了部分剩余水,降低了表層混凝土的水灰比,從而形成致

7、密的混凝土面層,提高了混凝土抗?jié)B透能力,進而減少了水與二氧化碳進入混凝土數(shù)量,提高了混凝土的耐久性,延長了混凝土的使用壽命。同時,由于水灰比的降低,使的混凝土早期強度高,從而加快了混凝土施工速度,加快了模板的周轉(zhuǎn)速度,縮短了工程工期。 透水模板的長期經(jīng)濟分析 考慮全壽命成本是合理確定使用壽命和耐久性設(shè)計的重要內(nèi)容之一。從使用壽命終結(jié)的角度出發(fā),可以將使用壽命分成三類:(1)技術(shù)性使用壽命,是結(jié)構(gòu)使用到某種技術(shù)指標(biāo)(如結(jié)構(gòu)整體性、承載力等)進入不合格狀態(tài)時的期限,可因混凝土剝落、鋼筋銹蝕引起;(2)功能性使用壽命,與使用功能的要求有關(guān),是結(jié)構(gòu)使用到不再滿足功能實用要求的期限,如橋梁的通車能力已不

8、能適應(yīng)新的需要等;(3)經(jīng)濟性使用壽命,是構(gòu)筑物使用到繼續(xù)維修保留已不如拆換或重建更為經(jīng)濟時的期限。 從以上分析可知,建設(shè)項目投資應(yīng)包括初始投資和進一步投資兩部分:第一部分指建設(shè)時的設(shè)計、施工等相關(guān)費用;第二部分包括為保證達到壽命期所必須的進一步費用,包括整個壽命期內(nèi)的維護、檢測、修復(fù)甚至部分構(gòu)件的替換費用,大量工程實踐表明,這一部分的費用相當(dāng)客觀。 在規(guī)劃設(shè)計階段,決策設(shè)計人員需要根據(jù)已有的知識和資料,對工程對象在整個使用期內(nèi)的性能進行預(yù)測,并估算全壽命成本提供工程建造的一次性投資費用以及在預(yù)期使用壽命內(nèi)的維修、檢測費用和修復(fù)或更換部件的費用以及結(jié)構(gòu)失效可能造成的損失。有時只需增加不多的初期投入,就可以大為改善結(jié)構(gòu)使用壽命,例如適當(dāng)提高混凝土材料的強度等級,能夠大量節(jié)約以后使用期內(nèi)的維修費用,設(shè)計者需要在現(xiàn)行規(guī)范的最低強度或構(gòu)造要求與耐久性要求之間尋求恰當(dāng)?shù)钠胶?。要達到設(shè)計壽命的預(yù)定目標(biāo),設(shè)計人必須對材料和部件的選用,施工工藝