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中圖分類號:TP399文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1007-9599 (2012) 03-0000-02
The Impact of Computer Hardware Performance on the Computer Applications
Yang Zuoyong
(Lishui University,Lishui323000,China)
Abstract: The quality of the computer hardware determines the level of computer performance.This article describes the main hardware of the computer CPU,motherboard,hard drive,memory,and their respective impact on computer performance.
Keywords:Computer;Hardware;Impact
一、計算機硬件的組成
主板(Mother Board,ain Board,System Board)是一臺PC的主體所在,主板要完成電腦系統(tǒng)的管理和協(xié)調(diào),支持各種CPU、功能卡和各總線接口的正常運行,它是PC機的"總司令部",其上的CPU、CHIPSET、DRAM、BIOS等決定了它是什么"級別",平時我們所說的386、486、Pentium機,其判斷的標(biāo)準(zhǔn)就是機器所用的主板和CPU。而其他的附件如顯示器、聲卡、鍵盤等,基本上是通用的。主板芯片可分為數(shù)字芯片和模擬芯片兩種。主板使用的芯片,除了少數(shù)幾個是模擬芯片外,大部分都是數(shù)字芯片。
CPU即中央處理器,是英文Ccntral Processing Unitr的縮寫,是計算機的核心,也是整個系統(tǒng)最高的執(zhí)行單位。它負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)指令的執(zhí)行,數(shù)學(xué)與邏輯的運算,數(shù)據(jù)的存儲與傳送,以及對內(nèi)對外輸入與輸出的控制。CPU既然關(guān)系著指令的執(zhí)行和數(shù)據(jù)的處理,當(dāng)然也關(guān)系著指令和數(shù)據(jù)處理速度的快慢,因而CPU有不同的執(zhí)行功能,不同的處理速度。一般CPU的功能和處理速度,我們可以從它的型號、數(shù)字來判斷它的等級,如Pentium系列是586機種的CPU,它后面型號的數(shù)字即為它的工作頻率,也就是它處理速度的時鐘。Pentium Pro系列是686機種的CPU,它后面型號的數(shù)字也是它的處理速度,它們的單位都是MHZ。
芯片組(ChipSet)其實就是一塊集成電路片,它是內(nèi)部元件、功能和接腳比較多的芯片的集合體。早期的主板是由許多TTL芯片和一些LSI的芯片所組合而成,所以一塊大AT的主板就有一百多塊芯片元件,生產(chǎn)一塊主板不但耗時費力而且成本高。后來美國一家名叫晶技公司(Chip)把一百多塊芯片元件,濃縮為五塊大芯片組和幾塊TTL芯片組合成的一塊叫BABY Size或稱小AT的主板。由于這種主板的芯片組把許多芯片電路的集合在一起狹窄的芯片里,當(dāng)材質(zhì)和技術(shù)不成熟時,會造成高頻的干擾、溫度的增加和特性的匹配等不穩(wěn)定的情況,所以小小AT大概經(jīng)過一兩年的改善,其技術(shù)、材質(zhì)已有些突破,從而奠定了以后芯片組的基本結(jié)構(gòu)。目前功能比較多的芯片組采用BGA的封裝,可設(shè)計300多支接腳至800多支接腳。
內(nèi)存是計算機的一個重要組成部分,它是存儲CPU和設(shè)備其作用是用來橋接數(shù)據(jù)通信的程序組件。內(nèi)存在計算機工作中存儲的內(nèi)容,一些是永久性的,一些臨時性的。因此,有不同形式的記憶,和內(nèi)存大小的存儲數(shù)據(jù)的功能和作用,相關(guān)的內(nèi)存速度的數(shù)據(jù)傳輸速度,這些都是相關(guān)的內(nèi)存類型和功能相關(guān)的,提出了一些相關(guān)知識。
二、計算機硬件組成的介紹
內(nèi)存訪問速度的影響中央處理器內(nèi)存訪問時間,速度不同跟規(guī)格型號的內(nèi)存有關(guān),如ROM其中有27010-20,27010-15和其他以不同的速度。RAM的速度比ROM的速度較快,RAM也有如411000-7,411000-6等不相同的速度。在計算機啟動時,在BIOS ROM復(fù)制到DRAM的方案內(nèi),CPU,可以直接與DRAM的速度更快,這就是我們俗稱的ShadowRAM接觸。
內(nèi)存的規(guī)劃種類
(1)常規(guī)內(nèi)存(Conventional Memory)在內(nèi)存分配表中占用最前面的位置,從0KB到640KB(地址000000H~109FFFFH),共占640KB的容量。因為它在內(nèi)存的最前面并且在DOS可管理的內(nèi)存區(qū),我們又稱之為Low Dos Memory(低DOS內(nèi)存),或稱為基本內(nèi)存(Base Memory),使用此空間的程序有BIOS、DOS操作系統(tǒng)、設(shè)備的驅(qū)動程序、中斷向量表、一些常駐的程序、空閑可用的內(nèi)存空間、以及一般的應(yīng)用軟件都可在此空間執(zhí)行。
(2)高位內(nèi)存(UM)是英文Upper Memory的縮寫,是常規(guī)內(nèi)存上面的一層內(nèi)存(640KB~1024KB)。
(3)高端內(nèi)存區(qū)(HMA)是英文High Memory Area的縮寫。它是1024KB~1088KB之間的64KB內(nèi)存,管為高端內(nèi)存區(qū),其地址為100000H~10FFEFH或以上,CPU在實地址模式下以Segment:OFFSET(段地址:偏移量)方式來尋址,其尋址的最大邏輯內(nèi)存空間為(FFFF:FFFF),即10FFEFH。
(4)EMB是英文Extended Memory Block(擴展內(nèi)存塊)的縮寫,早期采用的擴充存儲器(EPM)必須遵循EMS規(guī)范(如使用EMM386.exe),后來使用的擴展存儲器(EXM)必須遵循XMS規(guī)范(如使用Himem.sys)。擴展內(nèi)存是指1MB以上的內(nèi)存空間,其地址是從100000H開始,連續(xù)不斷向上擴展的內(nèi)存,擴展內(nèi)存取決于CPU的尋址能力。
三、以光驅(qū)為例探討硬件與性能的關(guān)系
大多數(shù)人都認(rèn)為CD-ROM光驅(qū)的速度越快,其性能就越高,其實不然。CD-ROM光驅(qū)的速度是指其驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速而言,而要真正衡量其性能高低,還要看下面幾個指標(biāo)表現(xiàn)如何:
(1)數(shù)據(jù)傳輸速率(Sustained data transfer rate)是CD-ROM光驅(qū)最基本的性能指標(biāo),它是指CD-ROM光驅(qū)在1秒的時間內(nèi)所能讀取的最大數(shù)據(jù)量。單速/倍速/四倍速/八倍速CD-ROM光驅(qū)的數(shù)據(jù)傳輸速率分別是150KBps/300KBps/600KBps/1.2MBps。
(2)平均訪問時間(Average access time)又稱"平均尋道時間"是指CD-ROM光驅(qū)的激光頭從原來的位置移到一個新指定的目標(biāo)(光盤的數(shù)據(jù)扇區(qū))位置并開始讀取該扇區(qū)上的數(shù)據(jù)這個過程中所花費的時間。
(3)CPU使用率(CPU loading)是指CD-ROM驅(qū)動器,以保持一定的速度和數(shù)據(jù)傳輸速率,占用的CPU時間。CPU時間是衡量一個驅(qū)動器性能的影響因素,速度和四速的CD-ROM光盤驅(qū)動器的要求,在MPC3中所規(guī)從事CPU分別時間不超過20%和40%。CD-ROM驅(qū)動器的性能水平,應(yīng)該主要考慮上述三個因素。推動品牌、盤片格式,速度快,容錯和原產(chǎn)地因素是次要的。
四、硬件對計算機使用的影響
對于3D顯示卡,針對三維圖像生成速度相對2D較慢的特點,更突出了對速度的描述,見3D顯卡的技術(shù)指標(biāo)有:
(1)AGP紋理。AGP紋理是指在系統(tǒng)內(nèi)存大于64MB以上的前提下,使用系統(tǒng)內(nèi)存來彌補顯卡在處理大容量紋理貼圖時,所需要的顯存容量.然而并不是所有使用AGP接口的顯卡都具備這一功能.
