摘要:針對普通混凝土耐久性差、壽命短等不足,結合實踐試驗,闡述了大摻量的粉煤灰製作高效能混凝土的試驗方法,並對其試驗效果進行了評析。指出了製作高效能混凝土的普遍可行性。
介紹了混凝土質量控制的8 h水泥標號快測技術,對該技術的檢驗步驟、控制原理、混凝土配比的計算進行了闡述,並列舉了具體工程例項,指出應用該方法能夠達到控制和提高混凝土質量的目的。
關鍵詞:高效能混凝土,粉煤灰,抗滲性,耐久性水泥標號,水灰比,混凝土質量,混凝土配合比
中圖分類號:tu528·31 tu528
1 概述
在全球市場競爭異常激烈的今天,產品質量的提高已成為增強企業市場競爭力度的重要手段。混凝土作為建築業中的重要組成部分,已有數百年歷史,而且今後也一直會是建築工程中用量最大的成分。但是,通過20世紀大規模使用混凝土的實踐證明,混凝土的耐久性問題直接決定著其壽命的長短,據統計普通混凝土的壽命僅為40年~50年,有些施工質量差的工程其混凝土的壽命則更短。
很多建築工程完成20年以上的混凝土都或多或少的發生質量問題,維修工作又造成二次投資的巨大浪費。由於劣質混凝土造成的經濟損失更是無法估計的。因此,研製高效能混凝土已成為時代的要求,社會生產發展的要求。
2 試驗方法
2.1 試驗材料
水泥使用邯鄲產太行牌p·o42.5,活性54.9 mpa。
粉煤灰使用朔州神頭電廠二級灰,需水量比101 %,篩餘13.2 %。石子為太原北郊5 mm~25 mm碎石。
砂為豆羅水洗砂,細度模數2.92,含泥2.8 %。
高效減水劑為北京千葉外加劑廠的「6y-5」高效減水劑,減水率25 %,含氣量4 %,為液體狀,密度為1.21,摻量3 %(佔膠結材料總量)。
2.2 試驗結果(見表1)
表1 試驗結果表
2.3 效果評價
通過對a52配比做抗滲壓力試驗,抗滲壓力1.2 mpa,滲水平均高度36 mm,完全滿足地下防水工程質量驗收標準。試驗結果表明,使用對水溫適應較好的高效幫浦送劑,在降低單方用水量後,
保持很好的操作性,水膠比小,可獲得較高的28 d強度。如水泥用量225 kg/m3,粉煤灰用量225 kg/m3,可配製c40p8級大體積基礎混凝土,如按粉煤灰混凝土應用技術規範中規定的驗收齡期驗收(地下工程宜為60 d或90 d),混凝土的強度還可在28 d強度的基礎上60 d增加15 %和90 d增加22 %。
3 討論分析
高效能混凝土是基於混凝土結構耐久性設計的概念而提出來的。2023年美國首先提出,我國是從2023年開始研究的。高效能混凝土具有高施工性、高體積穩定性、高抗滲性和高耐久性及足夠的力學強度。
早已使當今建築業界人士大為驚奇的是,在義大利兩千多年前建造的教堂,現在仍可使用。當時使用的材料,只不過是天然較細的火山灰及含泥量極少的中砂。根據對這類現象的研究,美國人也率先在高效能混凝土方面進行了大膽的嘗試,他們在太平洋的乙個小島上建造了一座設計壽命為一千年的教堂。
它的基礎混凝土的水泥單方用量僅為106 kg/m3(相當於現國產p·o42.5水泥),而且施工坍落度不低於150 mm,用水量只有100 kg/m3,磨細粉煤灰142 kg/m3,引氣劑0.116 kg/m3,減水劑0.
77 kg/m3,高效減水劑3.48 kg/m3,28 d強度14.8 mpa,90 d強度可達23.
1 mpa。這一事例表明,高強混凝土可能具有高耐久性,但高耐久性並不一定需要高強材料。現在人們對混凝土的要求不僅僅注重其強度,還有更長的壽命即較高的耐久性。
耐久性已不是特殊要求混凝土的指標,它已變為普通混凝土的指標。我國高強高效能混凝土專業委員會的專家們認為,高效能混凝土是以耐久性為基本要求,能夠滿足工業化預拌生產,機械化幫浦送施工的混凝土。按混凝土齡期發展三階段而具有這樣一些特點:
1)新拌混凝土有良好的流變特性———不泌水、不離析甚至能達到自流密實。2)硬化過程中水化熱低,體積穩定,無裂縫或少裂縫。3)硬化後結構緻密,抗滲性優良,滲透係數可比普通混凝土低1~2個數量級。
抗滲性將是評估耐久性的乙個主要綜合指標。日本高效能混凝土的規定是,水泥單方用量不少於290 kg,混凝土擴充套件度550 mm~750 mm,並一直致力於高效能不振搗混凝土的開發,提高混凝土耐久性的途徑主要有兩個方面:一是摻用礦物質超細粉。
對於普通強度的混凝土,以超細粉取代部分水泥後,可以減少泌水、離析與分層,改善其內部孔隙結構,提高抗滲性;另一方面是使用高效減水劑。這種減水劑不僅減水率高,還要求它具有對水泥粒子分散性好,從而減小坍落度。在配合比設計中,高強混凝土必須要使用優質的原材料,如水泥活性不宜低於58 mpa,有些配合比的設計還要使用矽粉,對利用8 h水泥標號快測技術控制現場混凝土質量
