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摘要:在现在的建筑施工中,使用越来越广泛的就是高强混凝土,想要使得高强混凝土达到应用的理想效果,就必须采取的正确的配制方法,这是其关键的技术之一。在配置时使用高标号水泥和掺加磨细矿渣,可以调配出28d抗压强度86MPa,坍落度220ram左右的大流态无硅灰高强混凝土。
关键词:高强混凝土;配制技术;磨细矿渣;超塑化剂(高效减水剂);配合比;硅灰
中图分类号:TU528.062 文献标识码:B 文章编号:1674-3954(2013)21-0047-02
1 引言
目前在高层建筑中,使用量最大的就是高强混凝土,因为其应用的广泛性,也逐渐在众多的领域如地下工程、大跨结构、防护工程、高架结构、港口海洋工程、桥梁工程等方面得到了使用。正是因为这种高强混凝土的使用的广泛性,对于其配置的比例也就有了更加严格的要求,这是在应用高强混凝土时非常重要的关键环节。
2 技术路线
目前国内外获得高强混凝土的技术路线是:采用高标号水泥,超细矿物掺合料,粒形好、强度高的石子和中粗砂,外加高效减水剂复合配制高强混凝土。
3 高强混凝土组成材料对混凝土性能的影响
3.1 水泥
水泥的分类有很多种,品种和标号的不同其效用也是不同的。对于混凝土的各龄期强度以及与外加剂匹配都会因为水泥的矿物组成以及其细度的不同受到明显的效果影响。特别是高性能的混凝土,由于其水灰比非常低,水泥所需要的水量和外加剂的相容性都會使得混凝土的流变性能受到影响。所以在对高强混凝土进行配置之前,对所使用的水泥进行严格的检验,在检验强度的同时还要考虑水泥与外加剂之间的适应性,对于不相匹配的组合要予以排除,这样才能保证获得的高强混凝土就有来良好的性能。
3.2 骨料
对于高强混凝土的抗压强度及弹性模量具有重要的并且可以说是决定性的制约因素就是粗骨料的性能,假使粗骨料的强度不够,那么在以后的过程中是没有办法进行加强的,其他的手段均起不到根本性的作用,所以在配置高强混凝土时使用的都是高强度的粗骨料。所以,对于混凝土影响重大的不是骨料的强度本身,而是骨料形状、大小等会对强度和拌和物的和易性产生影响。
细骨料砂与粗骨料石子比较而言,对于高强混凝土的影响效果小,但是并不是说明可以忽略不计。在配置高强混凝土时选用的都是洁净的颗粒并且接近圆形的中粗河砂,细度模数大约在2.6~3.2为宜。
3.3 掺合料
在对高强混凝土进行配置的时候,通常都会加入一些较大量的活性掺合料,主要目的是改善和易性,提高混凝土的耐久的性能,这已经成为配置高性能混凝土中不可或缺的一部分,同时考虑到经济以及环保的因素,掺合料的使用更加符合要求。
3.4 外加剂
想要保证配置的高性能混凝土的质量,最为关键的一部分就是选择与水泥有良好的相容性的外加剂。适应性好的判断标准为:新拌混凝土工作性能得到明显的改善;根据能够有效控制混凝土凝结需要时间;坍落度的损失小;混凝土密实性脚好,各龄期强度具有较大的提高;混凝土各耐久性指标也有明显较大提高。
高在配置高强混凝土中另外一个重要的组成部分就是高效减水剂,其作用主要就是调节混凝土的流动性的大小,因为减水剂的不同在使用时需要的掺量自然也不同,用量一般为胶凝材料的1~2%,一般选1%左右,在对高强混凝土配置的时候其掺量可以依据情况适当的加大。高效减水剂的掺量越大、所达到减水效果自然越好,但是一旦掺量超过一定值之后,效果也就不明显,经济方面进行考虑也是一种浪费,所以具体的掺量可以经过试配后决定。
4 原材料的选择及高强混凝土的配制
4.1 原材料的选择
4.1.1 水泥
