C60高性能混凝土原材料的選擇

摘要:C6O混凝土廣泛用于高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、高速辦路橋梁的上部結(jié)構(gòu)、剪力堵等原材料選擇不合理可能引起混凝土不合格、體積不穗定、外觀等質(zhì)蚤缺陷，同時使生產(chǎn)成本增大文章論述C6O混凝土原材料的選 擇 ， 可為獲得性能優(yōu)良的C60C6O混凝土提供參考關(guān)鍵詞C6O混凝土;原材料;外加劑水泥

　　在我國 ，用強度等級42.SR的硅酸鹽水泥，可以配制出實際強度超過100R混凝土，因此配制C60混凝土不必強調(diào)水泥的強度等級。回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的42.SR的硅酸鹽水泥或普通水泥質(zhì)量穩(wěn)定，強度波動小，是配制C60混凝土優(yōu)先選取的原材料。

　　配 制C 6 O混凝土?xí)r可選52.SR的硅酸鹽水泥，但應(yīng)注意水泥強度等級高、水泥漿用量較少可能使水泥石強度及水泥石與集料膠結(jié)強度降低;同時水泥強度等級提高，混凝土坍落度的穩(wěn)定性也受到一定影響。C60混凝土的水灰比低，為確保其流動性，所用的水泥流變性能比強度更重要。水泥的具體用量應(yīng)根據(jù)水泥的品種、細度、混凝土坍落度的大小、集料的形狀級配等情況而確定。特別是加有高效減水劑、引氣劑等外加劑時影響更大。

　　一般摻優(yōu)質(zhì)高效減水劑的C60混凝土水泥用量不宜超過500kg/m3超過此值增加水泥用量對強度增長的作用已不顯著，水泥利用系數(shù)降低。

2細集料

2.1細集料的品種

　　砂 材 質(zhì) 的好壞，對C60混凝土拌和物和易性的影響比粗集料大。應(yīng)選取含泥量、云母、輕物質(zhì)、有機質(zhì)等含量少的1類或n類江砂、河砂。砂中石英顆粒含量多則堅固性較好。

2.2細集料的細度模數(shù)

　　砂 的 細 度模數(shù)宜控制在2.6以上。細度模數(shù)小于2.5時，拌制的混凝土拌和物顯得太粘稠，施工中難于振搗，且由于砂細，在滿足相同和易性要求時，會增大水泥用量。這樣不僅增加了成本，而且影響混凝土的技術(shù)性能，如混凝土的耐久性、收縮裂縫等。砂也不宜太粗，細度模數(shù)大于3.3時，容易引起新拌混凝土在運輸澆筑過程中離析及保水性差，從而影響混凝土的內(nèi)在質(zhì)量與外觀質(zhì)量。

2. 3砂率的選擇

　　一 般 認 為 ， 在滿足混凝土所要求的性能范圍內(nèi)，砂率要盡量低，因為在水泥漿量一定的情況下，砂率在混凝土中主要影響拌和物的和易性。砂率越低，拌和物的流動性愈大。C60混凝土由于用水量較低，砂漿量要由增加砂率來補充，砂率宜適量增大，才能滿足混凝土拌和物的和易性。但砂率過大，為使C60混凝土拌和物滿足設(shè)計的和易性，勢必使水量增加。增加水量會使混凝土強度降低。因此砂率不宜過大。同時砂率的變化應(yīng)根據(jù)水泥用量、水灰比、單位用水量、含氣量以及粗集料的粒徑、粒形等的不同而變化。另外應(yīng)考慮砂率變化對C60混凝土抗拉強度、彈性模量、體積穩(wěn)定性的影響。根據(jù)經(jīng)驗，綜合各方面因素，C60混凝土砂率取33%一38%為宜。

3粗集料

　　粗 集 料 的強度、顆粒形狀、表面特征、級配、雜質(zhì)的含量、吸水率對c60混凝土的強度有重要的影響。

3.1粗集料的強度

　　通常 C 6 0混凝土對粗集料的強度選取十分重要，高強度的集料才能配制出高強度的混凝土。粗集料的性能對高強混凝土的抗壓強度及彈性模量起決定性的制約作用。如果粗集料的強度不足，其它提高混凝土強度的手段都將起不到任何作用。配制C60混凝土，除選擇合格的火成巖、變質(zhì)巖外，選用來源廣、硬度低、易劈裂、便于開采加工的石灰?guī)r碎石配制C60混凝土將是一種理想的粗集料。

3.2粗集料的吸水率

　　粗集 料的吸水性直接影響C60混凝土和易性，因為集料在拌和過程中，可以直接吸收部分拌和用水，降低水灰比，從而使拌和物的坍落度減小。石灰石具有較大的孔隙率及吸水率，這種具有吸收水泥漿的孔隙，使水泥漿臨近碎石表面形成了水灰比梯度，大大改善水泥與碎石的粘結(jié)。

3.3最大粒徑

　　對于 C 60 混凝土，當(dāng)粗集料的最大粒徑超過31.smm后，由于減少用水量獲得的強度提高，被較少的粘結(jié)面積及大粒徑集料造成的不均勻性的不利影響所抵消，因而并沒好處。在實踐中也證實當(dāng)水泥用量、砂率、水膠比一定時，混凝土的強度存在粗集料最大粒徑效應(yīng)。應(yīng)根據(jù)料源情況而定，C60最大粒徑不宜超過31.5mm。