(2)三角形生成數(shù)量。3D顯示卡主要指標(biāo)中,有一項是"每秒種可生成多少萬個三角形",或"每秒可處理多少三角形".微型機顯示3D圖形時,首先是用多邊形建立3維模型,然后再進(jìn)行著色等其它處理,物體模型組成的三角形數(shù)量多少,將直接影響重現(xiàn)后物體外觀的真實性.顯卡每秒生成三角形的數(shù)量越多,也就能在保障圖形顯示幀速率的前提下,為物體模型建立更多的三角形,以提高3D模型的分辨率.
(3)象素填充率和紋理貼圖量。象素填充率也是衡量3D顯示卡性能的的主要指標(biāo)之一.象素填充率決定了3D圖形顯示時可能達(dá)到的最高幀速率,直接影響3D顯卡運行時的顯示速度.有些顯卡沒有提供象素填充率,但提供了紋理貼圖量,比如說每秒能處理多少MB的紋理貼圖等,其意義和數(shù)據(jù)都與象素填充率相近。
硬盤的性能,其數(shù)據(jù)傳輸速率不是靜態(tài)的,而是隨機變化。可分為內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率和外部數(shù)據(jù)傳輸速率傳輸速率。內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率是指頭部,高速緩存,外部緩存和電腦系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速率的數(shù)據(jù)傳輸速率的數(shù)據(jù)傳輸速率。也有一個持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸速率的硬盤,通常這個目標(biāo)硬盤驅(qū)動器制造商將被標(biāo)記的價值,它是最接近的硬盤數(shù)據(jù)傳輸能力。
分析中可以發(fā)現(xiàn)計算機硬件的相關(guān)參數(shù)對于計算機的使用影響非常大,很多計算機工作對于計算機的硬件要求高,過低的電腦配置不能滿足使用要求,所以在計算機的配置選擇時要針對使用情況,選擇合適的硬件規(guī)格。
參考文獻(xiàn):
[1]劉彥松.高聲速襯底壓電薄膜的制備及聲表面波器件的研制探索[D].中國科學(xué)院上海冶金研究所,2000
[2]葛宏.CT質(zhì)量保證及其計算機自動檢測系統(tǒng)的研究[D].第一軍醫(yī)大學(xué),2000
聚羧酸高效減水劑的分子結(jié)構(gòu)是含羧基接枝共聚物的表面活性劑,通過觀察發(fā)現(xiàn)其分子結(jié)構(gòu)成梳形,在發(fā)揮作用的過程中主要是通過不飽和單體進(jìn)行,在引發(fā)劑作用下共聚而獲得。用于水泥混凝土中具有較高的減水、增塑、保坍及較低的收縮性能的減水劑。
在生產(chǎn)中,以木鈣為代表的普通減水劑是第一代減水劑;以萘系為代表的高效減水劑是第二代減水劑;聚羧酸高效減水劑為第三代高性能減水劑,是當(dāng)今世界技術(shù)含量最高,技術(shù)研究最前沿的,綜合性能優(yōu)越的高效減水劑。
聚羧酸減水劑又叫做聚羧酸超塑化劑,根據(jù)當(dāng)前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《聚羧酸系高性能減水劑》JG/T 223-2007,對聚羧酸系減水劑的基本定義進(jìn)行了明確的規(guī)定,在聚羧酸高效減水劑的分子結(jié)構(gòu)中含羧酸的接枝共聚物,支鏈結(jié)構(gòu)的基本特征是以聚氧化乙烯形成“梳狀”或“接枝狀”,同時擁有其他的功能基團。
1 聚羧酸減水劑的性能特點及適用范圍
聚羧酸系高效減水劑的性能特點十分的明顯,其優(yōu)越性能體現(xiàn)在自身的分子結(jié)構(gòu)性能特點和摻加此減水劑的混凝土的性能兩部分。
聚羧酸高效減水劑的減水率比萘系減水劑高得多,同時還具有流動性好的特點,是本世紀(jì)性能最優(yōu)越的混凝土材料;其使用范圍十分廣泛,對于配置大摻量粉煤灰或大摻量礦渣混凝土,施工中噴射超塑化混凝土、纖維增強流動性混凝土及高強高流動性混凝土等都有重要作用;不僅如此聚羧酸高效減水劑還被普遍的用于各種新型混凝土的拌合中,在很多的建筑工程中,例如大跨度橋梁、隧道、工業(yè)與民用建筑等,都發(fā)揮了十分重要的作用。
2 聚羧酸系減水劑效果影響因素
2.1 對膠凝材料的適應(yīng)性問題。在工程施工中,聚羧酸系減水劑的適應(yīng)性更多的表現(xiàn)在對于各種水泥的適應(yīng)中,很多粉煤灰聚羧酸系減水劑同樣存在著適應(yīng)性問題,特別是對于粉煤灰的適應(yīng)更加的困難,所以磨細(xì)礦粉中的適應(yīng)性要相對好一點。
聚羧酸系高減水劑在應(yīng)用中也需要與粉煤灰進(jìn)行適應(yīng),大多數(shù)情況下,如果是一級灰,那么減水劑就會具有相對較好的適應(yīng)性,而如果是二、三級灰,那么減水劑就很有可能不適應(yīng),這個時候即使增加減水劑的用量也是沒有作用的。
通常如果使用一種水泥或粉煤灰在對外加劑適應(yīng)過程中,效果不好的時候,那么即使換做另外的添加劑也是不能取得比較理想的效果的。這種情況出現(xiàn)時,大多需要更換膠凝材料,當(dāng)時通常出現(xiàn)這種情況的時候很多用戶因為專業(yè)水平的局限就會懷疑是外加劑的質(zhì)量差,這對于外加劑的評價就不夠公平和準(zhǔn)確了。
2.2 砂子中的含泥量問題。當(dāng)砂子的含泥量較高時,聚羧酸系減水劑的實際減水率就會明顯的下降。這種情況下需要使用到萘系減水劑來解決問題,這種情況下需要稍微增加一些摻量,因此最好的辦法是不斷的降低含泥量。
2.3 引氣性問題。聚羧酸系減水劑在進(jìn)行施工的過程中通常會留下降低表面張力的表面活性成分,所以必須具備一定的引氣性。這些張力成分讓帶入混凝土的氣泡,這樣既可以滿足含氣量的要求,也不會影響到混凝土的強度性。
對于聚羧酸系減水劑來說,如果擁有的分子結(jié)構(gòu)不同,那么這個時候減水劑對不同的引氣劑也同時具有選擇性,而且在攪拌方式上也是有一定選擇的。比如在進(jìn)行試驗的時候,要對混凝土的含氣量盡可能的進(jìn)行滿足,到現(xiàn)場進(jìn)行澆筑的時候再進(jìn)行取樣,這個時候含氣量就不同了,這一點需要特別注意,引發(fā)的原因很可能是攪拌方式的不同和攪拌時間的差異。
聚羧酸減水劑成分中有低表面張力的物質(zhì),這對于混凝土來說是有利處的。就像是在要做的事情之前加入了減縮劑,所以聚羧酸減水劑的混凝土收縮值通常比普通的減水劑要小,同時這樣也可以帶來混凝土穩(wěn)定性優(yōu)越的良好性能。
2.4 聚羧酸減水劑的摻量問題的研究。當(dāng)前公認(rèn)聚羧酸減水劑具備十分優(yōu)秀的特點,摻量低,減水率高、坍落度保持好。但是在使用過程中也會經(jīng)常出現(xiàn)很多問題:
首先,摻量在水膠比小時是非常敏感的,而且會呈現(xiàn)出來更高的減水率,但是在水膠比大時,減水率以及相關(guān)的變化就不十分鮮明了。探究這一現(xiàn)象的原因,可能與聚羧酸系減水劑的作用機理有關(guān),聚羧酸系減水劑的分散、保持作用在于分子結(jié)構(gòu)形成的空間位阻效應(yīng),如果大水膠比時水泥分散體系中基本上含有了足夠的水分子,水分子的間隔作用已經(jīng)足夠,所以聚羧酸分子的空間位阻作用自然就要小一些了。
其次,膠凝材料用量大時摻量產(chǎn)生的影響就更加明顯,膠凝材料總量小時差一些。事實上減水劑就是關(guān)于高性能混凝土來進(jìn)行研究制作的,因此在性能和價位上都比較適合應(yīng)用于高性能混凝土。
事實上,聚羧酸系減水劑大多是針對高性能的混凝土來開發(fā)的,因此在性能和價位上都更加適合高性能的混凝土,但是根據(jù)我國當(dāng)前的情況,這還達(dá)不到完全取代其他減水劑,需要科研工作者繼續(xù)努力。
2.5 關(guān)于聚羧酸系減水劑的復(fù)配問題。當(dāng)前使用的除聚羧酸系減水劑之外基本上沒有單獨使用的,通過幾十年的總結(jié),我國的外加劑復(fù)配技術(shù)在國際上已經(jīng)處于領(lǐng)先地位。
