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中文2942字本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯翻譯資料名稱(外文):HighwayandAirportPavementDesign翻譯資料名稱(中文):公路和機(jī)場路面設(shè)計學(xué)院:建筑工程學(xué)院系土木工程專業(yè):土木工程(道橋)班級:學(xué)號:姓名:指導(dǎo)教師:完成日期:20年02月20日HighwayandAirportPavementDesign(Excerpt)T.F.FwaNationalUniversityofSingaporeIntroductionPavementsaredesignedandconstructedtoprovidedurableall-weathertravelingsurfacesforsafeandspeedymovementofpeopleandgoodswithanacceptablelevelofcomforttousers.Thesefunctionalrequirementsofpavementsareachievedthroughcarefulconsiderationsinthefollowingaspectsduringthedesignandconstructionphases:(a)selectionofpavementtype,(b)selectionofmaterialstobeusedforvariouspavementlayersandtreatmentofsubgradesoils,(c)structuralthicknessdesignforpavementlayers,(d)subsurfacedrainagedesignforthepavementsystem,(e)surfacedrainageandgeometricdesign,and(f)ridabilityofpavementsurface.Thetwomajorconsiderationsinthestructuraldesignofhighwayandairportpavementsarematerialdesignandthicknessdesign.Materialdesigndealswiththeselectionofsuitablematerialsforvariouspavementlayersandmixdesignofbituminousmaterials(forflexiblepavement)orportlandcementconcrete(forrigidandinterlockingblockpavements).Thesetopicsarediscussedinotherchaptersofthishandbook.Thischapterpresentstheconceptsandmethodsofpavementthicknessdesign.Asthenameimplies,thicknessdesignreferstotheprocedureofdeterminingtherequiredthicknessforeachpavementlayertoprovideastructurallysoundpavementstructurewithsatisfactoryperformanceforthedesigntrafficovertheselecteddesignlife.Drainagedesignexaminestheentirepavementstructurewithrespecttoitsdrainagerequirementsandincorporatesfacilitiestosatisfythoserequirements.2.PavementTypesandMaterials2.1FlexibleversusRigidPavementTraditionally,pavementsareclassifiedintotwocategories,namelyflexibleandrigidpavements.Thebasisforclassificationisthewaybywhichtrafficloadsaretransmittedtothesubgradesoilthroughthepavementstructure.AsshowninFig.2.1,aflexiblepavementprovidessufficientthicknessforloaddistributionthroughamultilayerstructuresothatthestressesandstrainsinthesubgradesoillayersarewithintherequiredlimits.Itisexpectedthatthestrengthofsubgradesoilwouldhaveadirectbearingonthetotalthicknessoftheflexiblepavement.Thelayeredpavementstructureisdesignedtotakeadvantageofthedecreasingmagnitudeofstresseswithdepth.Arigidpavement,byvirtueofitsrigidity,isabletoeffectaslabactiontospreadthewheelloadovertheentireslabarea,asillustratedinFig.2.1.Thestructuralcapacityoftherigidpavementislargelyprovidedbytheslabitself.Forthecommonrangeofsubgradesoilstrength,therequiredrigidityforaportlandcementconcreteslab(themostcommonformofrigidpavementconstruction)canbeachievedwithoutmuchvariationinslabthickness.Theeffectofsubgradesoilpropertiesonthethicknessofrigidpavementisthereforemuchlessimportantthaninthecaseofflexiblepavement.FIGURE2.1Flexibleandrigidpavements.2.2LayeredStructureofFlexiblePavement2.2.1SurfaceCourseInatypicalconventionalflexiblepavement,knownasasphaltpavement,thesurfacecourseusuallyconsistsoftwobituminouslayers—awearingcourseandabindercourse.Toprovideadurable,watertight,smooth-riding,andskid-resistanttraveledsurface,thewearingcourseisoftenconstructedofdense-gradedhotmixasphaltwithpolish-resistantaggregate.Thebindercoursegenerallyhaslargeraggregatesandlessasphalt.Thecompositionofthebituminousmixturesandthenominaltopsizeaggregatesforthetwocoursesaredeterminedbytheintendeduse,desiredsurfacetexture(forthecaseofwearingcourse),andlayerthickness.Alightapplicationoftackcoatofwater-dilutedasphaltemulsionmaybeusedtoenhancebondingbetweenthetwocourses.Table2.1showsselectedmixcompositionslistedinASTMStandardSpecificationD3515[1992].Open-gradedwearingcourses,somewithairvoidexceeding20%,havealsobeenusedtoimproveskidresistanceandreducesplashduringheavyrainfallbyactingasasurfacedrainagelayer.2.2.2BaseCourseBaseandsubbaselayersoftheflexiblepavementmakeupalargeproportionofthetotalpavementthicknessneededtodistributethestressesimposedbytrafficloading.Usuallybasecoursealsoservesasadrainagelayerandprovidesprotectionagainstfrostaction.Crushedstoneisthetraditionalmaterialusedforbaseconstructiontoformwhatiscommonlyknownasthemacadambasecourse.Inthisconstruction,chokingmaterialsconsistingofnaturalsandorthefineproductresultingfromcrushingcoarseaggregatesareaddedtoproduceadenserstructurewithhighershearingresistance.Suchbasecoursesarecalledbydifferentnames,dependingontheconstructionmethodadopted.Dry-boundmacadamiscompactedbymeansofrollingandvibrationthatworkthechokingmaterialsintothevoidsoflargerstones.Forwater-boundmacadam,afterspreadingofthechokingmaterials,waterisappliedbeforetheentiremassisrolled.Alternatively,awet-mixmacadammaybeusedbypremixingcrushedstoneorslagwithacontrolledamountofwater.Thematerialisspreadbyapavingmachineandcompactedbyavibratingroller.Granularbasematerialsmaybetreatedwitheitherasphaltorcementtoenhanceloaddistributioncapability.Bituminousbindercanbeintroducedbysprayingheatedasphaltcementonconsolidatedandrolledcrushedstonelayertoformapenetrationmacadamroadbase.Alternatively,bituminousroadbasescanbedesignedandlaidasinthecaseforbituminoussurfacecourses.Cement-boundgranularbasematerialisplantmixedwithanoptimalmoisturecontentforcompaction.Itislaidbypaverandrequirestimeforcuring.Leanconcretebasehasalsobeenusedsuccessfullyunderflexiblepavements.TABLE2.1ExampleCompositionofDenseBituminousPavingMixtures2.2.3SubbaseCourseThesubbasematerialisoflowerqualitythanthebasematerialintermsofstrength,plasticity,andgradation,butitissuperiortothesubgradematerialintheseproperties.Itmaybecompactedgranularmaterialorstabilizedsoil,thusallowingbuildingupofsufficientthicknessforthepavementstructureatrelativelylowcost.Onaweaksubgrade,italsoservesasausefulworkingplatformforconstructingthebasecourse.subbasecoursemaybeomittedifthesubgradesoilsatisfiestherequirementsspecifiedforsubbasematerial.2.2.4PreparedSubgradeMostnaturalsoilsformingtheroadbedforpavementconstructionrequiresomeformofpreparationortreatment.Thetoplayerofaspecifieddepthisusuallycompactedtoachieveadesireddensity.Thedepthofcompactionandthecompacteddensityrequireddependonthetypeofsoilandmagnitudesofwheelloadsandtirepressures.Forhighwayconstruction,compactionto100%modifiedAASHTOdensitycoveringathicknessof12in.(300mm)belowtheformationleveliscommonlydone.Compactiondepthofupto24in.(600mm)mayberequiredforheavilytraffickedpavements.Forexample,inthecaseofcohesivesubgrade,theAsphaltInstitute[1991]requiresaminimumof95%ofAASHTOT180(MethodD)densityforthetop12in.(300mm)andaminimumof90%forallfillareasbelowthetop12in.