本次选用的是郑州天瑞P.O.52.5普通硅酸盐水泥,此类水泥与本文研究选用的减水剂具有良好的相容性,水泥的参数具体情况详见表1。
4.1.2 磨细矿渣
磨细矿渣采用单掺法,试验所选用的矿粉比表面积4429m2/g,密度290g/cm3。
4.1.3 石子
在进行石子选择时,在质地方面一定要认真观察,要选择一些质地较为坚硬的,可以进行连续配级。并且颗粒的形态要好,针片状颗粒的含量在0.5%,同时含泥量要小于0.5%,泥块含量要小于0.2%。骨料的粒径约在5~20mm之间。
4.1.4 砂
采用细度模数为3.2的河砂,泥块含量0.6%,含泥量1.5%。
4.1.5 减水剂
选用的是BJ-2B型的聚羧酸高效减水剂。此减水剂与本文中选用的水泥具有良好的相容性,其主要是由羧酸类接枝聚合物,将其作为主体所形成的一种复合的添加剂,主要工程包括增强型高、大减水,并且高保坍,尤其是针对高流态、高强、耐久高的混凝土的配置中,应用较广泛。其减水率可以高达35%。
4.1.6 水
水采用的是饮用水。
4.2 高强混凝土的配制
4.2.1 水胶比
针对高性能混凝土进行配置时,其主要特点便是低水胶比。在配置的过程中,为了能够使配置出来的混凝土在耐久、渗透及强度等方面达到要求,那么对于其水胶比例的配置,就一定不可高于0.4,这是为了保证混凝土的密实性能。当水胶的比例相比较低时,处于0.4这一范围内,那么水胶比的微小的变化,便可对混凝土的强度造成很大的影响,使其发生一定的变化,所以在配置的过程中,对于水胶比的控制,成为了一个极为重要的环节。高强混凝土水胶比大小可参考表2进行选择。
4.2.2 砂率
当水泥浆量在一定的情况下,影响混凝土的和易性的主要是砂率。因为高强混凝土中其水泥浆的会体积相对来说较大,同时流动性也很大,一般都会取较高的砂率。根据《混凝土配合比设计规程》中的规定,从60mm坍落度开始,每增加20mm,砂率就会增加1%。GB5024-94《泵送混凝土》中也规定泵送混凝土砂率宜控制在40~50%,所以C60和C80高强混凝土的砂率通常选择在35~40%的范围之内。
4.2.3 高强混凝土配合比及强度
高强混凝土配合比如下:
400kg/m3的水泥,180kg/m3的磨细矿渣,700kg/m3的砂,1030kg/m3的石子,145kg/m3的水,12.76kg/m3的减水剂,0.25的水胶比,水泥:矿粉:砂:石的比例为=1:0.45:1.75:2.575。
减水剂掺量2.2%,可以得到坍落度为220mm左右的大流态混凝土。混凝土强度见表3。
5 结论
(1)在进行配置时,可使用标号较高的水泥,同时还可掺加一些磨细的矿渣,这样便可配置出28d抗压强度为86MPa的高强混凝土。
(2)在配置的过程中,我们可以发现因为高强混凝土中包括较多的组分,其性能对材料较为敏感,所以在对高强混凝土配合比进行设计的时候,要充分考虑矿物掺和料和高效减水剂对强度的影响。
(3)配制高强混凝土所选用的水泥要和外加剂有良好的相容性要,才能充分发挥高效减水剂的作用。
(4)在混凝土中掺入30%的磨细矿渣,等量代替水泥,便可以对混凝土的粘度有一定的降低效果,另外其还可有效提高混凝土的强度,而且减少了水泥出现水化热、降低了混凝土的收缩、能源消耗等,最为重要的是减少了混凝土成本。
参考文献
[1]吴寅,尚晓琳,赵德深,C80高性能泵送混凝土的配制技术[J]辽宁工程技术大学学报,2004(10):627~629
[2]李荔,原材料性能及配合比参数对高性能混凝土的影响[J],福建建材,2005:22~24
[3]马保国,何永佳,吕林女,高性能混凝土配合比设计叨,武汉理工大学学报,2002,24(7):14~17