首先,完全不能與萘系減水劑復(fù)配,兩種減水劑如果使用的是同一個設(shè)備,還在沒有完全洗干凈的時候也會產(chǎn)生影響。根據(jù)這種情況,如果是選擇使用聚羧酸系減水劑,最好是不要跟其他的減水劑混用。但是不同的減水劑是可以進(jìn)行復(fù)配的。
其次,與其它外加劑復(fù)配:
因為聚羧酸系減水劑的結(jié)構(gòu)特點,在跟其他的添加劑相容的時候都比其他的減水劑差的。所以通過傳統(tǒng)的簡單復(fù)配的方法對于聚羧酸系減水劑改性是不太適合的。
2.6 關(guān)于聚羧酸系減水劑的酸堿值值問題。當(dāng)前,市面上出現(xiàn)的聚羧酸系減水劑產(chǎn)品,其酸堿值跟其他企業(yè)的減水劑相比都偏低,有些僅僅達(dá)到6-7,所以要貯存于玻璃鋼、塑料等容器中,但是不能長期放置在金屬容器中。
3 結(jié)語
聚羧酸系減水劑在結(jié)構(gòu)方面和性能方面都有很大的可變性,研究開發(fā)新型的聚羧酸系減水劑是目前對減水劑研究的前沿問題,聚羧酸高效減水劑性能優(yōu)越通過廣泛的應(yīng)用已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可,更對混凝土行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步起到了很重要的作用。目前在我國,聚羧酸高效減水劑的相關(guān)生產(chǎn)和使用處于起步階段,落后于先進(jìn)的發(fā)達(dá)國家,因此廣大的科技工作者和企業(yè)家應(yīng)該認(rèn)清當(dāng)前形勢,積極進(jìn)行研究。通過充足的理論和成果基礎(chǔ)為聚羧酸高效減水劑在我國的發(fā)展和應(yīng)用做出自己的貢獻(xiàn),促進(jìn)我國建筑事業(yè)不斷發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 譚洪波.功能可控型聚羧酸減水劑的研究與應(yīng)用[D].武漢理工大學(xué),2009.
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 收稿日期:2016-01-14
一、存在的問題
為了響應(yīng)國家的號召,很多普通高校都走在應(yīng)用型轉(zhuǎn)型的路上,并存在很多問題。
第一,課程體系陳舊,與實際生成脫鉤。教學(xué)過程中往往以課本、課堂為主,不能體現(xiàn)企業(yè)的用人需求。
第二,缺少科學(xué)的合理的考評辦法,單一的考評辦法不能綜合體現(xiàn)學(xué)生的實踐能力,針對實踐能力的考評沒有形成制度,往往以任課教師個人的主觀意識為轉(zhuǎn)移。
第三,學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確,以通過學(xué)??荚嚍槟繕?biāo),也就是局限于某學(xué)校的某個教師或教學(xué)團隊,而教師往往以學(xué)生的整體水平來確定教學(xué)的目標(biāo),并不是以企業(yè)的需求為導(dǎo)向確立教學(xué)目標(biāo)。這就使學(xué)生不能確立明確的學(xué)習(xí)目的,往往都用“好好學(xué)習(xí)也找不到工作”來評價大學(xué)的生活。
二、解決辦法
1.理論與實踐并重的教學(xué)模式
日常教學(xué)過程中,不但要有完備的理論教學(xué)過程,還要有貼近生產(chǎn)的實踐環(huán)節(jié)。理論學(xué)習(xí)是實踐的基石,實踐是對理論加深理解的必行之路。前期目標(biāo)是讓學(xué)生熟悉開發(fā)環(huán)境,掌握基本的技能。中期采用項目驅(qū)動的方式,使理論和實踐緊密結(jié)合。后期應(yīng)以練代講,在實踐中加深對理論的理解。
2.明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)目標(biāo)的確定不能統(tǒng)一化、固定化,應(yīng)因時而異,因人而異。一般專業(yè)競賽、職業(yè)資格證書都是由國家、行業(yè)學(xué)會、國際行業(yè)組織等組織的,他們更了解市場的需求,設(shè)計的內(nèi)容更貼近實際。以參與專業(yè)競賽、職業(yè)資格考試的形式為學(xué)生樹立更貼近市場的學(xué)習(xí)目標(biāo),根據(jù)不同的興趣,參加不同的專業(yè)競賽,獲得職業(yè)資格認(rèn)證,既能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又能有效提高學(xué)生的實踐能力。
3.多元化的實踐平臺
在實踐平臺方面,學(xué)校不但要有自己的實習(xí)實訓(xùn)基地,而且應(yīng)與校外企業(yè)、培訓(xùn)結(jié)構(gòu)建立深度合作,為學(xué)生提供多元的實踐平臺。學(xué)校通過與企業(yè)的合作,豐富本校的實習(xí)實訓(xùn)內(nèi)容,提高校內(nèi)實訓(xùn)基地的水平。
4.雙師型隊伍建設(shè)
教師在提高學(xué)生實踐能力方面扮演了重要的角色。計算機行業(yè)是一個飛速發(fā)展的行業(yè),技術(shù)日新月異。在校教師如何保證自己教學(xué)水平的先進(jìn)性是一個很重要的問題,學(xué)校應(yīng)多為教師提供接觸企業(yè)的機會,教師自身也要有意識地吸收相關(guān)的知識,使自己教授的內(nèi)容更貼近實際。
三、科學(xué)的考評模式
科學(xué)的實踐能力考評模式一直是困擾我們的問題,在考評過程中應(yīng)采用多元化的方式來對學(xué)生的實踐能力進(jìn)行測評。單一的考評結(jié)果不能客觀體現(xiàn)學(xué)生的實踐能力,應(yīng)通過改革校內(nèi)考試模式、參與職業(yè)競賽、獲得職業(yè)資格認(rèn)證等多元化的形式來考評學(xué)生的實踐能力。
1.應(yīng)用能力考試
傳統(tǒng)的考試方式是以試卷形式來檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,但在計算機專業(yè)領(lǐng)域,很多與應(yīng)用能力相關(guān)的知識點無法以試卷的形式來進(jìn)行測評。改進(jìn)考試模式是提高實踐能力的一個很重要的因素。期末考試應(yīng)該采用上機操作、項目作業(yè)等形式,切實考察學(xué)生的實踐能力,而不是背書本的能力。
2.職業(yè)競賽
學(xué)生通過參加專業(yè)競賽的形式確定更具體、更實際的學(xué)習(xí)目標(biāo),在競賽過程中提高自己的實踐能力。而對于競賽中獲得成績的學(xué)生,應(yīng)根據(jù)競賽等級、實際情況、專業(yè)方向給予校內(nèi)的認(rèn)可(免修、免考相關(guān)課程,對相關(guān)課程已經(jīng)結(jié)束的應(yīng)給予精神物質(zhì)方面的獎勵)。
3.職業(yè)資格認(rèn)證
職業(yè)資格證書是國家、行業(yè)統(tǒng)一認(rèn)可的能力證明,在學(xué)生實習(xí)實訓(xùn)期間,應(yīng)鼓勵、組織學(xué)生參加相關(guān)的職業(yè)資格認(rèn)證考試,通過獲得認(rèn)證的方式來證明學(xué)生的實踐能力符合市場需求。
目前,中南大學(xué)高性能網(wǎng)格計算平臺已經(jīng)建設(shè)完成,并投入試運行。在2009年10月29日HPC China2009會議上公布的“2009年中國高性能計算機性能TOP100”中,中南大學(xué)這套高性能網(wǎng)格計算平臺憑借10214.40 Gflops的雙精度浮點運算理論峰值,8273.68 Gflops的Linpack測試值和0.81的效率,國內(nèi)高校排名名列前茅。