(300mm).Forcohesionlesssubgrade,thecorrespondingcompactionrequirementsare100and95%,respectively.Duetothehigherwheelloadsandtirepressuresofaircraft,manystringentcompactionrequirementsarefoundinairportpavementconstruction.Insomeinstancesitmaybeeconomicaltotreatorstabilizepoorsubgradematerialsandreducethetotalrequiredpavementthickness.Portlandcement,lime,andbitumenhaveallbeenusedsuccessfullyforthispurpose.Thechoiceofthemethodofstabilizationdependsonthesoilproperties,improvementexpected,andcostofconstruction.2.3RigidPavementRigidpavementsconstructedofportlandcementconcretearemostlyfoundinheavy-traffichighwaysandairportpavements.Toallowforexpansion,contraction,warping,orbreaksinconstructionoftheconcreteslabs,jointsareprovidedinconcretepavements.Thejointspacing,whichdeterminesthelengthofindividualslabpanels,dependsontheuseofsteelreinforcementsintheslab.Thejointedplainconcretepavemen(JPCP),requiringnosteelreinforcementsandthustheleastexpensivetoconstruct,isapopularformofconstruction.Dependingonthethicknessoftheslab,typicaljointspacingsforplainconcretepavementsarebetween10and20ft(3and6m).Forslabswithjointspacinggreaterthan6m,steelreinforcementshavetobeprovidedforcrackcontrol,givingrisetotheuseofjointedreinforcedconcretepavements(JRCP)andcontinuouslyreinforcedconcretepavements(CRCP).Continuouslyreinforcedconcretepavementsusuallycontainhigherthan0.6%steelreinforcementtoeliminatetheneedtoprovidejointsotherthanconstructionandexpansionjoints.Thebasecourseforrigidpavement,sometimescalledsubbase,isoftenprovidedtopreventpumping(ejectionoffoundationmaterialthroughcracksorjointsresultingfromverticalmovementofslabsundertraffic).Thebasecoursematerialmustprovidegooddrainageandberesistanttotheerosiveactionofwater.Whendowelbarsarenotprovidedinshortjointedpavements,itiscommonpracticetoconstructcement-treatedbasetoassistinloadtransferacrossthejoints.3.ConsiderationsforHighwayandAirportPavementsThetwopavementtypes,flexibleandrigidpavement,havebeenusedforroadandairportpavementconstruction.Thechoiceofpavementtypedependsontheintendedfunctionaluseofthepavement(suchasoperatingspeedandsafetyrequirements),typesoftrafficloading,costofconstruction,andmaintenanceconsideration.Themaindifferencesindesignconsiderationsforhighwayandairportpavementsarisefromthecharacteristicsoftrafficusingthem.Overthetypicaldesignlifespanof10to20yearsforflexiblepavements,or20to40yearsforrigidpavements,ahighwaypavementwillbereceivinghighlychannelizedwheelloadapplicationsinthemillions.Considerationoftheeffectsofloadrepetitions—suchascumulativepermanentdeformation,crackpropagation,andfatiguefailure—becomesimportant.Thetotalnumberofloadapplicationsintheentiredesignlifeofahighwaypavementmustthereforebeknownforpavementstructuraldesign.Incontrast,thefrequencyofaircraftloadingonairportpavementismuchless.Therearealsotheso-calledwandereffectofaircraftlandingandtakingoffandthelargevariationinthewheelassemblyconfigurationsandlayoutofdifferentaircraft.Thesemakewheelloadingonairportpavementslesschannelizedthanonhighwaypavements.Identificationofthemostcriticalaircraftisthereforenecessaryforstructuraldesignofairportpavements.Anotherimportantdifferenceisinthemagnitudeofwheelloads.Airportpavementsreceiveloadsfarexceedingthoseappliedonthehighway.Anairportpavementmayhavetobedesignedtowithstandequivalentsinglewheelloadsoftheorderof50t(approximately50tons),whereasthemaximumsinglewheelloadallowedontheroadpavementbymosthighwayauthoritiesisabout10t(approximately10tons).Furthermore,thewheeltirepressureofanaircraftofabout1200kPa(175psi)isnearlytwicethevalueofanormaltrucktire.Thesedifferencesgreatlyinfluencethematerialrequirementsforthepavements.