[4]朱清江,高强高性能混凝土研制及应用[M],北京:中国建材工业出版社,1999,7:13~13
[5]马保国,王信刚,李相国,王凯,高性能混凝土配合比设计及其存在的问题[J],混凝土,2005,2:12~15
关键词:高强混凝土;配制技术;磨细矿渣;超塑化剂(高效减水剂);配合比;硅灰
中图分类号:TU528.062 文献标识码:B 文章编号:1674-3954(2013)21-0047-02
1 引言
目前在高层建筑中,使用量最大的就是高强混凝土,因为其应用的广泛性,也逐渐在众多的领域如地下工程、大跨结构、防护工程、高架结构、港口海洋工程、桥梁工程等方面得到了使用。正是因为这种高强混凝土的使用的广泛性,对于其配置的比例也就有了更加严格的要求,这是在应用高强混凝土时非常重要的关键环节。
2 技术路线
目前国内外获得高强混凝土的技术路线是:采用高标号水泥,超细矿物掺合料,粒形好、强度高的石子和中粗砂,外加高效减水剂复合配制高强混凝土。
3 高强混凝土组成材料对混凝土性能的影响
3.1 水泥
水泥的分类有很多种,品种和标号的不同其效用也是不同的。对于混凝土的各龄期强度以及与外加剂匹配都会因为水泥的矿物组成以及其细度的不同受到明显的效果影响。特别是高性能的混凝土,由于其水灰比非常低,水泥所需要的水量和外加剂的相容性都會使得混凝土的流变性能受到影响。所以在对高强混凝土进行配置之前,对所使用的水泥进行严格的检验,在检验强度的同时还要考虑水泥与外加剂之间的适应性,对于不相匹配的组合要予以排除,这样才能保证获得的高强混凝土就有来良好的性能。
3.2 骨料
对于高强混凝土的抗压强度及弹性模量具有重要的并且可以说是决定性的制约因素就是粗骨料的性能,假使粗骨料的强度不够,那么在以后的过程中是没有办法进行加强的,其他的手段均起不到根本性的作用,所以在配置高强混凝土时使用的都是高强度的粗骨料。所以,对于混凝土影响重大的不是骨料的强度本身,而是骨料形状、大小等会对强度和拌和物的和易性产生影响。
细骨料砂与粗骨料石子比较而言,对于高强混凝土的影响效果小,但是并不是说明可以忽略不计。在配置高强混凝土时选用的都是洁净的颗粒并且接近圆形的中粗河砂,细度模数大约在2.6~3.2为宜。
3.3 掺合料
在对高强混凝土进行配置的时候,通常都会加入一些较大量的活性掺合料,主要目的是改善和易性,提高混凝土的耐久的性能,这已经成为配置高性能混凝土中不可或缺的一部分,同时考虑到经济以及环保的因素,掺合料的使用更加符合要求。
3.4 外加剂
想要保证配置的高性能混凝土的质量,最为关键的一部分就是选择与水泥有良好的相容性的外加剂。适应性好的判断标准为:新拌混凝土工作性能得到明显的改善;根据能够有效控制混凝土凝结需要时间;坍落度的损失小;混凝土密实性脚好,各龄期强度具有较大的提高;混凝土各耐久性指标也有明显较大提高。
高在配置高强混凝土中另外一个重要的组成部分就是高效减水剂,其作用主要就是调节混凝土的流动性的大小,因为减水剂的不同在使用时需要的掺量自然也不同,用量一般为胶凝材料的1~2%,一般选1%左右,在对高强混凝土配置的时候其掺量可以依据情况适当的加大。高效减水剂的掺量越大、所达到减水效果自然越好,但是一旦掺量超过一定值之后,效果也就不明显,经济方面进行考虑也是一种浪费,所以具体的掺量可以经过试配后决定。
4 原材料的选择及高强混凝土的配制
4.1 原材料的选择
4.1.1 水泥
本次选用的是郑州天瑞P.O.52.5普通硅酸盐水泥,此类水泥与本文研究选用的减水剂具有良好的相容性,水泥的参数具体情况详见表1。
4.1.2 磨细矿渣
磨细矿渣采用单掺法,试验所选用的矿粉比表面积4429m2/g,密度290g/cm3。