1 前言
聚羧酸系高性能減水劑是一種新型的混凝土減水劑,是一種“環(huán)保、節(jié)能、降耗”新理念的減水劑,是一種用于配制高流動性混凝土的由帶聚氧乙烯基的不飽和大單體和不飽和羧酸或羧酸衍生物單體共聚而成的聚合物,具有極高的減水率、很好的控制混凝土坍落度損失功能、良好的施工和易性、良好的強度發(fā)展、優(yōu)異的耐久性等特點,成為了配制高性能混凝土的首先外加劑。目前,聚羧酸系高性能減水劑已廣泛應(yīng)用于市政和港口等基礎(chǔ)設(shè)施、軌道交通工程、水利工程、橋梁工程、工業(yè)、民用與公共建筑工程當(dāng)中。在此,本文將簡要闡述聚羧酸系高性能減水劑在混凝土工程中的應(yīng)用,以供參考。
2 聚羧酸系高性能減水劑的相關(guān)概述
2.1 聚羧酸系高性能減水劑的作用機理
即:聚羧酸系減水劑的分子結(jié)構(gòu)含有羥基(-OH)、羧基(-COO-)、磺酸基(-SO3-)、聚氧乙烯基(-OCH2CH2-)等功能性官能團,一方面主鏈吸附在水泥顆粒表面阻止顆粒與水接觸,同時羧基(-COO-)提供靜電斥力,另一方面聚氧乙烯基(-OCH2CH2-)長側(cè)鏈產(chǎn)生空間位阻效應(yīng),分散水泥顆粒,同時大大增加了水泥層的厚度,延緩水泥水化,使之在低水灰比更有效地增加混凝土的工作性,坍落度損失更小。
2.2 聚羧酸系高性能減水劑的優(yōu)點
2.2.1 摻量小,減水效果好。聚羧酸系減水劑具有較高的減水率(在坍落度相同的條件下,減水率可達(dá)35%以上),能降低混凝土單位體積用水量,且與水泥的適應(yīng)性較好,摻量為水泥用量的0.2%~0.3%,提高摻和料的用量,適用于配制高性能與高強度的泵送混凝土。
2.2.2 增強效果潛力大。在水泥用量與坍落度不變的情況下,早期強度提高70%以上,28d強度提高40%以上。
2.2.3 低收縮,具有一定的引氣量。總堿含量低。
2.2.4 在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生污染,對自然環(huán)境無不利影響。且通過摻加聚羧酸系減水劑,可提高礦渣粉或粉煤灰對水泥的替代量,大大降低了混凝土生產(chǎn)成本。
2.2.5 一般,不會出現(xiàn)因流動性下降及離析、泌水、板結(jié)造成堵管塞泵現(xiàn)象。
2.2.6 澆注后混凝土外觀光澤密實,現(xiàn)場抗壓強度評定合格,結(jié)構(gòu)體沒有出現(xiàn)裂紋。
3 聚羧酸系高性能減水劑在混凝土中的應(yīng)用試驗
3.1 工程試驗內(nèi)容
3.1.1 水泥選擇P.O42.5R,初凝時間為2:42(h:min)、終凝時間為3:55(h:min),28d抗壓強度為62.9MPa。
3.1.2 粉煤灰選擇Ⅰ級以上粉煤灰,細(xì)度≤10.0%,需水量≤92%。
3.1.3 膨脹劑,選擇有利于混凝土因含漿量而產(chǎn)生較大的收縮的膨脹劑,如UEA低堿膨脹劑。
3.1.4 骨料:采用活性天然中砂,細(xì)度模數(shù)為2.6,含泥量≤2.5%,泥塊含量≤0.5%;采用0.5-1.6cm卵石和0.5-2.0cm碎石混合使用。
3.1.5 外加劑:選擇聚羧酸系高性能減水劑,其各項性能見表1.
3.1.6 配合比的確定
根據(jù)工程對混凝土的強度要求,水膠比為0.32,粉煤灰用量為100-115 kg/m3,膨脹劑摻量為4.5%,混凝土配合比為:水泥:水:砂:石:粉煤灰:外加劑=415:170:819:876:100:10.0。
3.2 試驗結(jié)果分析
從試驗數(shù)據(jù)可以看出:(1)在本試驗中所配制出來的混凝土初始坍落度為245mm,初始坍?dāng)U度為630mm,含氣量為2.5%,泌水率為0,相對壓力泌水率為32%,可很好地滿足(JGJT10-2010)《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》中對相對壓力泌水率的要求。(2)實踐證明,環(huán)境溫度對該混凝土的坍落度、坍?dāng)U度的影響較小,當(dāng)環(huán)境溫度分別為20℃、30℃、38℃時,混凝土坍落度在停留了6h后仍分別保持在240mm左右,坍?dāng)U度為600mm左右,仍非常適合泵用。(3)該混凝土抗壓強度發(fā)展情況良好,免振抗壓強度比為96.4%,可很好地滿足工程所要求的抗壓強度比。(4)該混凝土靜壓彈性模量為37.3×103MPa,滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要求。
3.3 混凝土生產(chǎn)及施工過程的質(zhì)量控制
3.3.1 為保證攪拌均勻,改變傳統(tǒng)上料順序,即為:砂+石+水泥+摻合料+部分水+攪拌30-40s加摻入外加劑的其余部分水繼續(xù)攪拌至180s出料。
3.3.2 在上料的過程中,應(yīng)根據(jù)對混凝土加水情況的監(jiān)控,根據(jù)實測含水量來隨時調(diào)整混凝土單方用水量,以確保其是最佳含水量。
3.3.3 根據(jù)運距、交通狀況以及澆注進(jìn)度,來確定混凝土的出料時間。為避免影響混凝土的流動性等指標(biāo),從出廠運輸?shù)綕仓瓿傻臅r間應(yīng)不超過2h。另外,在運輸?shù)倪^程中,嚴(yán)格禁止向地泵和罐車中的混凝土里加水,以免影響強度。為保持新拌混凝土的可塑性,使用6m3罐車裝入3 m3混凝土進(jìn)行運輸。
3.3.4 聚羧酸高性能減水劑在使用時,一定要避開萘系外加劑分別存放,單獨設(shè)置上料管線。
3.3.5 由于原材料的波動變化會使聚羧酸系外加劑在使用過程的質(zhì)量控制出現(xiàn)一定的難度,因此在工程的使用過程中,應(yīng)根據(jù)混凝土生產(chǎn)單位原材料的不同情況,選擇適宜的聚羧酸鹽減水率及合適的摻加量來達(dá)到理想的效果,滿足工程的要求。
3.3.6 由于聚羧酸系高性能減水劑具有高減水率低摻量的特點,當(dāng)配制聚羧酸系減水劑的混凝土?xí)r,應(yīng)嚴(yán)格按照經(jīng)試配后的最佳摻量和用水量進(jìn)行計量,并要求計量設(shè)備和計量精度必須準(zhǔn)確和靈敏。否則,當(dāng)聚羧酸高效減水劑的超摻量時,會產(chǎn)生離析、泌水、板結(jié)或含氣量過大等不良現(xiàn)象。
4 結(jié)束語
綜上所述,聚羧酸高性能減水劑作為新型的減水劑,具有減水率高、坍落度保持能力高、收縮率比低、含氣量低、含堿量低、綠色環(huán)保等顯著點,在配制高性能和高強度的混凝土上,具有優(yōu)勢,可使混凝土具有良好的施工性能,同時可有效保證混凝土的綠色環(huán)保。相信隨著我國施工技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,聚羧酸高性能減水劑這種環(huán)保綠色外加劑在混凝土的應(yīng)用中會更加廣泛。
參考文獻(xiàn):
聚羧酸高性能減水劑在混凝土中低摻量時具有高流動性,在低水灰比時具有低粘度和坍落度損失小的性能,近年來在實際工程中得到廣泛應(yīng)用。在國內(nèi),通過大量的聚羧酸系減水劑試驗和工程應(yīng)用對比,業(yè)內(nèi)逐漸認(rèn)知聚羧酸系減水劑產(chǎn)品。如在北京東方廣場工程、首都機場新航站樓工程及國內(nèi)一些海港工程等曾使用過上海麥斯特公司聚羧酸系減水劑類SP-8聚羧酸系物質(zhì)的復(fù)合產(chǎn)品5510#等。上海麥斯特公司的SP-8等聚羧酸高性能減水劑產(chǎn)品與奈系減水劑對比的混凝土應(yīng)用試驗情況:聚羧酸系減水劑的摻量更低,1-2小時混凝土的坍落度損失較小,凝結(jié)較快,硬化強度較高,干縮率較小,說明摻聚羧酸系減水劑的混凝土具有更高耐久性。在國外,目前發(fā)達(dá)國家把減水劑能應(yīng)用于C100―C150級混凝土工程中,丹麥己有C105級超高強混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,法國現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范已達(dá)C100級,日本也有C100級的設(shè)計規(guī)范。而要達(dá)到這些要求,減水劑在其中起著關(guān)鍵的作用,聚羧酸系減水劑無疑是最有前途的減水劑之一。
