高强度混凝土的配置和应用

资源类型:pdf 资源大小:216.00KB 文档分类:工业技术 上传者:陈娟

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【作者】 陈创群 

【关键词】高强度混凝土 配合比设计 集料 外加剂 减水剂 硅灰 

【出版日期】2005-03-15

【摘要】随着高层建筑的发展,高强度混凝土的应用越来越被人们所重视。本文详细分析了高强度混凝土原材料选择的相关问题和原理,给出了一些高强度混凝土的常见配合比,给出了一些高强度混凝土配置和使用过程中的问题和建议。

【刊名】江西建材

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1.引言 近 年 来 ,随 着 高 层 建 筑 的 发 展 ,高 强 度 混 凝土 的 应 用 也 越 来 越 广泛 。高 强 度混 凝 土 是 指 强 度等 级 为 C 60以 上 的 混 凝 土 ,多 用 于 高 层 建 筑 底 层柱 ,一 般 体 积 较 大( 断 面 最 小 尺 寸 超 过 1m )。 高强 度 混 凝 土 是 一 种 新 型 的 高 技 术 混 凝 土 ,是 在 大幅 度 提 高 常 规 混 凝 土 性 能 的 基 础 上 ,采 用 现 代 混凝 土 技 术 ,选 用 优 质 原 材 料 ,在 妥 善 的 质 量 控 制下 制 成 的 ,除 了 对 水 泥 、集 料 和 水 的 质 量 进 行 有效 的 控 制 外 ,配 置 高 强 度 混 凝 土 还 必 须 采 用 低 水胶 比 和 掺 加 足 量 的 矿 物 细 掺 料 与 高 效 外 加 剂 ,以保 证 混 凝 土 的 耐 久 性 、工 作 性 、各 种 力 学 性 能 、实用 性 、体 积 稳 定 性 和 经济 合 理 性 。 提 高 混 凝 土 的 性 能 是 当 今 混 凝 土 技 术 发 展的 主 要 方 向 之 一 。 随 着 混 凝 土 结 构 物 的 大 型 化 、高 层 化 及 使 用 机 械 的 大 型 化 ,对 混 凝 土 的 性 能 也提 出 了 更 高 的 要 求 。 2.高强度混凝土的原材料 高 强 度 混 凝 土 所 用 的 原 材 料 包 括 水 泥 、砂 石集 料 、外 加 活 性 材 料 及高 效 减 水 剂 等 等 。 2.1 水泥 配 制 高 强 度 混 凝 土 在 选 择 水 泥 时 应 注 意 它与 可 能 选 用 的 高 效 减 水 剂 之 间 的 相 容 性 ,一 般 所选 用 的 水 泥 应 该 是 42.5级 以 上 的 且 质 量 稳 定 的硅 酸 盐 水 泥 或 普 通 硅 酸 盐 水 泥 ,最 好 采 用 纯 硅 酸盐 水 泥 。 硅 酸 盐 水 泥 的 强 度 因 矿 物 组 分 而 异 ,而且 其 矿 物 成 分 的 水 化 反 应 也 受 各 种 因 素 的 影 响 ,即 使 水 泥 品 种 相 同 ,早 期 养 护 温 度 不 同 ,强 度 的发 展 也 不 同 。 如 在 反 应 初 期 提 高 温 度 ,可 以 加 速水 化 反 应 ,但 由 于 水 泥 粒 子 表 面 被 析 出 的 硅 酸 钙水 化 物(C -S-H )包 裹 着 ,妨 碍 水 泥 粒 子 内 部 的进 一 步 水 化 ,后 期 强 度 受 到 影 响 。 高 细 度 水 泥 能获 得 早 期 强 度 ,但 后 期 强 度 很 少 增 加 ,且 水 化 热严 重 。所 以 单 纯 增 加 细 度 并 不合 适 。 混 凝 土 的 强 度 主 要 取 决 于 集 料 和 水 泥 浆 强度 ,以 及 集 料 与 水 泥 浆 体 之 间 的 界 面 过 渡 区 的 强度 。