公路和機(jī)場路面設(shè)計(節(jié)選)T.F.Fwa新加坡國立大學(xué)1.緒論路面的設(shè)計和建造是為了能夠給行人和貨物在其上面進(jìn)行全天候持久的安全迅速活動提供一個舒適合意的水平環(huán)境。路面的這些功能要求可以通過在設(shè)計和施工過程中仔細(xì)考慮如下幾個方面來實現(xiàn):(a)合理選擇路面類型;(b)合理選擇各路面層材料和路基土處理;(c)合理進(jìn)行各路面層厚度劃分;(d)地下排水系統(tǒng)設(shè)計;(e)路面排水系統(tǒng)和幾何尺寸設(shè)計;(f)路面的抵抗能力。公路和機(jī)場路面在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的兩個主要考慮因素是材料設(shè)計和厚度設(shè)計。材料設(shè)計要合理選擇各路面層材料,滿足瀝青混合料(柔性路面)或者水泥混凝土(剛性路面)配合比設(shè)計要求。這些問題將在本手冊的其他章節(jié)中進(jìn)行討論。本章介紹路面厚度設(shè)計的概念和方法。顧名思義,厚度設(shè)計是指確定每個路面層的厚度,形成一個穩(wěn)定的路面結(jié)構(gòu),使得在規(guī)定的設(shè)計年限內(nèi)滿足設(shè)計交通量的要求。排水系統(tǒng)設(shè)計可檢驗整個路面結(jié)構(gòu)在它的排水要求和一體化設(shè)施方面是否滿足相關(guān)要求。2.路面類型和材料2.1柔性路面和剛性路面?zhèn)鹘y(tǒng)上,根據(jù)通過路面結(jié)構(gòu)傳遞到路基土上的交通荷載,路面分為兩類,即柔性路面和剛性路面。如圖2.1所示,柔性路面具有足夠的厚度來承受多層結(jié)構(gòu)傳遞的分布荷載,使得路基土層的應(yīng)力應(yīng)變值控制在容許范圍內(nèi)。柔性路面地基土的強(qiáng)度將直接關(guān)系到總厚度。路面結(jié)構(gòu)層的設(shè)計充分利用到了應(yīng)力隨著土層的加深而減少這一原理。剛性路面依靠其剛度,能夠有效傳遞作用在整塊混凝土板塊上的車輛荷載,如圖2.1所示。剛性路面的結(jié)構(gòu)承載力大部分都是由混凝土板塊自身提供。在地基土強(qiáng)度的一般變化范圍內(nèi),硅酸鹽水泥混凝土面板(最常見的剛性路面結(jié)構(gòu))的剛度要求無需板塊厚度發(fā)生多大變化就能滿足。因此,路基土性能對剛性路面厚度的影響要比柔性路面小得多。圖2.1柔性和剛性路面2.2柔性路面結(jié)構(gòu)層次2.2.1面層瀝青路面是一種典型的傳統(tǒng)柔性路面,它的面層通常由兩個瀝青層組成,即磨耗層和聯(lián)結(jié)層。為了保證路面的耐久性、不透水、平穩(wěn)行車和防滑,磨耗層一般由熱拌瀝青混凝土和耐磨碎石組成,而聯(lián)結(jié)層則一般由大量的碎石和少量的瀝青組成。這兩層的瀝青混合料的組成以及骨料的最大公稱直徑是由使用目的、所希望的表面結(jié)構(gòu)(針對磨耗層而言)、層厚來決定的。由水稀釋乳化瀝青組成的粘結(jié)層的一個簡易運(yùn)用就是增強(qiáng)磨耗層和聯(lián)結(jié)層之間的粘結(jié)性。表2.1顯示了列在ASTM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格D3515[1992]上的經(jīng)選定的混合成分。有些空隙率超過20%的開級配磨耗層也可作為強(qiáng)降雨天氣時的地面排水層,用于提高抗滑性和防止濺水。2.2.2基層柔性路面的基層和底基層占總路面厚度的大部分,它們用來分配交通荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力。通常基層也可作為排水層,并提供保護(hù)免受霜凍作用。碎石是基層施工的常用材料,構(gòu)成俗稱的碎石基層。在本階段施工過程中,填充材料選用天然砂或者良好級配的壓碎碎石集料,形成具有更高抗剪承載力的密實結(jié)構(gòu)。根據(jù)施工方法的不同,這樣的基層有不同名稱。表2.1濃瀝青攤鋪混合料組成示例干結(jié)碎石通過軋制和振動,使填充料填塞到大塊石頭間的空隙,達(dá)到壓實的目的。而對于水結(jié)碎石,在填充材料填塞空隙后,水在整塊被軋制前就得到應(yīng)用。另外,通過用適量的水預(yù)拌碎石或礦渣,濕混碎石也可被使用。這些材料先用攤鋪機(jī)攤鋪,然后再用振動壓路機(jī)壓實。顆粒基層材料可選用瀝青或者水泥以提高荷載分配能力。為建造滲透碎石路面基層,在固結(jié)并壓實的碎石層上面噴灑熱拌瀝青混凝土?xí)r可采用瀝青結(jié)合料。瀝青路面基層的設(shè)計和攤鋪可以作為瀝青面層的示例。水泥穩(wěn)定基層粒料在達(dá)到壓實時的最佳含水量后采用廠拌法,通過攤鋪機(jī)攤鋪,養(yǎng)護(hù)足夠的時間。貧混凝土基層也被成功運(yùn)用到柔性路面。2.2.3底基層跟基層材料相比,底基層材料的強(qiáng)度、塑性和級配要求都要更低,但是在這些性能上,底基層更具優(yōu)勢??赡芤驗椴捎昧藟簩嵙A匣蚍€(wěn)定土,路面結(jié)構(gòu)造價相對較低,但厚度卻足以滿足要求。對于柔弱底基層,它也可以作為構(gòu)建基層的有用的施工平臺。如果路基土滿足底基層材料的特定要求,也可以不構(gòu)建底基層。2.2.4素土夯實層用于路面建筑的絕大部分天然土路床要求進(jìn)行素土夯實或者特殊處理。某一指定深度的頂層通常需要壓實來獲得理想的壓實密度。壓實深度和壓實密度的要求要根據(jù)土壤類型、車輪荷載大小以及輪胎壓力而定。在公路建筑上,壓實至100%修改過的AASHTO(美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn))密度時,覆蓋厚度為12英寸(300毫米),通常的做法都是低于這個正常水平的。對于重交通路面,壓實深度可能要求高達(dá)24英寸(600毫米)。例如,對于粘性路基,瀝青研究所(1991)要求達(dá)到最低的95%AASHTO標(biāo)準(zhǔn)T180次(D法)密度時,厚度為頂級12英寸(300毫米),在所有填方中最少90%要低于頂級12英寸(由于飛機(jī)的輪載和輪壓更大,因此在機(jī)場路面施工時,對壓實要求更為嚴(yán)格。在某些情況下,處理或者加固軟弱不良路基材料是一種經(jīng)濟(jì)的做法,并且可以減少所需的總路面厚度。硅酸鹽水泥、石灰、瀝青等的成功運(yùn)用就是為了達(dá)到這樣的效果。