2.聚羧酸系高性能減水劑在混凝土中的應(yīng)用試驗
2.1聚羧酸系高性能減水劑在C25-C35混凝土中的應(yīng)用
表1混凝土性能試驗配合比
表2C25-C35混凝土試驗結(jié)果
從表1、表2中實驗數(shù)據(jù)比較可以看出,聚羧酸系減水劑摻量為奈系的一半,綜合性能卻優(yōu)于奈系,而目前聚羧酸系減水劑的價格不到奈系的一倍。因此,從綜合性價比來看,聚羧酸系減水劑對于奈系減水劑有較大的優(yōu)勢。
2.2聚羧酸系高性能減水劑在C40混凝土中的應(yīng)用
表3混凝土性能試驗配合比
表4C40混凝土試驗結(jié)果
從表3、表4中實驗數(shù)據(jù)比較可以看出,聚羧酸系減水劑與混凝土摻合,綜合性能復(fù)合硅酸鹽水泥優(yōu)于普通硅酸鹽水泥,而目前復(fù)合硅酸鹽水泥的價格相比后者差別不大。因此,從綜合性價比來看,聚羧酸系減水劑摻合復(fù)合硅酸鹽水泥具有較大的優(yōu)勢。
2.3聚羧酸系高性能減水劑在C55及高強混凝土中的應(yīng)用
表5混凝土性能試驗配合比
表6C55及高強混凝土試驗結(jié)果
從表3、4、5、6可以看出,聚羧酸系減水劑對不同水泥有較好的適應(yīng)性,在較低的摻量下,具有很好的分散性和分散保持性。由表中數(shù)據(jù),當(dāng)摻量在0.8%-1.5%之間時,聚羧酸系減水劑減水率高,且坍落度損失小,在配置高強混凝土?xí)r,性能較好。由此可以看出,聚羧酸系減水劑可滿足不同等級混凝土要求。
3.結(jié)論
通過對聚羧酸系減水劑進(jìn)行一系列混凝土應(yīng)用性能試驗,得出以下結(jié)論: 1)相比較奈系減水劑,聚羧酸系減水劑在綜合性價比方面具有較大優(yōu)勢; 2)聚羧酸系減水劑在混凝土中運用,綜合性能比較:復(fù)合硅酸鹽水泥>普通硅酸鹽水泥; 3)聚羧酸系減水劑配制的混凝土,坍落度損失小,混凝土材料不離析,粘聚性好; 4)聚羧酸系減水劑可滿足不同等級混凝土要求。
參考文獻(xiàn)
[1] J.Plank. 當(dāng)今歐洲混凝土外加劑的研究進(jìn)展. 混凝土外加劑及其應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2004.
中圖分類號:Q948.112+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 概述
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步, 最近幾年聚羧酸類減水劑應(yīng)用技術(shù)也得到了長足的發(fā)展,其在混凝土施工中得到了廣泛的應(yīng)用。相較萘系、脂肪族等普通減水劑,其減水率高、對水泥的適應(yīng)性強、方便施工等優(yōu)點也得到了業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)可。但其在實際應(yīng)用過程中也暴露出了自身的一些特殊問題,比如對集料含泥量的敏感性、受外界氣溫變化的情況等,都是需要我們?nèi)フJ(rèn)真研究的問題。下面根據(jù)現(xiàn)場實際工作經(jīng)驗,結(jié)合工程中的實際情況,就溫度變化對聚羧酸系減水劑性能影響情況作進(jìn)一步的研究與探討。
由于本工程地處西安北郊的渭河之上,氣候?qū)倥瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候,因而四季分明,夏季炎熱多雨,冬季寒冷少雨雪。年平均氣溫13.1℃至13.4℃。在近兩年施工期間,夏季最高氣溫超過40℃,施工環(huán)境溫度更是高達(dá)50℃以上,冬季最低溫度在-10℃以下。因此在施工中密切關(guān)注溫度變化對混凝土工作性能的影響,保證混凝土的順利施工和確保工程質(zhì)量,就顯得格外重要。為此,我們用同一配合比在不同環(huán)境溫度下對混凝土的工作性能進(jìn)行對比試驗。
2 試驗原材料
2.1 水泥:P.O42.5,其重要性能指標(biāo)見表1
2.2 粉煤灰:華能銅川電廠 Ⅰ級粉煤灰,其重要性能指標(biāo)見表2
2.3 礦渣粉: S95級,其重要性能指標(biāo)見表3
2.4 集料:(1)細(xì)集料:Ⅱ區(qū)中砂 細(xì)度模數(shù)2.62,含泥量1.3%,(2)粗集料: 5~25mm連續(xù)級配碎石,含泥量0.4%,壓碎值10.6%,針片狀含量4.5%。
2.5 外加劑:GX-WZ聚羧酸高性能減水劑,摻量為0.9%,其主要性能指標(biāo)見表4。
2.6 拌合水:飲用水
3 試驗方案
3.1 選定混凝土配合比
根據(jù)現(xiàn)場施工情況,我們選定了工程用混凝土方量大、施工周期長、施工難度較大的C50混凝土的配合比進(jìn)行試驗,混凝土設(shè)計坍落度:180~200mm。其配合比具體如圖5。
3.2 試驗方法
為了準(zhǔn)確驗證聚羧酸減水劑的溫度敏感性,本文選擇與當(dāng)?shù)丨h(huán)境實際情況相較而言具有代表性的5℃、20℃、30℃作為試驗溫度,在各種原材料均不變的情況下,在設(shè)定的環(huán)境條件下,驗證同一配合比拌合后混凝土拌合物的工作性能。為了確保試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,所用原材料均在試驗前24小時放置在設(shè)定的溫度環(huán)境內(nèi),確保溫度的一致性。每次拌合的混凝土量為40L,攪拌時間均設(shè)為210s。拌合完成后,放在鐵板上測定其從加水時間算起30min、60min、120min時混凝土拌合物的坍落度、擴展度、初凝時間,并觀察混凝土拌合物的和易性等。試驗結(jié)果如表6。
從表6中的試驗結(jié)果我們發(fā)現(xiàn),與常溫(20℃)條件下混凝土拌合物性能指標(biāo)的測定值進(jìn)行比較,5℃環(huán)境溫度條件下,減水劑有明顯的滯后效應(yīng),且出現(xiàn)了輕微的泌水現(xiàn)象,不利于混凝土現(xiàn)場施工;而在30℃環(huán)境條件下,混凝土不但出現(xiàn)了明顯的坍落度損失現(xiàn)象,且拌合物初始狀態(tài)也達(dá)不到配合比設(shè)計的初始狀態(tài),不能滿足現(xiàn)場施工要求。由此,為了滿足施工的要求,我們針對不同溫度條件下,保持配合比不變,對減水劑摻量進(jìn)行一定程度的調(diào)整,以使其初始狀態(tài)達(dá)到相同的水平。經(jīng)過反復(fù)的試驗,我們得出在5℃環(huán)境溫度條件下,減水劑的摻量為0.7%(減水率為22%),在30℃環(huán)境條件下,減水劑摻量為1.3%(減水率為32.7%),才能達(dá)到與 20℃環(huán)境條件下,摻量為0.9%(減水率為27.2%)基本相同的狀態(tài)。(如表7)
4 結(jié)果分析
4.1 驗證了聚羧酸減水劑溫度敏感性的特征:同一配合比,同摻量的減水劑,隨著溫度的升高,水泥水化程度增高,消耗的水增多,混凝土拌合物的流動性呈下降趨勢。
4.2 聚羧酸減水劑對水泥水化程度的影響與溫度的關(guān)系:低溫下,水泥水化速度降低,聚羧酸減水劑對水泥漿體緩凝程度最大;高溫下,水泥水化速度加快,聚羧酸減水劑對水泥漿體緩凝效果較小。
4.3 與常溫條件下(20℃)相比較,隨著溫度的降低,隨著水泥水化速度明顯下降,且由于減水劑在水泥體系中的吸附性能和分散性能下降,而導(dǎo)致減水劑活性的降低對混凝土拌合物性能的影響大于水泥的水化速度降低對混凝土拌合物性能的影響,發(fā)生了滯后效應(yīng),從而出現(xiàn)了坍落度經(jīng)時增大的“怪”現(xiàn)象;反之,隨著溫度的升高,水泥水化速度加快,水泥的水化加快對混凝土拌合物性能的影響大于減水劑活性的提高對混凝土拌合物性能的影響,造成混凝土初始狀態(tài)既達(dá)不到設(shè)計要求,又有明顯的坍落度經(jīng)時損失。
