摘要:隨著高強高性能混凝土更多地應(yīng)用于實際工程中,高性能混凝土的研制工作也越來越受重視。文章首先提出了C80高性能混凝土的研制思路,分析了材料配比和實驗結(jié)果,最終得出了結(jié)論。

關(guān)鍵詞:高性能混凝土;抗壓強度;抗折強度

中圖分類號:TV528 文獻標識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)24-0144-02

近幾年由于建筑技術(shù)的快速發(fā)展,高強高性能混凝土已日益為人們所認識,國外和國內(nèi)一些先進地區(qū)已將C80甚至C100的高強高性能混凝土應(yīng)用于實際工程中,為適應(yīng)新形勢的需要,提高我區(qū)建筑技術(shù)水平,從2002年9月開始,由本人牽頭對該項目成立科研小組,開展研制工作。

一、研制思路

首先是采用水泥膠砂摻高效減水劑和摻合料的性能試驗,選擇不同配比在相同擴展度的條件下獲得水泥石最佳強度的水泥、外加劑和摻合料的最佳組合,以獲取水泥石的高強;然后優(yōu)選骨料,合理級配,以獲取骨料的高強;通過混凝土試配來確定水泥石與骨料的最佳組合,最終獲取混凝土的高強高性能。

二、材料配比

選擇多種水泥、高效減水劑和摻合料按不同的比例摻量進行水泥膠砂性能試驗,在保證同一擴展度的前提下,優(yōu)選出強度最高的比例組合,水泥膠砂摻高效減水劑和摻合料的性能試驗見表1:

A:高效減水劑;B:一級粉煤灰;C:硅粉

從試驗中可以看出,外加劑和摻合料的雙摻,對改善混凝土的流化效應(yīng)、強度效應(yīng)均有提高,當水泥與摻合料的比接近7∶3時,效果較好。

三、結(jié)果分析

編號02和編號03的試驗進行比較,水泥膠砂中摻入10%的一級粉煤灰比沒摻的減水,這是因為粉煤灰主要是由鋁硅酸鹽類玻璃球珠形礦物質(zhì)組成,能減小水泥膠砂的內(nèi)摩擦阻力,對水的吸附力小,有利于水泥膠砂流動性的提高,在相同擴展度下對水泥膠砂有“減水”作用;另外在高效減水劑作用下粉煤灰的火山灰活性成分生成物填充水泥膠砂孔隙,可降低水泥膠砂內(nèi)部的孔隙率,提高水泥膠砂密實度;編號02和編號04的試驗進行比較,水泥膠砂中摻入10%的硅灰也比沒摻硅灰的減水,這是因為當W/b小于或等于0.32時,硅灰顆粒能填充水泥間的空隙,使水泥顆粒均勻地分散,并置換出水泥空隙中的自由水。而試驗所用的硅灰主要是由平均直徑為0.55um的球狀體組成,主要成分SiO2占96.35%,比表面積18.7m2/g,它吸附在水泥顆粒表面,能起滾珠潤滑作用,這些物理特性同樣能減小水泥膠砂的內(nèi)摩擦阻力,有利于水泥膠砂流動性的提高。從表中還可以看出,摻硅粉比摻粉煤灰能獲得更高的水泥膠砂強度,這是因為硅粉中SiO2含量比一級粉煤灰多,硅粉中SiO2是一種高活性的火山灰質(zhì)材料,在水泥膠砂中可以極大地改善水泥膠砂的微結(jié)構(gòu),使水泥膠砂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更致密堅實,試驗證明要成功配制C80高性能混凝土,要根據(jù)地方材料的材質(zhì)情況,在混凝土中合理摻加硅粉、粉煤灰。因此我們確定水泥+4%高效減水劑+10%一級粉煤灰+20%硅灰的組合為配制C80高性能混凝土的最佳組合。