選擇怎樣的加固方法要根據(jù)土壤性質(zhì)、預(yù)期改善效果和建設(shè)成本而定。2.3剛性路面在交通繁忙的公路和機(jī)場路面,硅酸鹽水泥混凝土剛性路面結(jié)構(gòu)幾乎隨處可見。考慮到混凝土板的膨脹、收縮、翹曲或者開裂,混凝土路面設(shè)有接縫。接縫間距取決于混凝土板中鋼筋的選用,它能決定單獨(dú)每板塊的長度。接縫式素混凝土路面結(jié)構(gòu)(JPCP)是一種很流行的建筑形式,它不需要鋼筋,因而造價最低。根據(jù)混凝土板厚度的大小,普通混凝土路面的標(biāo)準(zhǔn)接縫間距是10—20英尺(3—6米)。當(dāng)混凝土板塊接縫間距大于6米時,需要增設(shè)鋼筋防止開裂,從而進(jìn)入到使用接縫式鋼筋混凝土路面(JRCP)和連續(xù)鋼筋混凝土路面(CRCP)階段。連續(xù)鋼筋混凝土路面通常多含0.6%的鋼筋,用來減少除結(jié)構(gòu)和伸縮縫以外的接縫數(shù)量。剛性路面基層,有時又叫做底基層,通常用于防止出現(xiàn)唧泥(在交通作用下,混凝土板垂直運(yùn)動,基礎(chǔ)材料通過裂縫或者接縫噴出的現(xiàn)象)?;鶎硬牧媳仨毦哂辛己玫呐潘阅懿⑶夷軌虻挚顾母g作用。當(dāng)短縫路面沒有傳力桿時,通常的做法是構(gòu)建水泥穩(wěn)定基層來協(xié)助傳遞橫穿接縫的荷載。3.公路和機(jī)場路面注意事項柔性路面和剛性路面這兩種路面類型已經(jīng)廣泛運(yùn)用到了公路和機(jī)場路面建筑。選擇哪種路面類型要根據(jù)路面的預(yù)期使用功能(例如運(yùn)行速度和安全要求)、交通荷載類型、工程造價和維修代價而定。公路和機(jī)場路面設(shè)計考慮因素方面主要的不同在于使用它們的交通特點各異。柔性路面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計年限是10-20年,剛性路面是20-40年,在它們各自的設(shè)計年限內(nèi),公路路面將受到數(shù)于百萬計的高渠化輪載作用。考慮到重復(fù)荷載的影響——例如累積永久變形、裂紋擴(kuò)展和疲勞破壞——變得重要,路面結(jié)構(gòu)設(shè)計必須考慮到整個設(shè)計年限范圍內(nèi)的荷載作用總效應(yīng)。相比之下,機(jī)場路面的負(fù)荷頻率要小得多。所謂的飛機(jī)著陸、起飛漂移,大差異的機(jī)輪裝配配置,不同飛機(jī)的布局設(shè)計,這些因素使得作用在機(jī)場路面的輪載渠化程度比公路路面低。因此在機(jī)場路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,以最關(guān)鍵的飛機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)是很有必要的。另外一個重要的不同就在于輪載的大小。機(jī)場路面受到的荷載遠(yuǎn)大于作用在公路上的。機(jī)場路面要設(shè)計能夠承受50噸(或接近50噸)的等效單輪荷載,然而大部分公路部門所允許的最大公路路面單輪荷載只有10噸(或接近10噸)。此外,一架飛機(jī)的輪胎壓力大約是1200KP(175磅畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯系:機(jī)械工程系專業(yè):土木工程姓名:學(xué)號:(用外文寫)外文出處:U(用外文寫)uanAv.GeneralSanMartinOeste附件:1.外文資料翻譯譯文;2.外文原文。指導(dǎo)教師評語:簽名:注:請將該封面與附件裝訂成冊。

中文3053字附件1:外文資料翻譯譯文通過再堿化技術(shù)增加鋼筋混凝土的使用摘要:鋼筋混凝土是一種經(jīng)過適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備處理措施之后就能夠具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性,不受外部因素條件和內(nèi)部因素條件惡化的經(jīng)濟(jì)型材料。混凝土保護(hù)由于性質(zhì)活潑而易受腐蝕的鋼筋。當(dāng)有效的保護(hù)氧化膜為鋼筋構(gòu)件的工作提供良好的工作條件時,混凝土就能夠很有效的保護(hù)鋼筋免受腐蝕的作用。這種依附在鋼筋表面的保護(hù)膜使鋼筋產(chǎn)生一種性質(zhì)穩(wěn)定的鈍化層,從而限制金屬的氧化。這種使鋼筋鈍化而產(chǎn)生的保護(hù)膜由于高濃度的氯化物,具體的碳酸鹽化合物,高混凝土孔隙率等因素作用下,可以被部分的或者完全的破壞,因此原本是看作為一個腐蝕過程。在庫約地區(qū),主要是阿根廷的圣胡安省和門多薩省,具有許多有山洞和/或含有豐富的硝石露頭粉的地區(qū),正是高鹽度的地理環(huán)境特點,改變了這里建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。結(jié)構(gòu)狀況的惡化開始于微小的裂縫和裂紋,由于裂紋和裂縫而暴露在潮濕空氣之中的鋼筋與環(huán)境因素積極氧化反應(yīng)從而造成建筑結(jié)構(gòu)的快速腐蝕,而因為鋼筋腐蝕產(chǎn)生的額外費(fèi)用卻沒有包括在建設(shè)項目之中。本項研究和學(xué)習(xí)是將再堿化技術(shù)的工作應(yīng)用于一個位于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)的學(xué)校建筑。這些建筑的結(jié)構(gòu)受腐蝕問題的影響十分嚴(yán)重。電化學(xué)技術(shù)由于混凝土表面堿性電解質(zhì)的結(jié)合,允許硅酸鹽水泥混凝土中的孔隙水的pH值的增加從而使埋入在混凝土中的鋼筋鈍化,這個再保護(hù)的過程避免鋼筋混凝土繼續(xù)腐蝕,并且延長了建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命。

這項研究的技術(shù)可以應(yīng)用到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的碳化問題上。關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土-腐蝕–再堿化引言一個鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的完整性主要取決于它的結(jié)構(gòu)組成部分的質(zhì)量和用量。通過這種方式使建筑結(jié)構(gòu)獲得最佳的使用性能,以保證延長它的使用壽命。混凝土主要是從以下兩個方面來保護(hù)鋼筋免受腐蝕的影響:a)混凝土在鋼筋和周圍氧化壞境之間形成一個物理隔離屏障使鋼筋免受腐蝕;b)因為混凝土中的孔隙水具有較高的pH值,在水泥的水化反應(yīng)中產(chǎn)成了一種化合物使鋼筋鈍化得到一層保護(hù)膜,就是這樣產(chǎn)生的化學(xué)保護(hù)防止鋼筋被腐蝕。根據(jù)環(huán)境選擇的合理等級的混凝土,低的混凝土孔隙率,鋼筋和混凝土之間的充分粘結(jié),鋼筋混凝土的最低裂縫和剝落,以及鋼表面鈍化膜變化的穩(wěn)定性等因素有助于提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。然而,任然有幾種原因可以使這種鈍化膜發(fā)生破壞。在實踐操作中,一些因素有可能導(dǎo)致鋼筋混凝土發(fā)生在電化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的碳酸腐蝕。此外,氯化物或其他前面已經(jīng)一起提到過的如混凝土開裂,高的混凝土孔隙率以及可能達(dá)到飽和的混凝土毛孔,都可以讓氧氣,二氧化碳和氯離子發(fā)生遷移。當(dāng)然它們都需要濕度和環(huán)境侵蝕的條件,來完成鋼筋混凝土的腐蝕過程。