結(jié)語
為滿足現(xiàn)場施工要求,對混凝土配合比尤其是使用聚羧酸系減水劑時,掌握溫度與聚羧酸系減水劑之間的變化規(guī)律,根據(jù)季節(jié)、溫度的變化,進(jìn)行準(zhǔn)確、及時調(diào)整,對更好的指導(dǎo)施工、確保工程質(zhì)量有著重要的意義。
引言
隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展,基礎(chǔ)性工程建設(shè)規(guī)模日益擴大。水利水電、高鐵、橋梁、海港、隧道、地鐵、核電工程中,混凝土都占有很大比重,其中摻加的外加劑,直接影響混凝土的外觀質(zhì)量、抗壓強度、抗?jié)B抗凍性能、耐久性及使用壽命。下面系統(tǒng)介紹萘系高效減水劑與聚羧酸高性能減水劑的性能,以及在工程中的應(yīng)用實例。
1、混凝土外加劑的品種
混凝土減水劑的品種:按照GB8076-2008《混凝土外加劑》標(biāo)準(zhǔn),混凝土減水劑分為普通減水劑、高效減水劑和高性能減水劑。普通減水劑是指減水率為8%-14%的減水劑,主要是指木質(zhì)素磺酸鹽減水劑,為減水劑的早期產(chǎn)品;高效減水劑是指減水率在14%以上和25%以下的減水劑,包括萘系減水劑、蒽系減水劑、洗油系減水劑、脂肪族減水劑、密胺系減水劑和氨基磺酸鹽減水劑,萘系減水劑一直占據(jù)80%左右的市場,在超高強砼中,多與其他外加劑復(fù)合使用;高性能減水劑指減水率為25%以上的減水劑,主要指聚羧酸系減水劑,屬于目前減水劑產(chǎn)品中的高檔產(chǎn)品。
2.萘系高效減水劑的特點
2.1萘系高效減水劑的分類
萘磺酸鹽甲醛縮合物,簡稱萘系減水劑,根據(jù)其產(chǎn)品中Na2SO4含量的高低,可分為高濃型產(chǎn)品Na2SO4含量<3%、中濃產(chǎn)品Na2SO4含量3%―10%、低濃產(chǎn)品Na2SO4含量>10%。目前大多數(shù)萘系高效減水劑合成廠都具備將Na2SO4含量控制在3%以下的能力,有些先進(jìn)企業(yè)甚至可將其控制在0.4%以下。該類型高效減水劑的減水率較高(15%―25%),基本上不影響混凝土的凝結(jié)時間,引氣量低(<2%),提高混凝土強度效果較明顯。
2.2萘系高效減水劑的臨界摻量
萘系減水劑優(yōu)點之一是摻入高效減水劑的水泥漿體,有一個臨界摻量,超過這一摻量繼續(xù)摻加時,水泥漿體的流動性和混凝土的初始坍落度不再增加,這一點稱為飽和點,此時外加劑摻量稱為飽和摻量,在外加劑和水泥適應(yīng)性很好的情況下,在飽和點上增加減水劑摻量,可以在長時間內(nèi)保持大坍落度。
2.3萘系高效減水劑的缺點
萘系減水劑的缺點之一是與水泥摻合料的適應(yīng)性問題,這與減水劑本身的磺化程度、聚合度、中和離子的種類、Na2SO4含量摻和時的狀態(tài)、摻量、摻加方法,以及水泥/摻合料的化學(xué)成分、礦物組成、堿含量、石膏形態(tài)及與鋁酸鹽比例、細(xì)度等因素有關(guān)。
缺點之二是摻加后混凝土坍落度損失較快,所以,在商品混凝土中使用的一般要同時復(fù)合緩凝、引氣等組分進(jìn)行改性,得到所謂的泵送劑產(chǎn)品。
3聚羧酸高性能減水劑的特點
3.1化學(xué)組成決定了良好的性質(zhì)
聚羧酸減水劑的減水性能與所選聚合單體的種類及個嵌段鏈節(jié)的組成有關(guān),這種用自由基溶液聚合制備的聚合物電解質(zhì),在摻量很小(0.1%―0.2%)的條件下就可產(chǎn)生較大的分散效果,并具有優(yōu)良的緩凝、早強或保坍作用。聚合物側(cè)鏈上的乙氧基鏈節(jié)有時也被稱為接投鏈,這種結(jié)構(gòu)特征,不僅對減水劑由影響,而且對抑制坍落度損失也有重要作用。
聚羧酸系減水劑在水泥顆粒表面的吸附量較小,但由于其帶有許多支鏈,可以產(chǎn)生共間位阻效應(yīng),因而摻量很低時就可實現(xiàn)較好的阻化效果、支鏈的存在以齒形的吸附方式,使得初始的水泥水化產(chǎn)物較難將減水劑分子吸附層覆蓋,因而,該減水劑在水泥顆粒表面有效作用時間具有摻量低、坍落度保持性好、與水泥適應(yīng)性較好的特點,是配制低水較比、高強、高耐久性混凝土的首選。
3.2高減水性、高保塑性
聚羧酸系高性能減水劑是配置無振搗自密實高性能混凝土和高強高性能混凝土的首選外加劑?;炷僚浜媳仍O(shè)計參數(shù)變化較大,性能得到顯著改善,可以保持混凝土的工作性和高流動性的條件下,使混凝土的水灰比降到最低。在同水灰比同減水劑摻量的情況下,聚羧酸系高性能減水劑和萘系高效減水劑相比,聚羧酸系減水劑對水泥有較好的分散性,能較為顯著地改善水泥漿體的流動性。聚羧酸系高性能減水劑在有效摻量之間,1小時后水泥漿體的流動度大于250mm,1小時的流動度損失約在10%之內(nèi),保塑性優(yōu)良。
3.3聚羧酸高性能減水劑超摻量的問題
由于聚羧酸系高性能減水劑具有高減水率低摻量的特點,當(dāng)配制聚羧酸系高性能減水劑混凝土?xí)r,應(yīng)嚴(yán)格按照試配后的最低摻量和用水量進(jìn)行計算,并要求計量設(shè)備和計量精度必須準(zhǔn)確和靈敏。否則,當(dāng)聚羧酸系高性能減水劑超摻量時,會產(chǎn)生離析、泌水、或含氣量過大等不良現(xiàn)象。聚羧酸系高性能減水劑在一定摻量時水泥漿體流動度出現(xiàn)下降趨勢,表明減水效果有一個極限值,超過其極限值時,水泥的流動性降低,減水效果變差。
4. 萘系高效減水劑的應(yīng)用。
4.1萘系減水劑的工程實例
由于萘系減水劑工藝成熟,且生產(chǎn)成本、價格較低,所以應(yīng)用很廣泛。在商品混凝土拌和站中,多采用萘系減水劑母液直接加入骨料中拌合混凝土。舉世矚目的三峽工程、黃河萬家寨水電站、華能德州火力電廠、南水北調(diào)工程、龍羊峽水電站等大型水利電力工程,大部分采用萘系減水劑。
混凝土各個組分之間存在著相容性(適應(yīng)性)好壞的差異,應(yīng)用場合也在很大程度上影響外加劑的適用性。配制不需要經(jīng)過泵送,坍落度30-50cm的路面板、水工大壩等工程用混凝土,萘系高效減水劑優(yōu)于聚羧酸系減水劑。
4.2萘系高效減水劑的摻加方法
在混凝土攪拌過程中,外加劑的摻加方法對外加劑的使用效果影響很大。減水劑摻加方法大體分為先摻法(在拌合水之前摻入)、同摻法(與拌合水同時摻入)、滯水法或后摻法(在拌合后經(jīng)過一定時間才按1次或幾次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中,再經(jīng)2次或多次攪拌)。對于萘系減水劑,為了避開水泥的C3A、C4A礦物成分的選擇性吸附,以后摻法為好。
5. 聚羧酸高性能減水劑的應(yīng)用
5.1重點工程中的應(yīng)用。
客運高速鐵路工程幾乎全部使用聚羧酸系高性能減水劑,包括武廣、京津、鄭西、石大、合武等十一條客運專線,其累計總里程約3000公里;還有京滬、太中銀、廣珠、哈大等四條客運專線,總里程約3000公里??焖倏瓦\專線設(shè)計使用年限應(yīng)滿足100年,實踐證明,聚羧酸高性能減水劑對于保證鐵路工程建設(shè)的進(jìn)度和質(zhì)量發(fā)揮了十分重要的作用。
重大海洋工程對混凝土的耐久性要求很高,東海大橋、杭州灣跨海大橋等海洋工程在設(shè)計中明確提出了百年耐久性的概念,工程建設(shè)過程中使用了聚羧酸系高性能減水劑,經(jīng)實踐測試驗證,使用效果良好。
南水北調(diào)工程是一項大規(guī)模、遠(yuǎn)距離、跨流域的系統(tǒng)工程,所經(jīng)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變,工程要求混凝土具備高抗?jié)B性、高抗凍性、高耐久性,工程建設(shè)中也選用了聚羧酸高性能減水劑。