为 了获 得 高 强 度 ,应 尽 量 降 低其 孔 隙 率 。在 配制 高 强 度 混 凝 土 时 ,降 低 孔 隙 率 通 常 采 用 的 办 法有 :降 低 水 灰 比 ,提 高 水 泥 浆 的 稠 度 ,或 使 水 泥 水化 完 全 ,降 低 内 部 孔 隙 率 ,这 就 需 要 选 择 适 当 的外 加 剂 ,使 水 泥 粒 子 分 散 ,充 分 水 化 ,此 外 还 需要 在 适当 的 温 度 与 湿 度 下 养 护。 配 制 高 强 度 混 凝 土 的 水 泥 用 量 较 多 ,但 过 大的 水 泥 用 量 不 但 增 加 成 本 ,而 且 会 产 生 多 种 不 利后 果 。如 过 量 的 水 化 热 、收 缩 增大 、增 加 混 凝 土 的脆 性 等。因 此 最 合 理 的 方 法 是 外加 活 性 矿 料 替 代部分水泥。许多资料表明在配制高强度混 凝 土 时 , 但 那 将 损 害 混凝 土 的 工 作 度 。水 泥 用 量 最 好 控 制 在 550kg/m 以 内 , 这 时 可 通 3 2.3 外加剂过 掺 加 硅 灰 、 粉 媒 粉 等 矿 物 料 来 提 高 混 凝 土 强 利 用 矿 物 外 加 剂 与 高 效 减 水 剂 内 超 迭 效 应度 。 来 制 备 高 强 度 混 凝 土 是 它 与 传 统 高 强 度 混 凝 土 2.2 集料 的 基 本 区 别 , 在 矿 物 外 加 剂 取 代 部 分 水 泥 的 前 对 于 粗 集 料 ,在 水 灰 比 相 同 时 ,表 观 密 度 大 提 下 ,水 泥 与 高 效 减 水 剂 的 相 容 性 得 到 改 善 ,高的 粗 集 料 混 凝 土 强 度 高 , 吸 水 率 低 的 粗 集 料 混 效 减 水 剂 含 碱 所 造 成 的 副 作 用 可 能 转 化 为 有 利凝 土 强 度 高 。强 度 高 的 石 料 一 定有 其 优 越 性 ,但 的 碱 激 发 作 用 ,带 来 正 效 应 ,当 然 也 引 发 施 工 配它 并 不 是 最 关 键 的 因 素 。 粗 集 料 是 和 包 裹 它 的 料 过 程 复 杂 化 的 问 题 , 这 可 以 通 过 专 用 的 复 合水 泥 砂 浆 共 同 受 力 的 , 如 何 减 小 混 凝 土 孔 隙 率 外 加 剂 或 混 合 水 泥 来 解 决 。 如 果 外 加 剂 选 择 合使 它 达 到 更 加 密 实 的 状 态 才 是 决 定 混 凝 土 强 度 适 的 话 ,还 可 以 降 低 混 凝 土 内 孔 隙 率 ,提 高 混 凝的 最 关 键 因 素 。这 里 的 孔 隙 包 括集 料 之 间 的 ,集 土 密 实 度 ,增 加 混凝 土 强 度 。 常见 的 外 加 剂 有 硅料 与 水 泥 浆 之 间的 和 水 泥 浆 内 部 的 。 灰 、粉 媒 灰 和 磨 细矿 渣 等 。 对 于中 低 强 度 混 凝 土 ,适 当 加 大 粗 集 料 粒 径 硅 灰是 电 炉 生 产 工 业 或 硅 铁 合 金 的 副 产 品 。可 在 同 一 坍 落 度 情 况 下 减 少 水 的 用 量 , 因 而 对 硅 灰 的 回 收 利 用 不 仅 解 决 了 空 气 污 染 问 题 ,而混 凝 土 的 强 度 有利 。但 对 于 高 强度 混 凝 土 来 说 , 且 还 给 配 制 高 强 度 混 凝 土 带 来 了 有 效 的 途 径 。加 大 集 料 粒 径 并 不 能 增 加 混 凝 土 的 强 度 , 反 而 用 硅 灰 能 够 配 制 出 很 高 强 度 且 早 强 的 混 凝 土 ,可 能 影 响 混 凝 土 的 强 度 。 