一旦鋼筋混凝土發(fā)生損害性的腐蝕,我們可以觀察到三種不同的斜坡,Cyted(1997):a)對鋼筋而言,腐蝕作用表現(xiàn)在降低了鋼筋原來的直徑和它的機(jī)械能力;b)對混凝土而言,腐蝕作用表現(xiàn)在它所產(chǎn)生膨脹氧化物在鋼-混凝土的接觸面造成裂縫和剝落,c)同理在鋼-混凝土依附處的地方。在廣大的庫約地區(qū),主要是在阿根廷的圣胡安省和門多薩省,存在著廣泛的已被水侵蝕過和/或含有豐富的硝石露頭粉的地區(qū),這些地區(qū)創(chuàng)造了結(jié)構(gòu)惡化的理想條件。這里是一個有著嚴(yán)寒的冬天以及極端溫度突變的高風(fēng)險地震帶地區(qū)。所有因為先前所列舉的因素產(chǎn)生的費(fèi)用都是可以避免的;因為如果鋼筋混凝土出現(xiàn)剝落和開裂的現(xiàn)象,那么建筑物就應(yīng)當(dāng)修理,這就意味著巨大的資金需求。為了延長建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命,加強(qiáng)諸如陰極保護(hù)、環(huán)氧覆蓋等等各種不同科學(xué)技術(shù)在鋼筋混凝土中的應(yīng)用對于我們來說是十分有必要的。這篇研究論文詳細(xì)闡述了一種通過提供間接混凝土保護(hù)的非傳統(tǒng)的再堿化技術(shù),這種通過增加混凝土孔隙水的pH值、混凝土多孔的解決方案,在混凝土表面合成了一種堿性電解質(zhì)。它具有阻止或者減輕混凝土鋼筋銹蝕的優(yōu)勢。這也是一個用來修復(fù)已被碳化損壞的結(jié)構(gòu)非常合適的方法程序。這種方法已經(jīng)在進(jìn)行了測試,測試不僅僅局限于實驗室水平,也將在學(xué)校建筑的建造中加以運(yùn)用。多虧了以前的研究工作數(shù)據(jù)庫(Solorza蘇達(dá)權(quán)等,2003),使得我們可以在阿根廷-圣湖安省Albardón部選擇一個以面積為樣本的幾個學(xué)校建筑示范區(qū)。然而,在上述技術(shù)中只有一個被選為修理應(yīng)用。對不同的建筑進(jìn)行了初步及詳細(xì)的檢查(Feliú等,1989)。得到的診斷結(jié)果表明了這些建筑物的已經(jīng)達(dá)到的損害程度。據(jù)估計,這是為了恢復(fù)兩年周期的而強(qiáng)制進(jìn)行的。

2、方法論即使是高質(zhì)量的混凝土也可能因為碳化而導(dǎo)致發(fā)生腐蝕的問題。如一個非常薄的覆蓋和使用存在二氧化碳可能進(jìn)入的裂縫的混凝土。在這種條件下,即使是在較短的時間內(nèi),位于裂縫中的鋼筋也會被腐蝕?;炷帘Wo(hù)層的邊緣由于碳化而容易腐蝕。這是因為邊和角處很高含量的二氧化碳往往會擴(kuò)散到鋼筋造成腐蝕。如果鋼筋沒有能夠得到足夠的覆蓋,碳化將導(dǎo)致腐蝕并且鋼筋很快就會分裂。再堿化技術(shù)的試管測試1-應(yīng)用人工老化技術(shù)(Rodriguez等人,1993年)。2-對混凝土碳化的酚酞測試,SturmyS.H.Kosmatka(1991).3-測試腐蝕檢測,使用半電池電位測量按美國ASTMC-876。4-再減化技術(shù)。5-測試酚酞指示劑。再堿化技術(shù)用于真正的圓柱1-對混凝土碳化的酚酞試驗的測定。2-測試的半電池電位測量腐蝕檢測按照美國ASTMC-876。3-再堿化技術(shù)。4-測試酚酞指示劑。3、結(jié)果和討論為了進(jìn)行第一次測試,6根管子被連續(xù)3年埋在研究部位。碳化實驗取得的結(jié)果表明,碳化面平均在邊處有5mm,在角處有10mm。這幅圖片描繪了后,酚酞測試應(yīng)用后的棱柱試管。圖為酚酞測試已經(jīng)得到了應(yīng)用后的測試管。這些試管對應(yīng)的電勢值已經(jīng)被記錄下來,分別為-100毫伏和-250毫伏。這些電勢值從一個定性的角度來講表明了它們受腐蝕的可能性非常低。如果把這些數(shù)據(jù)銘記在頭腦里,一個快速老化技術(shù)就應(yīng)用于試管測試中。必須按照以下的尺寸來設(shè)置圓柱管的尺寸:直徑:300毫米,長400毫米,結(jié)構(gòu)必須經(jīng)過公尺的驗證:4根φ12鐵棒和兩根300毫米的φ6等距金屬箍線;覆蓋層的厚度:20毫米;用于拌合的干燥的混凝土:66.65%(沙2/5,石頭3/5);普通混凝土:22.25%;水分:11.1%;設(shè)置:將試管完全浸沒放置28天;混凝土的密度:2.19克/立方厘米和設(shè)定房間的溫度,因為它們類似于被修復(fù)的圓柱,以此取代棱鏡分析的試管。便得出了圓柱管的電勢值,以遵循老化過程的影響。相應(yīng)的平均值列入表1。表1:腐蝕測試管的電勢值時間(月)24681011腐蝕電位增高(毫伏)-298-375-462-512-560-620根據(jù)記錄的電勢值以及試管呈現(xiàn)出的變?yōu)轸魃⑶規(guī)в休p微的縱向裂縫的物理狀態(tài),我們可以估計得出試管的腐蝕性的到增強(qiáng)。我們必須注意到為了執(zhí)行再堿化技術(shù);陽極進(jìn)行了重新的設(shè)計和闡述。陽極是一個采用AISI316,φ1.25鋼絲在兩層紗布和纖維素纖維紙漿之間形成的一個網(wǎng)格。當(dāng)前使用的測試電源輸出是1安培/40伏。選定的電解液解決方案是一種氫氧化鋰溶液。截至到目前還有沒有足夠的測試值,以確定該項技術(shù)的所有優(yōu)點。它顯示了再堿化方法中的一種鋼筋混凝土圓柱試管的簡化方案。4、部分結(jié)論一般的情況下,被用于檢查的學(xué)校建筑是來自被認(rèn)為相當(dāng)于沒有人居住的條件的環(huán)境狀態(tài)。學(xué)校建筑采樣的鐵柱是含有由諸如硫酸鹽,氯化物和混凝土碳化等,以及由此產(chǎn)生的負(fù)面影響而造成嚴(yán)重銹蝕的結(jié)構(gòu)元素。由于當(dāng)?shù)氐呐潘到y(tǒng)沒有能適合適應(yīng)該地區(qū)排水的要求,因此使它具有很高的潛水位水平,這對于建立起新的系統(tǒng)以達(dá)到盡量減少潛水位水層的波動,從而避免鹽的濃度集中是十分方便的。應(yīng)用人工試管老化加速技術(shù),使得我們有可能在學(xué)習(xí)中模擬出于與真實狀態(tài)下的鋼筋混凝土實際樣本相近的條件。非常重要需要強(qiáng)調(diào)的是,通過達(dá)到在實驗室水平應(yīng)用再堿化技術(shù),可以模擬出建筑物的實際狀況,目的是為了在真實的實際工作情況時可以改進(jìn)技術(shù)的實施和得到更好的結(jié)果。