5.2水泥適應(yīng)性問題
由于我國水泥品種和質(zhì)量總體上復(fù)雜多變,特別是當(dāng)遇到適應(yīng)性極差的水泥時,聚羧酸減水劑混凝土依然會出現(xiàn)拌合物流動性差及坍落度損失大的現(xiàn)象,依然存在著水泥適應(yīng)性問題,。
6.結(jié)論
(1)應(yīng)首先根據(jù)混凝土及施工條件的要求,選擇合適的減水劑品種;
(2)坍落度較小的非泵送混凝土,或者對施工技術(shù)要求不高的混凝土,施工時應(yīng)優(yōu)先選取萘系高效減水劑;
中圖分類號: TV331 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
Study on effect of complexes of sodium nitrite and poly carboxylic acid water reducing agent on performances of concrete
LI Ping, YANG Zhao
Chengdu Construction Co., Ltd., MCC19, Chengdu 611730, China
Abstract: In this paper,, a green, environmentally friendly, high performance and other features known poly carboxylic acid water reducing agent with sodium nitrite, and to study its performance under low temperature effects on the concrete for the development of early strength poly carboxylic acid water reducing agent to explore. Test proved that using sodium nitrite and poly carboxylic acid water reducing agent compound used can effectively improve early strength of concrete at low temperature, and, at the same time, in a certain content, it had little influence on the construction performance of concrete. when the content of poly carboxylic acid water reducing agent is 1.8%, the suitable dosage of sodium nitrite is 0.5%.
Key word: poly carboxylic acid water reducing agent;early strength agent; sodium nitrite; complex formulation; concrete performance
1.引言
近年來,伴隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展,人民生活水平不斷提高。國家對交通、水利水電、住宅等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入不斷加強,全國各地掀起建筑熱朝,直接帶動了水泥混凝土及混凝土外加劑的發(fā)展,尤其以混凝土外加劑的發(fā)展尤為迅速。在許多工程中,為了加快工程進(jìn)度,縮短工期,就必須使用混凝土早強劑或者早強減水劑來加快水泥水化速度,提高混凝土早期強度,保證工程的順利竣工。比如在低溫及零下溫度條件下的混凝土施工,道路、橋梁及搶修、補強工程以及預(yù)制構(gòu)件及水泥制品的生產(chǎn)中都會大量的使用早強劑或早強減水劑。我國東北、華北、西北等常年冬季較長地區(qū)以及華東、華南在冬季氣溫降至-5℃以下的施工中常摻用早強劑和早強減水劑,以盡快達(dá)到臨界溫度防止凍壞[1]。在實際的工程應(yīng)用中,以復(fù)合型的早強減水劑居多。使用復(fù)合早強減水劑有兩個目的,第一:保證新拌混凝土在較低水膠比條件下良好的施工性能;第二:促進(jìn)水泥水化進(jìn)程,提高混凝土早期強度。
目前,國內(nèi)早強型復(fù)合減水劑的成熟技術(shù)還比較少,并且已有技術(shù)中大多數(shù)使用萘系、氨基磺酸鹽系等為代表的第二代減水劑,其早強效果較為明顯,但同時具有摻量較大,坍落度損失較快,混凝土外觀質(zhì)量差,環(huán)境不夠友好等缺點,給混凝土的施工及耐久性帶來了很多的隱患。如果將早強劑組分與高效減水劑組分復(fù)合使用,則增塑、減水、早強和后期增強效果都是相當(dāng)大的[2]。本文采用以綠色、環(huán)保、高性能等特征著稱的聚羧酸減水劑與無機早強劑亞硝酸鈉進(jìn)行復(fù)配,并研究其在低溫環(huán)境下對混凝土性能的影響,為開發(fā)早強型聚羧酸減水劑進(jìn)行探索。
2.原材料與試驗方法
2.1試驗材料
減水劑采用十九冶成都建設(shè)有限公司外加劑廠生產(chǎn)的液態(tài)聚羧酸減水劑CCL-02,含固量11%,摻量在1.8%時的減水率為28%;亞硝酸鈉采用眉山市金利化工有限公司生產(chǎn)的工業(yè)級亞硝酸鈉,純度>99%;水泥采用四川某廠生產(chǎn)的42.5R普通硅酸鹽水泥;砂子采用成都溫江所產(chǎn)中砂,細(xì)度模數(shù)2.7,含泥量2.6%;石子采用成都溫江產(chǎn)5-31.5mm連續(xù)級配碎石,其表觀密度為2790kg/m3,孔隙率為42%,含泥量0.3%;摻合料采用四川某電廠II級粉煤灰。
2.2試驗方法
早強劑亞硝酸鈉與聚羧酸減水劑的復(fù)配,我們按照設(shè)定的摻加比例將亞硝酸鈉和聚羧酸減水劑混合均勻,再加入混凝土中。亞硝酸鈉與聚羧酸減水劑復(fù)配方案及相容情況見表1;混凝土基準(zhǔn)配合比如表2所示;混凝土各個齡期的試塊全部置于低溫試驗箱中進(jìn)行養(yǎng)護,養(yǎng)護溫度設(shè)定為5℃。
表1 亞硝酸鈉與聚羧酸減水劑的復(fù)配方案及相容情況
方案編號 聚羧酸減水劑摻量(%) 亞硝酸鈉摻量(%) 亞硝酸鈉溶解
情況 靜置24h后溶解
情況
1 1.8 0 無 無
2 1.8 0.25 完全溶解 完全溶解
3 1.8 0.50 完全溶解 完全溶解
4 1.8 0.75 完全溶解 完全溶解
5 1.8 1.0 完全溶解 完全溶解
表2 混凝土配合比
水泥 粉煤灰 砂 石子 水
260 80 930 1050 175
3.試驗結(jié)果與討論
3.1亞硝酸鈉與聚羧酸減水劑的相容性研究
Abstract: in order to ensure the quality of concrete production conditions, to further improve the segment production efficiency, cost control. Study of polycarboxylate early strength agent on reducing effect, and mechanics of concrete work segment performance results show: water-cement ratio is 0.31, the slump in control of 70 ± 20mm, polycarboxylate superplasticizer early strength concrete segment 1%, the optimal comprehensive performance, meet the production requirements.
