摘 要 :對高強混凝土的技術特點、組成材料和施工工藝進行探討,并結(jié)合工程實例對控制要點進行了具體的分析和闡述。
關鍵詞 :高強混凝土;材料;施工工藝
近年來,受工業(yè)化、城市化和人口增長對工程建設的需要所驅(qū)使,混凝土技術得到了迅速發(fā)展。自 20 世紀 90 年代起,通過使用高效減水劑和礦物摻和料 ( 粉煤灰、硅粉等 ) ,大幅度降低了混凝土的水灰比,使混凝土強度大大提高,由此產(chǎn)生了高強混凝土,并在施工中得到越來越廣泛的應用。
1 高強混凝土的技術特點
高強混凝土是指用常規(guī)的水泥、砂石為原料,使用一般的制作工藝,主要依靠高效減水劑或同時摻入一定數(shù)量的礦物材料,使新拌混 凝土具有良好的工作性,在硬化后具有高強性能,強度等級在 C60 ~ C100 之間的水泥混凝土。
與普通混凝土相比,高強混凝土具有以下特點:
(1) 強度高,變形小,適用于大跨、重 載、高聳結(jié)構(gòu)
(2) 耐久性和抗?jié)B、抗凍性好,能承受惡劣環(huán)境條件考驗
(3) 能減小截面尺寸,大大降低結(jié)構(gòu)自重和提高結(jié)構(gòu)剛度。
高強混凝土的配置技術要求較高,對水泥、砂、石和外摻劑、摻加料均有較嚴格的要求,且環(huán)境溫度、拌和工藝、運輸、澆筑、養(yǎng)護 等因素對其質(zhì)量均有影響,施工需有相應的質(zhì)量管理水平。
2 高強混凝土配制的材料要求
2. 1 高效減水劑
強度等級超過 C60 的高強混凝土,水灰比已經(jīng)很低 ( 強度 80MPa 的混凝土水灰比小于 0. 3) 且對強度非常敏感,混凝土流動性和坍落度主要依靠減水劑來調(diào)節(jié),所以,高效減水劑的使用對配制高強混凝土有著至關重要的作用,主要有:
(1) 在保證混凝土工作性及水泥用量不變的條件下,可大幅度減少用水量。
(2) 在保證混凝土用水量及水泥用量不變的條件下,可增大混凝土拌和物的流動性。
當前施工中,一般選用非引氣性高效減水劑,如國產(chǎn)的 UF 、 KNF 、 FDN 、 SN 、 SM 等,用量一般掌握在水泥用量的 0. 8 % ~ 2. 0 % 左右。
2. 2 水泥
配制高強混凝土時,水泥用量一般在 450 ─ 550 kg/ m3 之間,水泥中鋁酸三鈣 [ 3CaO · Al2O3 ] 的含量小于 8 % 為好, 其細度適中即可。配制 C60 等級及以上的高強混凝土,應至少采用普硅 42. 5 號、硅酸鹽 42. 5 號水泥或更高標號的水泥配制。
2. 3 骨料
骨料的性質(zhì)與混凝土性質(zhì)密切相關,骨料的強度、孔結(jié)構(gòu)、顆粒形狀和尺寸、骨料的彈性模量等都直接影響該混凝土的相關性質(zhì)。大體上,混凝土強度上限隨石料的強度成正比例提高。因此在配制高強混凝土時,對骨料的選擇和要求是比較嚴格的,目前,粗骨料多采用堅固石灰?guī)r ( 抗壓強度 100 ~ 120MPa) 和花崗巖 ( 抗壓強度 120 ~ 140MPa) ; 顆粒大小宜選用小粒徑骨料,粒度分布應盡可能達到密實填充,這是因為小粒徑的粗骨料與水泥漿接觸界面相對狹窄,過渡層更窄,其間不易形成大的缺陷。國外一般認為其粒徑不宜超過 10 mm ,我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定不超過 31. 5 mm ,通常取 20 ~ 25 mm 。細骨料應選用潔凈的、顆位接近圓形的天然中粗河砂, 細度模數(shù) 2. 6 ~ 3. 2 為好 ; 同時,砂的級配應當好,大于 5 mm 和小于 0. 31 mm 的數(shù)量宜少,否則級配較差,使得成型的混凝土強度偏低。 0. 6 mm ,累計篩余大于 70 % , 0. 315 mm 累計篩余達到 90 % , 0. 15 mm 累計篩余率達 98 % ,此外,天然砂較人工砂需水量小,對硬化后期混凝土強度的增長有利。
2. 4 摻合料
在高強混凝土中摻加粉煤灰可提高混凝土拌合物工作度,減少用水量,使混凝土中空隙減小,提高其強度和抗?jié)B性,另外,也可減少混凝土本身的收縮,施工中對粉煤灰要求其燒失量小于 5 % , Mg 含量小于 5 % , SO 2 小于 5 % ,摻量一般為水泥重的 10 % ~ 30 % 。 www.Examda.CoM
2. 5 拌合水
水中不應含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì),一般來說 PH > 4 的水即可使用。水的用量有嚴格限制,一般控制水灰比 (W/ C) 小于 0. 35 ,對強度 80MPa 的混凝土其水灰比小于 0. 3 。