附件2:外文原文(復(fù)印件)INCREASEREINFORCEDCONCRETESTRUCTURESUSEFUL,BYREALKALIZATION.Abstract.Reinforcedconcreteisaneconomicalmaterialthatappropriatelypreparedhasmuchstabilityagainst,externalorinternaldeterioration.Concreteprotectssteelbars,whicharesusceptibletocorrosionduetotheirhighenergy.Concreteprotectioniseffectivewhenaprotectiveoxidefilmisformedinproperworkingconditions.Thisfilmadherestothesteelsurfacecreatingastablepassivelayerandrestrictingthemetalsolution.Thepassivefilmonthereinforcingsteelcanbepartiallyortotallydestroyedduetoitsexpositionhighconcentrationsofchloride,aconcretecarbonate,highporosityofconcrete,etc.,originatingasconsequenceacorrosionprocess.TheCuyoarea,mainlySanJuanandMendozaprovincesofArgentina,hasmanycaveinareasand/orabundantsaltpeteroutcroppowder,thatcharacterizeshighsalinityenvironment,modifyingthestructuresdurabilitybuilt.Deteriorationbeginswithmicrofissuresandcracksthatexposesteeltoenvironmentaggressivenesscausingaquickcorrosion,andgeneratingexpenseswhichwerenotincludedintheconstructionproject.Thisworkresearchesrealkalizationandthestudytechniqueisappliedtoaschoolbuildinglocatedinanagriculturalarea.Suchbuildingstructuresareseriouslyaffectedbycorrosionproblems.TheelectrochemicaltechniqueallowsapHincreaseofconcretepores,duetotheincorporationofasurfacealkalineelectrolyte.Thisprocessreprotectsreinforcedconcreteavoidingcorrosioncontinueonandincreasingtheusefullifeofthestructure.Thetechniqueunderstudycanbeappliedtoreinforcedconcretestructureswithcarbonationproblems.Keywords:ReinforcedConcrete–Corrosion–Realkalization1.Introduction.Theintegrityofareinforcedconcretestructuredependsonthequalityofitscomponentsandofitsdosage,aswell.Inthiswayitacquiresthebestpropertiesinordertoguaranteeaservicelifeextension.Concreteprotectssteelintwoways:a)itconstitutesaphysicalbarrierseparatingsteelfromthesurroundingsandb)asithasahighpHvalue,itformschemicalcompoundsduringcementhydratereactionscreatingapassivefilmonsteel,whichproducesachemicalprotectionagainstcorrosion.Factorssuchas,anappropriateconcreteagainstenvironment,lowconcreteporosity,adequatesteel-concreteadherence,minimumcrackingandspallingand,thepossibilityofreformingastablepassivefilmoxidesonsteelcontributetoincreasethedurabilityofreinforcedconcretestructures.However,thereareseveralcausesthatcanproducethedestructionofsuchpassivefilm.Inpractice,somefactorsmaycausereinforcedconcreteelectrochemicalcorrosionwithinthecarbonatedarea.Besides,thepresenceofchloridesorofalloftheotheralreadymentionedtogetherwithcrackingandhighconcreteporosity,andtheprobablesaturationofconcretepores,whichallowtheO2,CO2andCl-migration.Allofthemneedhumidityandtheenvironmentalaggressors,aswell,tocompletethecorrosionprocess.Oncethecorrosionoccursdamagescanbeobservedinthreedifferentslopes,Cyted(1997):a)onsteel,whichdiminishesitsoriginaldiameteranditsmechanicalcapacity;b)onconcrete,sinceitgeneratesexpansiveoxidesinthesteel-concreteinterfacecausingfissuresandspallingandc)insteel-concreteadherence.InGreatCuyoRegion,mainlyinSanJuanandMendozaprovinces-Argentina,thereexistwideareaswhichhavebeeninvadedbywaterreturnand/orabundantsaltpetreoutcroppowder,creatingtheidealconditionsforstructuresdeterioration.Itisahighriskseismiczone,withfrostywinters,andabrupttemperaturevariations.Allofthecostsderivedfromthepreviouslyenumeratedfactorsareavoidable;sinceifspallingandcrackingoccur,buildingsshouldberepairedand,itimpliesgreatdemandsofmoney.Inordertoextendthestructureservicelife,itisnecessarytousereinforcedconcreteapplyingdiversetechniquessuchascathodicprotection,epoxycover,amongothers.Thisresearchpaperdealswithanon-conventionalrealkalizationtechnique,whichoffersanindirectprotectionthroughconcrete.ItwouldallowincreasingthepHconcreteaqueousporoussolution,incorporatinganalkalineelectrolytefromconcretesurface.Ithastheadvantageofstoppingorlesseningtheconcretereinforcementcorrosion.Itisalsoaveryappropriateproceduretorepairstructureswhichhavebeendamagedbycarbonation.Thisprocesswastested,notonlyatlaboratorylevel,butitwillbealsopracticallyappliedtoaschoolbuilding.Thankstoapreviousresearchworkdatabase(Solorzaetal.,2003),itwaspossibletoselectanareaasasampleofseveralschoolbuildingsinAlbardónDepartment-SanJuanProvince-Argentina.Nevertheless,onlyonewaschosentoberepairedapplyingtheabovementionedtechnique.Preliminaryanddetailedinspections(Feliúetal.,1989)werecarriedondifferentbuildings.Thediagnosisobtainedshowedthedegreeofdamageunderwentbythosebuildings.Itwasestimatedthatisperemptorytorestoreitinatwo-years-period.2.Methodology.Carbonationmayalsocausecorrosionproblemseveninhighqualityconcrete.Ifaverythincoverisusedandtherearecracksinconcrete,CO2mayenter.Undertheseconditions,inashortperiodoftime,thesteellocatedinthecrackareawillcorrode.Theconcretecoveredgemayeasilycorrodeduetocarbonation.EdgesandcornershaveahighcontentofCO2whichtendstodiffusetothesteelreinforcement.Ifsteelfailstohavetheadequatecover,carbonationwillcausecorrosionandwillsoonsplinter.Realkalizationtechniquestepsontesttubes.1-Applicationoftheartificialagingtechnique(Rodríguezetal.,1993).2-Determinationofthepresenceofconcretecarbonationbyphenolphthaleintest,SturmyS.H.Kosmatka(1991).3-Testingforcorrosiondetection,usingHalf-CellPotentialMeasurementsaccordingtoASTMC-876.4-Realkalizationtechnique.5-Testingbyphenolphthaleintest.Realkalizationtechniquestepsontherealcolumns.1-Determinationofthepresenceofconcretecarbonationbyphenolphthaleintest.2-TestingforcorrosiondetectionbyHalf-CellPotentialMeasurementsaccordingtoASTMC-876.3-Realkalizationtechnique.4-Testingbyphenolphthaleintest.3.ResultsandDiscussion.Tocarryonthefirsttest,sixtubeswereburiedintheareasunderstudyfor3years.Thecarbonationtestachievedshowedthatthecarbonationfrontshaveameanpercentageof5mminedgesand10mmincorners.Thephotodepictsaprismatictesttubeaftertheapplicationofthephenolphthaleintest.Thephotoshowsatesttubetowhichthephenolphthaleintesthasbeenapplied.Thepotentialvaluesoftubes-100and-250mVwereregistered.Thosevaluesindicateaverylowcorrosionprobabilityfromthequalitativepointview.Bearingthesedatainmind,aquickagingtechniquewasappliedtotesttubes.Itwasnecessarytobuildcylindricaltubeswiththefollowingdimensions:diameter:300mm,length400mm;thestructurewasverifiedwithapacometre:4ironbars,φ12andtwo300mmspacedstirrupwireofφ6;coverthickness:20mm;compositionofaridconcrete:66.65%(sand2/5,stone3/5);commonconcrete:22.25%,water:11.1%;setting:28dayswithcompletelysubmergedtesttubes;concretedensity:2.19g/cm3androomtemperaturetoreplacetheprismatictesttubes,sincetheyweresimilartothecolumnstoberepaired.Potentialmeasurementsofthecylindricaltubeswerecarriedout,soastofollow

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