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(shí)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(guó) ，用強(qiáng)度等級(jí)42.SR的硅酸鹽水泥，可以配制出實(shí)際強(qiáng)度超過(guò)100R混凝土，因此配制C60混凝土不必強(qiáng)調(diào)水泥的強(qiáng)度等級(jí)?；剞D(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(qiáng)度波動(dòng)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(qiáng)度等級(jí)高、水泥漿用量較少可能使水泥石強(qiáng)度及水泥石與集料膠結(jié)強(qiáng)度降低;同時(shí)水泥強(qiáng)度等級(jí)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(dòng)性，所用的水泥流變性能比強(qiáng)度更重要。水泥的具體用量應(yīng)根據(jù)水泥的品種、細(xì)度、混凝土坍落度的大小、集料的形狀級(jí)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(shí)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(guò)500kg/m3超過(guò)此值增加水泥用量對(duì)強(qiáng)度增長(zhǎng)的作用已不顯著，水泥利用系數(shù)降低。

2細(xì)集料

2.1細(xì)集料的品種

　　砂 材 質(zhì) 的好壞，對(duì)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(jī)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(jiān)固性較好。

2.2細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)

　　砂 的 細(xì) 度模數(shù)宜控制在2.6以上。細(xì)度模數(shù)小于2.5時(shí)，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(xì)，在滿足相同和易性要求時(shí)，會(huì)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(xì)度模數(shù)大于3.3時(shí)，容易引起新拌混凝土在運(yùn)輸澆筑過(guò)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(rèn) 為 ， 在滿足混凝土所要求的性能范圍內(nèi)，砂率要盡量低，因?yàn)樵谒酀{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(dòng)性愈大。C60混凝土由于用水量較低，砂漿量要由增加砂率來(lái)補(bǔ)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(guò)大，為使C60混凝土拌和物滿足設(shè)計(jì)的和易性，勢(shì)必使水量增加。增加水量會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。因此砂率不宜過(guò)大。同時(shí)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(duì)C60混凝土抗拉強(qiáng)度、彈性模量、體積穩(wěn)定性的影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，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(qiáng)度、顆粒形狀、表面特征、級(jí)配、雜質(zhì)的含量、吸水率對(duì)c60混凝土的強(qiáng)度有重要的影響。

3.1粗集料的強(qiáng)度

　　通常 C 6 0混凝土對(duì)粗集料的強(qiáng)度選取十分重要，高強(qiáng)度的集料才能配制出高強(qiáng)度的混凝土。粗集料的性能對(duì)高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度及彈性模量起決定性的制約作用。如果粗集料的強(qiáng)度不足，其它提高混凝土強(qiáng)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(lái)源廣、硬度低、易劈裂、便于開(kāi)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?yàn)榧显诎韬瓦^(guò)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(duì)于 C 60 混凝土，當(dāng)粗集料的最大粒徑超過(guò)31.smm后，由于減少用水量獲得的強(qiáng)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(méi)好處。在實(shí)踐中也證實(shí)當(dāng)水泥用量、砂率、水膠比一定時(shí)，混凝土的強(qiáng)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(guò)31.5mm。

3.4級(jí)配

　　研 究 表 明，粗集料的級(jí)配對(duì)C60混凝土性能的影響是非常顯著的。級(jí)配良好的集料具有較大的堆積密度，同時(shí)也具有較小的空隙率，在混凝土中能形成堅(jiān)強(qiáng)的骨架。換言之，在其他條件相同時(shí)，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(xì)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(jiǎn)單降低;而是存在一個(gè)合適的粗、細(xì)石子比率，在這個(gè)恰當(dāng)比例時(shí)，石子存在最大的堆積密度。同時(shí)，不同級(jí)配(均在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)配范圍內(nèi))配制的C60混凝土強(qiáng)度化幅度接近10%;若提高級(jí)配中較粗成分的含量，強(qiáng)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(jìn)行論述。粉煤灰對(duì)C60混凝土的作用，主要是因?yàn)榉勖夯覍?duì)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(dá)到較好的技術(shù)效益，選用粉煤灰時(shí)注意其“SO3含水率、燒失量、細(xì)度與需水量比”五大性能指標(biāo)。顆粒越細(xì)，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(shí)，應(yīng)盡可能選用細(xì)度大需水量比小的1、n級(jí)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(gè)方面考慮:對(duì)水泥漿的分散效果強(qiáng)，能延緩混凝土的初凝時(shí)間，能提高混凝土的早期強(qiáng)度、增加后期強(qiáng)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(qiáng)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(dòng)性的作用機(jī)理:高效減水劑為長(zhǎng)鏈分子，將自身纏繞在水泥顆粒上，并使其帶上較高的負(fù)電荷，水泥顆粒相互排斥，其結(jié)果是水泥團(tuán)粒良好的分散，而拌合物達(dá)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(rèn)計(jì))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(huì)以高效減水劑被C3A束縛的形式進(jìn)行，高效減水劑就無(wú)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(shí)具有增加混凝土強(qiáng)度和流動(dòng)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(shí)最好采用后摻法，這樣可提高其減水增強(qiáng)效果。在溫度低于10℃時(shí)，高效減少劑雖能增加流動(dòng)性，但增加強(qiáng)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(bǔ)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(jìn)一步減水及提高后期強(qiáng)度的作用。通常，摻量大時(shí)凝結(jié)時(shí)間相應(yīng)增長(zhǎng)，但摻量過(guò)多會(huì)降低早期強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)施工季節(jié)來(lái)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(qiáng) 型 高效減水劑一般不使用，除非在冬季或?qū)υ缙趶?qiáng)度有特殊要求。因早強(qiáng)型高效減水劑能加快早期強(qiáng)度發(fā)展，但一般會(huì)降低后期強(qiáng)度，在試配時(shí)要認(rèn)真做好驗(yàn)證工作。

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

　　這樣使用起來(lái)才有可靠的把握，真正取得較好的效果。

6結(jié)語(yǔ)

　　在 水 泥 、粗、細(xì)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(duì)C60混凝土性能起關(guān)鍵作用的因素，同時(shí)也是決定C6O混凝土性能是否良好、是否經(jīng)濟(jì)的決定因素。令今考文獻(xiàn)

　　[1]朱清江等.高性能混凝土的研制及應(yīng)用 .北 京 :中國(guó)建材工業(yè)出版社.199

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