大批量現澆混凝土的現場質量控制已有多種方法可供選擇,但每種方法都有它的侷限性和不足之處,因此,具有實用價值的現場混凝土質量控制技術仍然是廣大建築施工技術人員關心的乙個課題,根據室內試驗分析以及現場實用經驗介紹一種新的混凝土質量控制技術,這種技術的基本原理是:首先利用一種新的水泥標號8 h快測技術測試出正在使用的水泥實際強度,然後根據這一強度正確選擇混凝土拌合物的水灰比(w/c),根據這個水灰比來簽發混凝土配合比,確定現澆混凝土是否合格。
1 水泥標號8h快速檢驗水泥標號8 h快測技術是一種比較適合工地特點的水泥標號快速檢驗新方法。稱取1 800 g通過0.9 mm方孔篩的水泥試樣,將稱好的水泥試樣倒入攪拌鍋內,啟動攪拌機,隨即徐徐加入500 ml的潔淨水,20 s~30 s加完,自開動攪拌機(180±5)s停車。
檢驗淨漿的稠度並記錄沉水量(s),相對來說,水泥淨漿的沉入量值越大,則該水泥混凝土的流動性要好些,s可作為評價水泥混凝土質量的乙個參考指標。將攪拌好的全部淨漿裝入水泥成型下料漏斗,啟動振動台,使淨漿裝入試模,振動(120±5)s停車,振動完畢取下試模,用刮刀刮平淨漿,將淨漿試模立即放入專用電蒸箱內啟動電蒸箱,電蒸箱在2 h內公升溫至(90±3)℃後保持6 h,然後停止加溫,從箱內取出淨漿試模降溫30 min。將降溫後的水泥試塊取下,測試澆築面膨脹值b,根據試驗,b不小於3 mm時,該水泥樣品不合格,應取樣專門檢驗其安定性。
按照gb 177-85水泥膠砂強度檢驗方法中規定的方法試壓並計算淨漿試體的抗折(fkz)、抗壓(fk)強度,如果試體膨脹,則按實際受壓面積計算強度。上述水泥淨漿的電蒸抗壓強度fk與水泥28 d標養抗壓強度f28的關係為:f28=afk+b(a,b值按30組以上試驗資料用回歸法
確定)。根據試驗a=0.80,b=15.
3(適用於山西南部)。上述水泥淨漿的電蒸抗折強度fkz與水泥標養28 d的抗折強度fz的關係為:fkz=fz。
這個試驗中所得來的資料fk是控制該水泥混凝土質量的重要資料。
在做這個試驗時,如果工地現場缺乏淨漿攪拌和成型裝置,可用人工攪拌成型的方法,但要保持專人操作。
2 根據水泥快測試驗資料計算混凝土配比
在上述試驗中已知所用的水泥的實際抗壓強度為:f28=afk+b,再根據jgj 55-81普通混凝土配合比設計技術規定所提供的粗細骨料的要求也非常高,這樣不僅提高工程造價,也增加了預拌和施工的難度。所以,大規模使用高強混凝土是不太可能和不太現實的。
但要達到高操作性的一般強度等級的混凝土卻容易做到。目前,我國的化工產品非常豐富,山西省很多混凝土外加劑廠已可生產減水率達25 %~30 %的幫浦送減水劑。這樣可使幫浦送混凝土的單方用水量可控制在145 kg/m3以下,從而極大地提高了混凝土的抗滲性,進而提高了其耐久性。
混凝土的早期裂縫是影響耐久性的重要隱患,其原因不過是溫差和乾縮。如果材料彈性模量小,溫差和乾縮應力會因較高的蠕變而得到緩解,可減少潛在裂縫,提高構築物的耐久性。使用質量較好的粉煤灰可以降低水膠比,提高後期強度,減小水化熱,抑制鹼骨料危害。
加大混凝土的流動性,可獲得很好的操作性。而且山西省粉煤灰資源豐富,大量利用有利於環保,使普通混凝土成為一種綠色混凝土產品。高效能混凝土首先應具有較高的耐久性,它的壽命可增加到100年以上,同時具有高操作性、高流態,使混凝土幾乎達到自密實免振搗的水平,進而極大地提高澆築質量。
隨著生產技術的發展,高效能混凝土必將成為21世紀建築業中發展的主流。
參考文獻:
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業出版社,1999.
高效能混凝土配比要求
1 本要求為試行，有異議請及時反饋到高效能混凝土諮詢組2 原材料符合招標檔案以及相應規範的要求 原材料效能以檢測報告為準 3 施工單位與高效能混凝土諮詢方共同進行配比設計，對於施工單位已經自行設計配比的，要把配合比報給諮詢方備案審核，按要求留置試塊，通過後方可使用。原則上每個配比做兩種外加劑，選用其...
對高效能混凝土的認識及混凝土開裂的問題
1 前言 高效能混凝土 以下簡稱hpc 是經過漫長時間的發展，總結傳統混凝土耐久性存在的問題後提出來的，已經在很多重要的工程中成功得到了應用，並因其耐久性而將在今後逐步代替普通混凝土在建築物中的使用。但是人們對高效能混凝土的涵義有很不相同的理解。儘管 高強不一定耐久 的觀點已得到共識，但仍有相當多數...
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中國混凝土網 2007 2 15 網路硬碟我要建站部落格常用搜尋 摘要 總結鐵路混凝土工程和國內外混凝土外加劑的發展,提出客運專線對高效能混凝土的技術要求,簡介外加劑對混凝土效能的影響及聚羧酸系外加劑的優良效能。關鍵詞 鐵路 客運專線 高效能混凝土 聚羧酸系減水劑中圖分類號 u214.1 8文獻標識...