超高强混凝土.

高强混凝土中建商品混凝土有限公司2019年12月17日坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo主要内容前言1制备高强混凝土的技术途径2制备高强混凝土的原材料及其性能指标3高强混凝土配合比设计中的几个关键问题4高强混凝土配合比的确定5高强混凝土的工程应用6高强混凝土的应用效果7坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo1、前言随着混凝土技术的发展，高强混凝土在成都地区得到了广泛应用，为我司发挥混凝土技术这一核心竞争力提供了广阔的市场前景，如成都群光大陆广场新建工程C80混凝土、成都茂业大厦C80混凝土等。与普通混凝土相比，高强混凝土具有以下优越性：（1）有效地减轻结构自重；（2）大幅度提高混凝土的耐久性；（3）节约材料和能源，降低建筑成本。可见，使用高强混凝土可以获得很好的技术经济效果。坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo2、制备高强混凝土的技术途径坚毅恒久凝聚可塑改善水泥石中水化物的相组成，提高其质量，是制备高强混凝土的另一重要课题。在制备高强混凝土时，要设法降低高碱性水化硅酸钙的含量，提高低碱性水化硅酸钙的含量，同时尽量消除游离氧化钙。其方法是在混凝土中掺入活性矿物掺合料，使其含有的活性二氧化硅、三氧化二铝与游离氧化钙及高碱性水化硅酸钙发生二次反应，生成低碱性水化硅酸钙，以增加胶凝物质的数量，改善其质量。目前国际上较通用的技术路线是：高强度等级水泥＋超细矿物掺合料+高效减水剂。在普通混凝土中，多余的水在水泥硬化后蒸发，在水泥石和水泥石集料界面区域形成大量的各种孔径的孔隙，以及因泌水、干缩等所引起的微管和微裂缝，这些缺陷是导致混凝土强度下降和其它性能指标低的根本原因。因此，掺加高效减水剂、降低水胶比是一项行之有效的重要措施。CompanyLogo2、制备高强混凝土的技术途径掺加高效减水剂、降低水胶比是一项行之有效的重要措施。技术途径掺入活性矿物掺合料，使其含有的活性二氧化硅、三氧化二铝与游离氧化钙及高碱性水化硅酸钙发生二次反应，生成低碱性水化硅酸钙，以增加胶凝物质的数量，改善其质量。坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标减水剂水泥超细矿物掺合料粗集料细集料高强混凝土原材料按适当的比例坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标3.1水泥选用细度适宜、C3A含量较低、水化热较低的峨胜牌P.O42.5R水泥，该品牌水泥质量及稳定性好，特别与西卡特制C80专用聚羧酸减水剂适应性非常好，能够较好满足C80混凝土质量要求。其性能指标见表1。标准稠度用水量（ml）细度（%）安定性凝结时间（min）烧失量（%）3天强度（MPa）28天强度（MPa）初凝终凝抗折抗压抗折抗压118.51.8合格1402153.045.727.48.748.9表1峨胜P.O42.5R水泥性能指标坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标3.2超细矿物掺合料作为高强混凝土的第六组分，主要有硅灰、超细矿渣以及粉煤灰等。3.2.1硅灰选用重庆埃肯金属冶炼公司生产的高密型硅灰，该品牌硅灰在行业内有较高知名度，且品质良好。考虑到硅灰表观密度小，不便于输送与自动计量，需采取增密措施。其性能指标见表2。型号颜色表观密度(g/cm3)比表面积（cm2/g）增密型灰色0.9200000表2埃肯增密硅灰性能指标坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标3.2超细矿物掺合料3.2.2矿粉选用重庆拉法基水泥有限公司生产的S95级矿粉。其性能指标见表3。密度(g/cm3)比表面积（cm2/g）烧失量（%）含水率（%）流动度比（%）活性指数（%）7d28d2.7452500.490.510267.595表3重庆拉法基S95级矿粉性能指标坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标3.2超细矿物掺合料3.2.3粉煤灰选用江油电厂7#、8#机组生产的国标Ⅰ级粉煤灰，该品牌粉煤灰质量稳定，在实际使用过程中效果良好，且净浆流动度比不低于基准水泥的120%，能够满足C80混凝土质量要求。