鄭應(yīng)生，凌 金，周堂貴，魏洪鋼，葉明壟

ZHENG Yingsheng1，LING Jin2，ZHOU Tanggui1，WEI Honggang2，YE Minglong1

(1.杭州華力建材有限公司，浙江 杭州310008;2.浙江華威混凝土有限公司，浙江 杭州310008)

1 概 述

隨著城市建設(shè)的發(fā)展和施工技術(shù)的進步，超高層、大跨度現(xiàn)代建筑不斷涌現(xiàn)，從而對混凝土的強度和耐久性能提出了更高的要求，促進了混凝土技術(shù)向高強、流態(tài)、耐久性等高性能方向發(fā)展。同時，這既代表了混凝土技術(shù)的發(fā)展方向，也代表一個城市的工程建設(shè)水平。如今，高強高性能混凝土在杭州得到越來越多的應(yīng)用。為適應(yīng)建筑需求，混凝土科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，C60—C70 混凝土已經(jīng)成為通用混凝土，許多結(jié)構(gòu)開始使用C100 及更高強度等級的混凝土，因此研究開發(fā)C100 混凝土具有重要意義。

2 C100 等級高強高性能混凝土擬達到的主要技術(shù)指標(biāo)

2.1 混凝土拌合物工作性能指標(biāo)

混凝土坍落度、擴展度:230/550;混凝土排空時間＜20 s;

混凝土坍落度中邊差＜30 mm;混凝土保塑時間3 h。

2.2 混凝土強度要求

強度驗收評定應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土強度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(GB 50107—2010)》的規(guī)定。

2.3 混凝土耐久性指標(biāo)等級

參照《混凝土耐久性檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(JGJ/T 193—2009)》《普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 5082—2009)》并結(jié)合本工程結(jié)構(gòu)特點。

3 配制C100 高強高性能混凝土研究的主要關(guān)鍵因素

低水膠比所需的優(yōu)質(zhì)原材料如下:

水泥:選用P.Ⅱ52.5 海螺水泥;

外加劑:選擇高性能外加劑的標(biāo)準(zhǔn)以達到減水率高、分散性好，滿足混凝土和易性好且具有3 h 以上保塑功能;

礦渣粉:主要作用是改善混凝土的工作性，故選擇礦渣粉應(yīng)以堿性為好;

粉煤灰:選用SiO2和Al2O3含量高的粉煤灰，使其活性指數(shù)、顆粒填充效應(yīng)發(fā)揮更佳;

硅灰:選用硅灰顆粒細(xì)小、比表面積大、SiO2含量高，具有較高的火山灰活性者;

粗集料:選擇高強、致密、級配合理、粒型良好、粒徑小于20 mm、質(zhì)地均勻堅固的潔凈碎石。

4 C100 強度試配

多組分礦物摻合料合理組合匹配，以提升水泥石及其與集料的界面強度。多組分礦物摻合具有特殊的技術(shù)效應(yīng)，可用以下兩個方面反映復(fù)合組分對混凝土性能的貢獻。一是通過對混凝土單位用水量的影響來體現(xiàn)復(fù)合組分的作用。當(dāng)混凝土用水量確定時，除外加劑能降低單位用水量，合理匹配的復(fù)合礦物摻合料也具有較強的減水作用。它可以使混凝土單位用水量進一步減水，水膠比進一步降低。二是通過強度貢獻來反映復(fù)合摻合料的作用。以下試驗使用超細(xì)磨礦粉(礦粉的比表面積800 m2/kg)。

4.1 不同水膠比的混凝土拌合物性能與強度

不同水膠比的混凝土配合比見表1，不同水膠比的混凝土拌合物性能與強度見表2。

4.2 不同礦粉摻量的混凝土拌合物性能與強度

不同礦粉摻量的混凝土配合比見表3，不同礦粉摻量的混凝土拌合物性能與強度見表4。

表1 不同水膠比的混凝土配合比

表2 不同水膠比的混凝土拌合物性能與強度

表3 不同礦粉摻量的混凝土配合比

表4 不同礦粉摻量的混凝土拌合物性能與強度

根據(jù)上述影響和配制試驗結(jié)果看:

(1)采用水膠比0.22～0.23 所配制的28 d 抗壓強度均可達到所要求的配制強度，且水膠比在0.22以下坍落度時間容易過長。

(2)進行3、7、14、28、60 d 抗壓強度試驗，其強度發(fā)展規(guī)律為:混凝土在14 d 前強度增長迅速，14～28 d 增長緩慢。

5 C100 混凝土配合比

C100 混凝土配合比見表5。

6 C100 高強高性能混凝土試生產(chǎn)

6.1 拌合物性能

拌合物性能見表6。

表5 C100 混凝土配合比

表6 拌合物性能

6.2 混凝土力學(xué)性能

C100 混凝土運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，同時留置了3、7、28、60 d 邊長100 mm ×100 mm 立方體試件。28 d 分送法定檢測機構(gòu)進行抗壓強度檢測，自留試件進行不同齡期的試壓。根據(jù)檢測報告提供的28 d抗壓強度，數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析評定。C100 高強高性能混凝土結(jié)果見表7、表8。

表7 公司自留試件檢測強度評定(換算系數(shù)0.93，齡期28 d)

表8 法定檢測機構(gòu)強度評定(換算系數(shù)0.93，齡期28 d)

法定檢測機構(gòu)芯樣強度:一共取芯10 個，最低值為104. 3 MPa，最高值為116 MPa，平均值為110 MPa。

7 混凝土耐久性試驗

7.1 混凝土早期收縮試驗曲線

混凝土早期收縮試驗曲線見圖1。

圖1 混凝土早期收縮試驗曲線圖

本試驗對混凝土自初凝開始進行收縮變形測試——非接觸法測試收縮形變。本試驗方法的測試數(shù)據(jù)采用計算機自動采集處理。

7.2 抗?jié)B性能

為驗證C100 混凝土的抗?jié)B性能，按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法進行試驗抗?jié)B等級達到P20 時，滲水高度為5～10 mm。

7.3 混凝土抗氯離子滲透

采用電通量法，C100 混凝土實測電通量為68C。

7.4 混凝土碳化性能

C100 混凝土碳化實測值見表9。

表9 C100 混凝土碳化實測值

7.5 混凝土抗凍性能

抗凍性能試驗:采用快凍法，抗凍融試驗箱符合《混凝土抗凍試驗設(shè)備(JG/T243—2009)》規(guī)定，C100 混凝土不同循環(huán)次數(shù)的質(zhì)量損失率和相對動彈性模量實測值見表10。

表10 C100 混凝土質(zhì)量損失率和相對動彈性模量實測值

8 結(jié) 語

(1)C100 高強高性能混凝土的配制要注重膠凝材料的合理組成和匹配，使膠凝材料得以連續(xù)微級配，以提升膠凝體系的界面粘結(jié)能力，調(diào)動水泥、活性礦物摻合料和混凝土外加劑的協(xié)同作用。

(2)采用P. Ⅱ52.5 水泥可以配制C100 高強、高性能混凝土，所用粗集料必須選用粒形好、針片狀含量少、壓碎指標(biāo)小于5%、粒徑不大于20 mm 的潔凈碎石。

(3)不同養(yǎng)護條件對C100 高強高性能混凝土的養(yǎng)護影響顯著，試件最好采用水中養(yǎng)護。

(4)要重視C100 高強高性能混凝土的強度檢驗評定和耐久性能的評定是否符合設(shè)計規(guī)定和相關(guān)要求。