大 粒 径 的 集 料 内 部 存 但 必 须 与 减 水 剂 一 起 使 用 。 硅 灰 的 通 常 用 量 为在 着 更 多 的 薄 弱 环 节 , 其 薄 弱 环 节 是 按 层 理 分 水 泥 的 5%~10%。 但 对 于 C 80以 下 的 高 强 度 混布 的 ,这 样 就 形 成 一 个 较 大 较 长 的 薄 弱 面 ,如 果 凝 土 酌 情 降 低。 由 于 硅 灰 细度 很 高 ,所 以 按 一 定混 凝 土 的 某 一 部 分 有 多 个 有 相 近 方 向 的 薄 弱 面 比 例 等 量 替 代 水 泥 后 , 为 了 保 证 同 样 的 工 作 度的 话 就 形 成 了 一 个 影 响 混 凝 土 强 度 的 薄 弱 区 。 就 需 增 加 用 水 量 或 减 水 剂 用 量 。 但 当 拌 和 料 的然 而 集 料 粒 径 较 小 , 在 破 碎 的 过 程 中 这 样 的 薄 水 灰 比 很 低(0.3以 下 )时 ,情 况 正 好 相 反 ,这 是弱 环 处 往 往 分 开 , 这 就 使 小 粒 径 集 料 的 薄 弱 环 有 了 硅 灰 以 后 能 使 水 泥 均 匀 分 布 , 在 同 样 坍 落节 减 少 ,由 于 集 料 粒 径 小 ,形 成 的 薄 弱 面 较 小 , 度 的 情 况 下 ,可 以 减 少 减 水 剂 的 投 放 量 ,而 且 水在 混 凝 土 中 的 分 布 较 为 均 匀 , 很 难 在 混 凝 土 中 灰 比 越 低 减 少得 越 多 。 试 验表 明 ,掺 加 了 硅 灰 的形 成 影 响 强 度 的薄 弱 区 。另 外 ,粒 径较 小 的 集 料 混 凝 土 的 工 作 性 能 得 到 了 明 显 的 改 善 , 粘 聚 性有 较 大 的 表 面 积 , 故 能 增 加 其 与 水 泥 浆 的 粘 结 和 保 水 性 都 比较 好 。面 积 ,从 而 界 面 受力 比 较 均 匀 。由 于高 强 度 混 凝 粉 煤 灰 是 配 制 高 强 度 混 凝 土 常 用 的 另 外 一土 水 灰 比 较 小 , 采 用 连 续 级 配 能 使 混 凝 土 获 得 种 外 加 剂 ,当 粉 煤 灰 与 高 效 减 水 剂 复 合 使 用 时 ,更 好 的 工 作 性 能。当 其 他 条 件 相同 时 ,卵 石 配 制 也 会 产 生 超 迭 效 应 , 获 得 这 种 效 应 的 前 提 是 水的 高 强 度 混 凝 土 强 度 明 显 小 于 碎 石 , 因 此 不 宜 胶 比 低 ,当 高 效 减 水 剂 掺 量 大 ,混 凝 土 水 胶 比 低采 用 卵 石 配 制 很 高 强 度 的 混 凝 土 , 但 采 用 卵 石 的 条 件 下 , 粉 煤 灰 对 新 拌 混 凝 土 和 硬 化 混 凝 土时 ,混 凝 土 拌 和 料的 和 易 性 比 较 好 。 的 各 种 性 能 都 产 生 有 利 的 作 用 , 为 使 粉 煤 灰 对 在 高强 度 混 凝 土 中 ,细 集 料 应 选 用 洁 净 的 砂 早 期 强 度 不 受 影 响 ,可 加 少 量 的 硅 灰 或 沸 石 粉 ,子 , 最 好 是 圆 形 颗 粒 的 天 然 河 砂 , 细 度 模 数 为 磨 细 矿 渣 、页 岩 灰 等 ,另 外 ,粉 煤 灰 混 凝 土 硬 化2.7~3.1。根据资料和经验,在高强度混凝土中粗 期 间 温 度 越 高 ,则 强 度 发 展 越 快 ,这 也 为 大 量 的细 集 料 的 比 值 可 取 2.0,即 砂 率 为 0.33。 因 为 粗

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