四、改進實驗條件

1.拓寬選材范圍,水泥選擇從原來的三種增加到六種;粗骨料由原來單一的武鳴石灰?guī)r碎石增加了欽州、南寧九塘等地的花崗巖碎石,粒徑級配也進行了調(diào)整;細骨料改為石英含量較多且細度模數(shù)較大的欽州黃砂和南寧九塘黃砂;分別選擇了萘系類和密胺類共4種品牌的高效減水劑、Ⅰ級粉煤灰和硅灰通過比對試驗,重新進行選擇。

2.更新了不滿足現(xiàn)行標準會影響試驗誤差的混凝土試模和部分試驗儀器設(shè)備,為保證試配混凝土的標準環(huán)境,在混凝土試拌室添置了空調(diào)設(shè)備。

3.組織小組成員認真學習國家新標準《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T50081-2002和《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》GB/T50080-2002,保證混凝土試配工作都能嚴格按照標準要求進行。

五、二次實驗

選用廣西地區(qū)六個品牌的普通硅酸鹽42.5水泥進行試驗比對,檢驗結(jié)果見表2:

以上六種水泥,通過混凝土試配比對發(fā)現(xiàn),要達到同一坍落度值,不同水泥相同配合比,采用魚峰42.5水泥少用水約10kg/m3左右,而且與高效減水劑、摻合料的適應(yīng)性較好,配制的混凝土強度相對較高,適宜用于C80高性能混凝土。

六、結(jié)論

1.在高強混凝土中,混凝土強度不能完全取決于水泥石的強度,水泥石的強度、骨料的強度以及水泥石與骨料之間的界面過渡區(qū)的強度它們?nèi)叨际怯绊懜邚娀炷恋墓餐蛩?其中水泥石與骨料之間的界面過渡區(qū)的強度最弱,對高強混凝土的影響起關(guān)鍵作用。

2.控制水膠比在0.32以下,對各種材料合理配比,運用高效減水劑和超細礦物粉摻合料技術(shù),可以改善水泥石與骨料之間的界面過渡區(qū)孔隙和提高水泥石與骨料之間的黏結(jié)強度,改善水泥石和骨料共同作用的能力,從而達到成功配制C80高強高性能混凝土的目的。

3.密胺類高效減水劑對摻量很敏感,摻量不夠,外加劑沒有明顯減水作用,摻量稍微過量就會造成大流動度混凝土拌合物泌水和離析,拌合物出現(xiàn)扒底。而萘系減水劑就容易掌握,即使摻量稍微過量,混凝土拌合物和易性還是很好,水泥漿體還能很好地包裹骨料,拌合物不容易出現(xiàn)離析。因此我們確定主要用以萘磺酸鹽甲醛縮合物為代表的萘系高效減水劑來配制C80高性能混凝土。

4.粗骨料的石材強度、最大粒徑、顆粒級配以及針片狀含量都是配制高強高性能混凝土的主要影響因素。混凝土破壞是從混凝土內(nèi)部產(chǎn)生裂縫并擴展,使裂縫連通而導致混凝土破壞,石材強度高、顆粒級配好表面幾何尺寸均勻、針片狀含量少的粗骨料可以提高混凝土抵御破壞的能力。我們在配制C80高性能混凝土時選擇了多種類型不同規(guī)格的巖石作骨料進行比對試驗,從中優(yōu)選出最佳骨料。

5.在高強高性能混凝土中,高水泥用量、粉煤灰和硅粉的摻入,混凝土中膠凝料總量已經(jīng)很大,作為填充粗骨料孔隙的砂子應(yīng)選擇較粗的,如果砂子太細,砂總比表面積就大,會增加用于濕潤骨料表面的用水量,還會增大水泥膠砂干縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力,易使水泥石與粗骨料界面產(chǎn)生干縮裂縫。認為配制C80高性能混凝土宜用細度模量≥2.8表面干凈、質(zhì)地堅硬的中砂或中粗砂。

C80高性能混凝土的配制研究,歷時三年多時間,經(jīng)過大家共同努力,終于獲得了成功,研究結(jié)果符號國家各項標準。

參考文獻

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[3]李朝甫,徐迎.C80高性能混凝土工作特性及其在地下工程中的應(yīng)用[J].

作者簡介:余華明(1964- ),男,廣西建工集團第一建筑工程有限公司工程師。