關鍵詞 :高強混凝土;材料;施工工藝
近年來,受工業(yè)化、城市化和人口增長對工程建設的需要所驅(qū)使,混凝土技術得到了迅速發(fā)展。自 20 世紀 90 年代起,通過使用高效減水劑和礦物摻和料 ( 粉煤灰、硅粉等 ) ,大幅度降低了混凝土的水灰比,使混凝土強度大大提高,由此產(chǎn)生了高強混凝土,并在施工中得到越來越廣泛的應用。
1 高強混凝土的技術特點
高強混凝土是指用常規(guī)的水泥、砂石為原料,使用一般的制作工藝,主要依靠高效減水劑或同時摻入一定數(shù)量的礦物材料,使新拌混 凝土具有良好的工作性,在硬化后具有高強性能,強度等級在 C60 ~ C100 之間的水泥混凝土。
與普通混凝土相比,高強混凝土具有以下特點:
(1) 強度高,變形小,適用于大跨、重 載、高聳結(jié)構(gòu)
(2) 耐久性和抗?jié)B、抗凍性好,能承受惡劣環(huán)境條件考驗
(3) 能減小截面尺寸,大大降低結(jié)構(gòu)自重和提高結(jié)構(gòu)剛度。
高強混凝土的配置技術要求較高,對水泥、砂、石和外摻劑、摻加料均有較嚴格的要求,且環(huán)境溫度、拌和工藝、運輸、澆筑、養(yǎng)護 等因素對其質(zhì)量均有影響,施工需有相應的質(zhì)量管理水平。
2 高強混凝土配制的材料要求
2. 1 高效減水劑
強度等級超過 C60 的高強混凝土,水灰比已經(jīng)很低 ( 強度 80MPa 的混凝土水灰比小于 0. 3) 且對強度非常敏感,混凝土流動性和坍落度主要依靠減水劑來調(diào)節(jié),所以,高效減水劑的使用對配制高強混凝土有著至關重要的作用,主要有:
(1) 在保證混凝土工作性及水泥用量不變的條件下,可大幅度減少用水量。
(2) 在保證混凝土用水量及水泥用量不變的條件下,可增大混凝土拌和物的流動性。
當前施工中,一般選用非引氣性高效減水劑,如國產(chǎn)的 UF 、 KNF 、 FDN 、 SN 、 SM 等,用量一般掌握在水泥用量的 0. 8 % ~ 2. 0 % 左右。
2. 2 水泥
配制高強混凝土時,水泥用量一般在 450 ─ 550 kg/ m3 之間,水泥中鋁酸三鈣 [ 3CaO · Al2O3 ] 的含量小于 8 % 為好, 其細度適中即可。配制 C60 等級及以上的高強混凝土,應至少采用普硅 42. 5 號、硅酸鹽 42. 5 號水泥或更高標號的水泥配制。
2. 3 骨料
骨料的性質(zhì)與混凝土性質(zhì)密切相關,骨料的強度、孔結(jié)構(gòu)、顆粒形狀和尺寸、骨料的彈性模量等都直接影響該混凝土的相關性質(zhì)。大體上,混凝土強度上限隨石料的強度成正比例提高。因此在配制高強混凝土時,對骨料的選擇和要求是比較嚴格的,目前,粗骨料多采用堅固石灰?guī)r ( 抗壓強度 100 ~ 120MPa) 和花崗巖 ( 抗壓強度 120 ~ 140MPa) ; 顆粒大小宜選用小粒徑骨料,粒度分布應盡可能達到密實填充,這是因為小粒徑的粗骨料與水泥漿接觸界面相對狹窄,過渡層更窄,其間不易形成大的缺陷。國外一般認為其粒徑不宜超過 10 mm ,我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定不超過 31. 5 mm ,通常取 20 ~ 25 mm 。細骨料應選用潔凈的、顆位接近圓形的天然中粗河砂, 細度模數(shù) 2. 6 ~ 3. 2 為好 ; 同時,砂的級配應當好,大于 5 mm 和小于 0. 31 mm 的數(shù)量宜少,否則級配較差,使得成型的混凝土強度偏低。 0. 6 mm ,累計篩余大于 70 % , 0. 315 mm 累計篩余達到 90 % , 0. 15 mm 累計篩余率達 98 % ,此外,天然砂較人工砂需水量小,對硬化后期混凝土強度的增長有利。
2. 4 摻合料
在高強混凝土中摻加粉煤灰可提高混凝土拌合物工作度,減少用水量,使混凝土中空隙減小,提高其強度和抗?jié)B性,另外,也可減少混凝土本身的收縮,施工中對粉煤灰要求其燒失量小于 5 % , Mg 含量小于 5 % , SO 2 小于 5 % ,摻量一般為水泥重的 10 % ~ 30 % 。 www.Examda.CoM
2. 5 拌合水
水中不應含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì),一般來說 PH > 4 的水即可使用。水的用量有嚴格限制,一般控制水灰比 (W/ C) 小于 0. 35 ,對強度 80MPa 的混凝土其水灰比小于 0. 3 。