3.4級配

　　研 究 表 明，粗集料的級配對C60混凝土性能的影響是非常顯著的。級配良好的集料具有較大的堆積密度，同時也具有較小的空隙率，在混凝土中能形成堅強的骨架。換言之，在其他條件相同時，堆積密度最大，即空隙率最小的集料，是理想的。筆者以不同粗石子(16mm一31.smm)、細石子(smm一i6mm)拌和，以找出某種符合條件的比率。發(fā)現(xiàn)石子的堆積密度并不是隨粗石子含量的增加而逐漸增大，也不是隨之增加而簡單降低;而是存在一個合適的粗、細石子比率，在這個恰當(dāng)比例時，石子存在最大的堆積密度。同時，不同級配(均在國家標準的級配范圍內(nèi))配制的C60混凝土強度化幅度接近10%;若提高級配中較粗成分的含量，強度也提高約8%。

4摻和料

　　由于 大 多 數(shù) 混 凝土的摻和料采用粉煤灰，文章以粉煤灰作為摻和料進行論述。粉煤灰對C60混凝土的作用，主要是因為粉煤灰對混凝土產(chǎn)生了一系列的形態(tài)效應(yīng)、微集料效應(yīng)、活性效應(yīng)、減熱效應(yīng)等。為使粉煤灰達到較好的技術(shù)效益，選用粉煤灰時注意其“SO3含水率、燒失量、細度與需水量比”五大性能指標。顆粒越細，比表面積越大，需水量比越小，粉煤灰的品位越高;燒失量大，需水量比越大，粉煤灰品位就差。選用時，應(yīng)盡可能選用細度大需水量比小的1、n級灰。

5外加劑

　　為滿 足 混 凝土的性能及施工要求，外加劑的選擇尤為重要。選用外加劑應(yīng)著重從以下幾個方面考慮:對水泥漿的分散效果強，能延緩混凝土的初凝時間，能提高混凝土的早期強度、增加后期強度，混凝土的坍落度損失小，與水泥的相容性，外加劑的穩(wěn)定性等。通常選用高效減水劑、緩凝型高效減水劑、早強型高效減水劑。

　　必 須考 慮 高效減水劑與所選水泥的相容性。高效減水劑使混凝土具有高流動性的作用機理:高效減水劑為長鏈分子，將自身纏繞在水泥顆粒上，并使其帶上較高的負電荷，水泥顆粒相互排斥，其結(jié)果是水泥團粒良好的分散，而拌合物達到較高的工作性。但高效減水劑與水泥中的C，A相互作用，C3A是水泥最早水化的組分，其反應(yīng)受水泥中加入的石膏(或其它硫酸鹽，以5認計)的形態(tài)及數(shù)量限制。若水泥中能反應(yīng)的可溶解硫酸鹽太少，則會以高效減水劑被C3A束縛的形式進行，高效減水劑就無法改善拌合物的工作性。若硫酸根離子釋放速度太慢，就稱高效減水劑與所選水泥不相容。

　　高效 減 水 劑同時具有增加混凝土強度和流動性的作用。但摻高效減水劑的混凝土的坍落度損失一般較快，施工時最好采用后摻法，這樣可提高其減水增強效果。在溫度低于10℃時，高效減少劑雖能增加流動性，但增加強度的作用大大降低。所以高效減少劑宜在春秋季使用。

　　緩 凝 型 高效減水劑有利于彌補因摻高效減水劑混凝土拌和物坍落度損失大、控制早期水化、進一步減水及提高后期強度的作用。通常，摻量大時凝結(jié)時間相應(yīng)增長，但摻量過多會降低早期強度，應(yīng)根據(jù)施工季節(jié)來調(diào)整摻量，宜在夏季或結(jié)構(gòu)復(fù)雜配筋密集的構(gòu)件中使用。廣東氣溫較高，多使用這類外加劑。

　　早 強 型 高效減水劑一般不使用，除非在冬季或?qū)υ缙趶姸扔刑厥庖?。因早強型高效減水劑能加快早期強度發(fā)展，但一般會降低后期強度，在試配時要認真做好驗證工作。

　　在 選 用 某種新型緩凝型高效減水劑時，通常應(yīng)測定該外加劑對水泥凈漿的分散效果(水泥凈漿的流動度)，以初步獲得該外加劑對所選用水泥的減水效果。然后按不同的摻入方法進行正交實驗，以獲得該外加劑對水泥的適應(yīng)性、減水增強效果、坍落度的穩(wěn)定性等結(jié)論。

　　這樣使用起來才有可靠的把握，真正取得較好的效果。

6結(jié)語

　　在 水 泥 、粗、細集料性能良好且穩(wěn)定的情況下，摻和料的性能及摻量、緩凝型高效緩凝減水劑的性能及摻量是對C60混凝土性能起關(guān)鍵作用的因素，同時也是決定C6O混凝土性能是否良好、是否經(jīng)濟的決定因素。令今考文獻

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　　[2] 馮浩等一棍凝土外加劑工程應(yīng)用手冊北 京:中國建筑工業(yè)出版社.199