Keywords: early strength; concrete; superplasticizer; gas content
中圖分類號:TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
0 引言
隨著越來越多工程采用盾構(gòu)法施工,混凝土預(yù)制構(gòu)件及管片的需求量越來越大,加強了對混凝土技術(shù)的要求,外加劑早已是混凝土發(fā)展中必不可少的一組成部分[1]。聚羧酸減水劑是一種性能獨特、無污染的新型高效減水劑,其具有摻量低,減水率高,并可以有效改善混凝土施工性能、減少水灰比,賦予混凝土高強度、高質(zhì)量,對現(xiàn)實混凝土高性能化具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益[2]。
本文通過對摻聚羧酸早強減水劑的管片混凝土的應(yīng)用研究,考察影響管片混凝土質(zhì)量的因素,并將其應(yīng)用到管片混凝土生產(chǎn)中,可以提高管片生產(chǎn)效率,加快模具周轉(zhuǎn),并進(jìn)一步提高混凝土管片的質(zhì)量。
1 試驗
1.1 試驗器材
本試驗涉及到坍落度筒、表觀密度儀、BYS-100型標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室恒溫恒濕控制儀、SY-2型混凝土壓力泌水儀、微機控制電液伺服壓力機、JL微機控制電液伺服萬能試驗機、混凝土含氣量測定儀、TM-Ⅱ型混凝土彈性模量測定儀、SJD60型單臥軸強制式混凝土攪拌機等室內(nèi)試驗設(shè)備。
1.2 試驗原材料
水泥:采用英德海螺水泥P.O42.5。
粗料:細(xì)骨料采用中砂,細(xì)度模數(shù)為2.6;粗骨料采用碎石,粒徑5—25mm。
聚羧酸減水劑:聚羧酸早強減水劑,性能指標(biāo)如表1。
表1聚羧酸早強減水劑的性能指標(biāo)
1.3 試驗方法
混凝土拌合物性能參照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》。混凝土力學(xué)性能參照GB/T 50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》。
1.3.1 混凝土配合比
為了研究聚羧酸早強減水劑對管片混凝土性能的影響,本試驗主要是用不同劑量的聚羧酸早強減水劑和空白試驗進(jìn)行對比研究。確保W/C、砂粒等影響因素相同時,定量地反映出聚羧酸管片早強減水劑對混凝土性能的影響,本文對C50混凝土進(jìn)行不同劑量的聚羧酸早強減水劑對混凝土性能影響規(guī)律的研究,設(shè)計混凝土配合比,本試驗混凝土配合比如表2(其中KB為空白對對比試樣,c1、c2、c3分別表示摻量0.8%、1.0%、1.2%的聚羧酸早強減水劑)[3]。
表 2混凝土試件配合比
1.3.2 試件制備與試驗
根據(jù)各組試驗的配合比配制混凝土試件,按照規(guī)范要求攪拌,測定各組混凝土的坍落度、表觀密度等工作性,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護成型后測定各組混凝土的力學(xué)性能。
2 試驗結(jié)果與討論
2.1 混凝土的工作性能
2.1.1 坍落度
工程項目要求C50管片混凝土的預(yù)期坍落度為(70±20)mm,從表3可以看出:C1、C2兩組坍落度在預(yù)期目標(biāo)之內(nèi),滿足項目管片要求。摻不同量聚羧酸早強減水劑對混凝土坍落度影響各異,總體上坍落度隨摻量的增加呈增長的趨勢,在一定范圍的摻量內(nèi),聚羧酸早強減水劑對混凝土坍落度影響不顯著,超過一定范圍后,坍落度隨摻量顯著增加。
2.1.2 表觀密度
表觀密度與諸多因素相關(guān),從表3可以看出,各組混凝土的表觀密度相差甚微,且它們都在規(guī)范要求的范圍內(nèi)[4]。由于減水劑的摻入能夠減少混凝土的用水量,降低混凝土的黏度,增加流動性,所以相對于空白組混凝土,摻入減水劑之后,混凝土的表觀密度有所增加。
表 3混凝土工作性試驗結(jié)果
2.1.3 含氣量
從圖1可以看出,含氣量低的管片混凝土表觀氣孔少,且均為小直徑氣孔;而在含氣量高的混凝土表面,分布大量直徑在3mm以上的大氣孔。從表3和圖1可以看出:摻入減水劑的混凝土含氣量相對于空白試驗組都有所增加,混凝土含氣量隨減水劑摻量的增加呈增加趨勢。
圖1混凝土表觀氣孔分布
氣孔的存在影響了管片的外觀,增加外觀裝飾過程;又影響管片混凝土內(nèi)部架構(gòu),降低混凝土強度,嚴(yán)重的甚至?xí)档突炷恋目節(jié)B性能。但是,氣泡的存在又可以提高混凝土的工作性能,當(dāng)混凝土含氣量過低時,會損失流動性,造成施工困難,所以不能一味降低含氣量,應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)工藝的便易性[1]。
2.1.4 泌水
防止管片混凝土表面出現(xiàn)砂痕、水印等影響觀感的質(zhì)量問題。對混凝土進(jìn)行泌水率試驗,從圖2可以看出:相對于空白試驗,參加減水劑的泌水有所減少,很大程度上改善了混凝土的泌水情況,混凝土的泌水性隨減水劑的摻入量的增加呈增加減小再增加的趨勢。
圖2各組混凝土的泌水率
2.2 混凝土力學(xué)性能
2.2.1 混凝土 28d力學(xué)性能
按表2的配合比配制C50混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件,進(jìn)行力學(xué)性能試驗,試驗結(jié)果列于表4中。從表3和表4的試驗結(jié)果表明可以看出:聚羧酸早強減水劑引氣量較高,并且含有早強成分,在一定程度上影響了混凝土的力學(xué)性能,與空白組混凝土相比,抗壓強度、抗折強度、劈裂抗拉強度都稍有減小,且各個力學(xué)指標(biāo)隨摻入量的增加呈減少減小再減少的趨勢。
表428d混凝土力學(xué)性能
2.2.2不同齡期混凝土的抗壓強度變化規(guī)律
按表2的配合比配制C50混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件,進(jìn)行不同齡期的混凝土力學(xué)性能試驗,結(jié)果列于表5中。
表5 不同齡期各組混凝土的抗壓強度
圖3 不同齡期各組混凝土抗壓強度
從表5和圖3可以看出:各組混凝土1、3、7d的強度增長較為明顯,基本呈直線增長;各組混凝土28、60、90d的強度增長比較平緩。相對于空白組,摻入聚羧酸減水劑的各組混凝土早期強度有所提高,7d以前,強度增長速率較大,另外增長速率隨摻量增加呈先增加后減小的趨勢,7d以后增長速率隨摻量增加而呈減小趨勢,空白組增長速率最大;但是,各組混凝土28、60、90d強度相差不大,增長也不明顯。
3、結(jié)論
聚羧酸早強減水劑極大程度地改善了管片混凝土的物理性能,具有減水率高,含氣量低,早期強度增長較快,對后期強度有一定影響的特點。
管片混凝土的水灰比為0.31,減水劑摻量為1.0%,控制坍落度為(70±20)mm,可提高標(biāo)養(yǎng)狀態(tài)下混凝土1d抗壓強度45%,標(biāo)養(yǎng)28d抗壓強度提高14%,滿足該工程管片生產(chǎn)要求。
隨減水劑摻量的增加,管片混凝土的含氣量增加,會大幅度降低管片混凝土強度,并且影響管片外觀質(zhì)量。
通過一系列的試驗研究,混凝土摻入聚羧酸早強減水劑,具有良好的流動性,坍落度較大且保坍性好,大大改善了混凝土的泌水狀況,強度也有提高。
參考文獻(xiàn):
傅樂峰,等.聚羧酸減水劑在地鐵盾構(gòu)管片混凝土中的應(yīng)用[J].混凝土,2010(243):127-129.