利用陕西地区原材料研制C高强高性能混凝土.docVIP

利用陕西地区原材料研制C90高强高性能混凝土 [日期：2012-05-28] 来源：中国混凝土与水泥制品网? 作者： [字体：大?中?小] 1、引言 　　随着社会经济和生产力的高速发展，带来物质文明高度发达，混凝土已逐渐成为人类社会、经济、文化、生活的基础。混凝土是以水泥为主要胶凝材料的建筑材料，水泥生产历来是一种污染源，在其制造过程中，原生资源耗量大，废气、粉尘排放量大，水泥的生产对环境的恶化已造成不可低估的影响。如何解决建设发展对混凝土的需求和环境保护需限制水泥生产的这对矛盾，需要我们进行深入地思考。发展应用绿色混凝土将是解决这矛盾一个途径，而高强高性能混凝土又是绿色混凝土发展的主要方向。这是由于高强高性能混凝土能有效地减轻结构自重，这样就可大幅度减少水泥和混凝土用量，增加建筑使用面积和缩短施工工期，带来了明显的经济效益。高强高性能混凝土能大幅度地提高混凝土的耐久性，降低建筑物的维修费用和增长使用寿命。同时应用高强高性能混凝土还能使工程的材料用量及建筑成本将大量减少，生产、运输和施工能耗也将大量降低，减小对环境的破坏。 　　研究高强高性能混凝土技术途径就是要严格筛选控制原材料，尽量降低混凝土内部的缺陷（如大孔、弱界面、弱体相等结构缺陷）。混凝土是非匀质材料，硬化的混凝土由集料、水泥浆体和界面过渡区三个重要环节组成。这三个节环环相扣，任何一个环节出现问题，则必然影响混凝土的总体性能。 　　2、原材料 　　2.1水泥 　　水泥是混凝土中最主要的胶凝材料，选择优质的水泥对高强混凝土的配制非常重要。经过初期的筛选试验，优选的冀东P.O52.5R水泥来配制C90高强高性能混凝土，冀东P.O52.5R水泥28d抗压强度达到63.4MPa。 　　2.2集料 　　对集料总的要求是岩石强度尽量高、粒形和级配尽可能好，集料与水泥浆体最好能产生化学或物理啮合。本试验采用陕西泾阳石灰石碎石，粒径分别为0～5mm、5～20mm，该产地岩石抗压强度在120～140MPa之间。细集料选用西安灞河的中砂，细度模数2.6，为 区砂。 　　2.3减水剂 　　主要解决配制高强混凝土要求低水胶比、低用水量与工作性之间的矛盾。本试验中选择了SNF型萘系高效减水剂与XC型聚羧酸系高效减水剂，减水率均在25%以上，外加剂与水泥具有良好的适应性，水泥浆体均无出现离析、泌水或闪凝现象。 　　2.4膨胀剂 　　加入混凝土中可改善混凝土内部的应力状态，提高混凝土的抗裂能力；另一方面水化生成的钙矾石晶体能填充、堵塞混凝土的毛细孔，改善混凝土的孔结构。本试验选用HCSA型膨胀剂。 　　2.5矿物掺合料 　　利用矿物掺合料的形态、微集料、火山灰活性三项效应，使混凝土强度、密实度和工作性得到改进，增加粒子密集堆积，减低孔隙率，改善孔结构，对抵抗侵蚀和延缓性能退化等都有较大作用。试验中选用三种矿物掺合料：宝鸡二电厂级粉煤灰，S95型矿渣粉，埃肯硅灰。 　　高强高性能混凝土是一种多组分复合材料，各组分性能的叠加甚至超叠加效应表现得十分明显。因此，选用两种或两种以上矿物掺合料和外加剂同时掺入混凝土，可以进一步改进混凝土性能，还可能取得某种特殊性能。 　　3、实验内容 　　3.1配合比设计 　　在完成原材料筛选和性能检验基础上，从水胶比、水泥用量、减水剂选择掺量、掺合料复掺比例、硅灰掺量等方面考虑，进行了大量混凝土配制试验。配制混凝土时用水量根据混凝土拌合性能来确定，要达到泵送要求。表3.1选取部分代表性数据进行说明。 　　表3.1 C90高强高性能混凝土配合比 编号 水胶比 水 水泥 砂 石 粉煤灰 矿渣粉 硅灰 膨胀剂 聚羧酸/萘系* K-3 0.24 136.7 385 646 1149 110 55 / 23.1 7.15 K-4 0.25 143.3 385 646 1149 110 55 / 23.1 17.2* K-12 0.22 140 450 754 999 150 / / 27 8.15 K-14 0.23 145.3 450 754 999 60 90 / 27 8.15 K-15 0.23 146.7 450 754 999 / 150 / 27 8.15 K-21 0.22 140 450 701 1052 90 60 / 27 6.27 K-23-1 0.21 140 480 700 / 1050 90 60 30 8.58 K-23-2 0.19 127.5 480 700 / 1050 90 60 30 25.74 K-25 0.21 142 480 700 1050 90 60 12.9 30 8.58 K-28 0.21 152 480 700 1050 90 60 54.8 30 8.58 　　注：①“/”表示该掺量为零；表中将膨