[發(fā)明專利]一種用于型鋼混凝土組合結構強度等級為C150的混凝土

無效

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• 申請日: 2010-08-18
• 公開（公告）號: CN101913822A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 鄭山鎖;王帆;謝明;王斌;李磊;鄭捷;李志強
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B24/26;C04B18/30;C04B14/02;B28C5/00
• 代理公司: 西安西交通盛知識產(chǎn)權代理有限責任公司 61217
• 代理人: 陳翠蘭

技術領域

本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，涉及一種用于型鋼混凝土組合結構強度等級為C150的超高強高性能混凝土。

背景技術

自從1824年波特蘭水泥發(fā)明之后，使混凝土技術得到了迅速的發(fā)展，其用量之大，適用范圍之廣堪居世界之最。盡管混凝土這種人造材料是一種傳統(tǒng)的建筑材料，但由于這種材料具有不可取代的優(yōu)越性以及混凝土材料科學與技術的不斷進步，混凝土已成為土木工程用材的主體，在未來的土木工程和國家建設中也將是不可缺少的主材之一。隨著城市規(guī)模的不斷擴大，人口的不斷增多，地價的不斷升高，建筑技術的不斷進步及經(jīng)濟的高速發(fā)展，建筑物越來越向空中延伸，即建筑(超)高化、(超)大跨化，及重型結構的發(fā)展，尤其是型鋼混凝土結構在(超)高化、(超)大跨化建筑等的廣泛應用，對混凝土這種建筑材料的要求也越來越高。因此，混凝土的高強化、超高強化，同時保證其耐久化、超耐久化的研究和實踐將成為該領域的發(fā)展趨勢。

型鋼超高強高性能混凝土組合結構是新型高技術混凝土在型鋼混凝土組合結構(簡稱SRC結構)中的應用。其中，SRC結構是鋼-混凝土組合結構的一種主要形式，由于其承載能力高、剛度大、延性好、抗震性能優(yōu)越、防火防腐、便于施工等一系列優(yōu)點，已被越來越廣泛地應用于大跨、重型結構及地震/臺風區(qū)的高層和超高層建筑。與鋼結構相比，SRC結構可節(jié)省大量鋼材，增強截面剛度，克服鋼結構耐火性和耐久性差及易屈曲失穩(wěn)等缺點，使鋼材的能力得以充分的發(fā)揮；與普通鋼筋混凝土結構(簡稱RC結構)相比，型鋼混凝土結構可減小構件的截面尺寸，減小所占的空間，從而增大建筑使用空間；在施工上，型鋼混凝土結構的鋼骨架本身可作為混凝土掛模、滑模的骨架，不僅大大簡化了支模工程，還是承受全部施工荷載(包括掛、滑模與所澆混凝土)的支承體系；另外，由于SRC結構具有整體性強，延性性能好等優(yōu)點，能大大改善鋼筋混凝土受剪破壞的脆性性質，使結構的抗震性能得到明顯的改善，承載能力及延性均比RC結構有較大的提高。因此，在日本和歐美等發(fā)達國家，具有良好抗震性能的SRC結構已成為一種公認的新型抗震結構體系，且與鋼結構、木結構、鋼筋混凝土結構并稱為四大結構。我國也是一個多地震國家，絕大多數(shù)地區(qū)為地震區(qū)，部分位于高烈度區(qū)，因此在我國，特別是經(jīng)濟欠發(fā)達而且受地震影響較大的西部地區(qū)推廣SRC結構就具有非常重要的現(xiàn)實意義。因此，SRC結構在我國有非常廣闊的應用前景，尤其是隨著我國經(jīng)濟實力的不斷增強及高強鋼材和高強/超高強高性能混凝土(它們是被公認的21世紀材料)的成功研制與應用，將促進這種結構體系的推廣應用和發(fā)展進步。

型鋼混凝土結構中，型鋼與混凝土之間良好的粘結作用是保證型鋼混凝土構件中型鋼與混凝土協(xié)調工作的基礎，型鋼、鋼筋和混凝土三種材料元件協(xié)同工作，以抵抗各種外部作用效應，才能夠充分發(fā)揮型鋼混凝土組合結構的優(yōu)點。但型鋼混凝土結構與鋼筋混凝土結構的顯著區(qū)別之一在于型鋼與混凝土之間的粘結力遠遠小于鋼筋與混凝土之間的粘結力，型鋼與普通混凝土的粘結力大約只相當于光面鋼筋粘結力的45％。國內外諸多試驗研究結果表明，型鋼與混凝土之間存在著粘結滑移現(xiàn)象，且對SRC構件的受力性能乃至承載能力有顯著影響。因此，如何保證型鋼與混凝土有效地協(xié)同工作成為型鋼混凝土組合結構研究的重點之一。目前工程設計中對型鋼與混凝土之間粘結滑移問題的處理方法一般有兩種：其一是通過計算在構件表面加設一定數(shù)量的剪切連接件，這樣勢必造成施工中的不便并提高造價，且易造成混凝土內部先天性微裂縫等缺陷；其二是不設或僅設置少量剪切連接件，在承載能力計算中考慮粘結滑移的影響，相應降低構件的承載能力，這樣必然存在不經(jīng)濟的因素。另一方面，在工程結構設計中普遍存在著重強度而輕耐久性的現(xiàn)象，國內外已出現(xiàn)過諸多混凝土結構在使用過程中的安全性和耐久性方面的問題。一些混凝土結構工程在使用不足設計年限一半即由于堿骨料反應、氯離子侵蝕等原因而完全喪失使用功能乃至承載能力，個別工程甚至出現(xiàn)局部坍塌或整體倒塌，造成人員傷亡或建筑設施破壞。因此，提高型鋼與超高強高性能混凝土之間的自然粘結性能，在型鋼表面不設或僅按構造要求設置少量剪切連接件就可保證型鋼與混凝土有效地協(xié)同工作的研究具有重大意義；同時，混凝土結構工程的耐久性也日益引起人們的密切關注和高度重視。