胡凱斌

（江蘇省建筑材料研究設(shè)計院有限公司，江蘇 南京 210009）

1 項目背景

華潤盤錦熱電廠(2×350 MW)超臨界燃煤發(fā)電機組工程位于遼寧省盤錦市區(qū)的東南部，屬于高寒地區(qū)的建筑施工項目。盤錦市屬暖溫帶大陸性半濕潤的季風(fēng)區(qū)，冬季氣溫波動幅度較大，這種氣候條件給混凝土的澆筑和養(yǎng)護帶來極大的困難，這就需要試驗室對混凝土施工方案和混凝土配合比進行多方試驗和優(yōu)化。

2 配合比設(shè)計

2.1 設(shè)計思路

在我國高寒地區(qū)，混凝土的抗凍耐久性，主要是指混凝土抵御凍融破壞的能力。它是控制混凝土質(zhì)量的主要性能。為保證高寒地區(qū)的混凝土在工程施工的質(zhì)量，在進行配合比設(shè)計時要充分考慮高抗凍性，配制出抗凍性能滿足耐久性要求的混凝土，首先對原材料進行優(yōu)選。

針對盤錦熱電廠工程中混凝土耐久性的要求，配合比設(shè)計在混凝土中添加硅粉這一高效活性摻合料。一方面既是工業(yè)廢料的再利用，另一方面在配制混凝土?xí)r摻入硅粉后，采用低水膠比，摻加足夠數(shù)量的礦物細摻料和高效外加劑，提高混凝土的耐久性能，抗凍性能的同時又可獲得比普通混凝土更為優(yōu)良的性能。硅粉混凝土與普通混凝土的性能有較大不同，所以配合比的確定方法也有一定差異。

2.2 試驗原材料

（1）水泥：P·O 42.5水泥，其中3 d的抗壓強度28.8 MPa，抗折強度6.5 MPa，28 d的抗壓強度54.6 MPa，抗折強度8.8 MPa，滿足GB175—2007《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》標準。

（2）粗骨料：采用二級連續(xù)級配5～31.5 mm碎石，含泥量0.10%。

（3）細骨料：采用Ⅱ區(qū)中砂，含泥量1.3%，Ⅱ區(qū)中砂。

（4）摻合料：選用Ⅰ級粉煤灰以及超細硅粉。其級別為S95級，SO3的質(zhì)量分數(shù)小于1%，符合國家標準。

（5）外加劑：選用防凍型早強高效減水劑，減水率應(yīng)＞15%為宜。砂率調(diào)整為適合泵送的40%，混凝土坍落度保持在140～160 mm，摻入8%～10%的超細硅粉，10%～12%粉煤灰,而且對所用粉煤灰的質(zhì)量要求較高，必須達到Ⅰ級標準。

（6）引氣劑：建議摻量0.01%～0.03%。

按照C30混凝土進行試配。配合比見表1。

表1 不同硅粉摻量混凝土配合比

2.3 試驗結(jié)果分析

按照GB/T50082—2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》，采用慢凍法進行混凝土抗凍試驗檢測，試塊在D150次凍融循環(huán)后，混凝土的質(zhì)量損失不大于5%，強度損失不大于25%，試件破壞時發(fā)現(xiàn)，由于混凝土強度和密實性較好，雖然經(jīng)過150次的凍融循環(huán)，但混凝土內(nèi)部滲透的水份比較少，所以經(jīng)過反復(fù)凍融后，對混凝土受凍害程度比較小。同時發(fā)現(xiàn)抗壓強度高的混凝土經(jīng)凍融循環(huán)后強度損失較小，質(zhì)量損失幾乎為零，說明混凝土結(jié)構(gòu)中的含水率低于臨界值，可結(jié)冰的水比較少，這樣發(fā)生冰凍的可能性減少。相對摻粉煤灰、硅粉的混凝土，起到了多級級配的效果，混凝土的密實度提高。這將提升混凝土的抵抗凍融的能力。同時還可明顯提高新拌混凝土的耐久性，減少離析和泌水提高工作效率。

不同硅粉摻量混凝土的抗壓強度如表2所示，由表2可知，混凝土抗壓強度隨著硅粉摻量的增加有明顯提高。通過不同硅粉摻量進行試配，得到最佳摻量和砼強度增長的關(guān)系。

表2 不同硅粉摻量混凝土抗壓強度對比

2.4 混凝土配合比優(yōu)化后在工程中的應(yīng)用

（1）新拌混凝土的和易性獲得了顯著改善，摻入硅粉后，混凝土沒有離析和泌水現(xiàn)象，更加有利于混凝土的澆筑，尤其適用于泵送混凝土的澆筑。

（2）摻加硅粉的混凝土再與適當(dāng)防凍外加劑雙摻后能夠大幅度地提高混凝土抗凍性能，適用于高寒地區(qū)混凝土的施工。

（3）針對工程中混凝土抗?jié)B耐久性的要求，根據(jù)不同混凝土抗?jié)B等級，試驗室通過不同砂率的試配得到，抗?jié)B混凝土在配合比設(shè)計上要考慮選用41%以上的砂率，這樣可以提高混凝土中黃砂比例，降低混凝土孔隙率，提高混凝土的抗?jié)B性能。

（4）硅粉混凝土空隙小，其抗?jié)B性、抗凍性等耐久性比普通混凝土均有很大提高。硅粉摻量8%～10%時，抗?jié)B性提高200%，抗凍性提高150%。

3 結(jié)論

（1）當(dāng)硅粉摻量為10%時，混凝土28 d強度的增長最高。

（2）摻加硅粉拌和后提高了混凝土的和易性和可泵性，減少了現(xiàn)場混凝土澆筑施工中存在的泵送不順暢、堵管的情況，降低了施工成本。

（3）混凝土中摻加硅粉的應(yīng)用是工業(yè)廢料的一種再利用，可以更好的改善混凝土的和易性，大幅度的提高混凝土抗凍性能。

（4）提高了混凝土強度、抗凍性和抗?jié)B性能，保證了現(xiàn)場混凝土實體質(zhì)量，同時混凝土外觀色澤一致。

（5）硅粉混凝土作為一種新型的高性能混凝土，適用于高寒地區(qū)混凝土工程的需要。其特性得到逐步顯現(xiàn)，應(yīng)用前景十分廣闊。