4.1.3 石子
在进行石子选择时,在质地方面一定要认真观察,要选择一些质地较为坚硬的,可以进行连续配级。并且颗粒的形态要好,针片状颗粒的含量在0.5%,同时含泥量要小于0.5%,泥块含量要小于0.2%。骨料的粒径约在5~20mm之间。
4.1.4 砂
采用细度模数为3.2的河砂,泥块含量0.6%,含泥量1.5%。
4.1.5 减水剂
选用的是BJ-2B型的聚羧酸高效减水剂。此减水剂与本文中选用的水泥具有良好的相容性,其主要是由羧酸类接枝聚合物,将其作为主体所形成的一种复合的添加剂,主要工程包括增强型高、大减水,并且高保坍,尤其是针对高流态、高强、耐久高的混凝土的配置中,应用较广泛。其减水率可以高达35%。
4.1.6 水
水采用的是饮用水。
4.2 高强混凝土的配制
4.2.1 水胶比
针对高性能混凝土进行配置时,其主要特点便是低水胶比。在配置的过程中,为了能够使配置出来的混凝土在耐久、渗透及强度等方面达到要求,那么对于其水胶比例的配置,就一定不可高于0.4,这是为了保证混凝土的密实性能。当水胶的比例相比较低时,处于0.4这一范围内,那么水胶比的微小的变化,便可对混凝土的强度造成很大的影响,使其发生一定的变化,所以在配置的过程中,对于水胶比的控制,成为了一个极为重要的环节。高强混凝土水胶比大小可参考表2进行选择。
4.2.2 砂率
当水泥浆量在一定的情况下,影响混凝土的和易性的主要是砂率。因为高强混凝土中其水泥浆的会体积相对来说较大,同时流动性也很大,一般都会取较高的砂率。根据《混凝土配合比设计规程》中的规定,从60mm坍落度开始,每增加20mm,砂率就会增加1%。GB5024-94《泵送混凝土》中也规定泵送混凝土砂率宜控制在40~50%,所以C60和C80高强混凝土的砂率通常选择在35~40%的范围之内。
4.2.3 高强混凝土配合比及强度
高强混凝土配合比如下:
400kg/m3的水泥,180kg/m3的磨细矿渣,700kg/m3的砂,1030kg/m3的石子,145kg/m3的水,12.76kg/m3的减水剂,0.25的水胶比,水泥:矿粉:砂:石的比例为=1:0.45:1.75:2.575。
减水剂掺量2.2%,可以得到坍落度为220mm左右的大流态混凝土。混凝土强度见表3。
5 结论
(1)在进行配置时,可使用标号较高的水泥,同时还可掺加一些磨细的矿渣,这样便可配置出28d抗压强度为86MPa的高强混凝土。
(2)在配置的过程中,我们可以发现因为高强混凝土中包括较多的组分,其性能对材料较为敏感,所以在对高强混凝土配合比进行设计的时候,要充分考虑矿物掺和料和高效减水剂对强度的影响。
(3)配制高强混凝土所选用的水泥要和外加剂有良好的相容性要,才能充分发挥高效减水剂的作用。
(4)在混凝土中掺入30%的磨细矿渣,等量代替水泥,便可以对混凝土的粘度有一定的降低效果,另外其还可有效提高混凝土的强度,而且减少了水泥出现水化热、降低了混凝土的收缩、能源消耗等,最为重要的是减少了混凝土成本。
参考文献
[1]吴寅,尚晓琳,赵德深,C80高性能泵送混凝土的配制技术[J]辽宁工程技术大学学报,2004(10):627~629
[2]李荔,原材料性能及配合比参数对高性能混凝土的影响[J],福建建材,2005:22~24
[3]马保国,何永佳,吕林女,高性能混凝土配合比设计叨,武汉理工大学学报,2002,24(7):14~17
[4]朱清江,高强高性能混凝土研制及应用[M],北京:中国建材工业出版社,1999,7:13~13
[5]马保国,王信刚,李相国,王凯,高性能混凝土配合比设计及其存在的问题[J],混凝土,2005,2:12~15