其性能指标见表4。细度（%）烧失量（%）需水量比（%）净浆流动度比（%）7.62.6893130表4江油电厂7#、8#机组Ⅰ级粉煤灰性能指标坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标3.3集料在一般的混凝土中，不同类型集料对抗压强度的影响不大。但在高强混凝土中，集料的差异对混凝土的强度影响很大。因此，集料的选择需要注意以下几个方面：（1）建议采用集料的母岩强度＞1.7倍混凝土强度，如玄武岩、辉绿岩等；（2）粗集料最大粒径不能过大，建议采用5-20mm连续级配，且粒型好；（3）细度模数为2.7-3.2的细集料能够达到最佳工作性能和抗压强度，同时，尽量避免或减少云母或泥土的含量；（4）机制砂MB值不宜超过0.8g/kg。坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标3.3集料3.3.1粗集料经过大量的市场调研，最终选用新津金马河某砂石场生产的5-10mm、10-20mm两个级配碎石，新津产原料卵石质量好，压碎值小，硬度高，含泥量低，且破碎工艺先进，所产碎石粒型优美，级配合理。其性能指标见表5。表观密度(g/cm3)紧密密度(g/cm3)紧密空隙率（%）针片状含量（%）含泥量（%）压碎指标（%）2.6801.750354.40.65.4表5新津5-20mm碎石性能指标坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标3.3集料3.3.2细集料最终选用广汉新平镇大沙砂场生产的纯机制砂，该砂含泥量与石粉含量低，特别是级配较好。其性能指标见表6。表观密度(g/cm3)紧密密度(g/cm3)紧密空隙率（%）细度模数含泥量（%）MB值（g/kg）2.7301.900293.10.70.5表6广汉大沙机制砂性能指标坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标3.4减水剂选用西卡特制C80专用聚羧酸减水剂，其特点是减水率高，与水泥的适应性好，且坍落度经时损失很小。其性能指标见表7。固含量（%）减水率（%）2h流动度损失（%）16.118.3（减水剂掺量为0.8%）-2表7西卡特制C80专用聚羧酸减水剂性能指标坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo4、高强混凝土配合比设计中的几个关键问题4.1减水剂与水泥的适应性配制高强混凝土，减水剂与水泥适应性是必须充分考虑的问题，经过多次反复试配和减水剂厂家的不断调整，最后确定了西卡特制C80专用聚羧酸减水剂。4.2坍落度经时损失坍落度经时损失原因：（1）C3A、C4AF对减水剂过强的吸附作用；（2）气泡外溢，水分蒸发；（3）减水剂的分散、湿润等作用，使水泥水化速度加快。为了满足工程泵送施工需要，考虑到工程离我站距离较远，处于繁华路段春熙路旁，且钢筋较密、结构复杂，因此必须做到坍落度4h几乎没有损失，这是配合比设计中又一个关键问题。4.3倒坍落度筒流出时间高强混凝土胶凝材料用量大，粘度大，泵送阻力大，为了满足泵送施工，配制出粘度适中的高强混凝土成了另一个关键问题。我们认为，必须将倒坍落度筒流出时间控制在15s以内，2h倒坍络筒流出时间控制在20s以内，才能满足泵送施工要求。坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo5、高强混凝土配合比的确定通过对以上三个技术难点的分析，结合经济性原则（S95级矿粉比水泥贵，不宜采用较高掺量），最终确定高强混凝土生产配合比，配合比见表8，新拌混凝土力学性能见表9，现场混凝土工作性能见图1。坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo5、高强混凝土配合比的确定材料名称水泥粉煤灰矿粉硅灰减水剂水机制砂碎石材料规格P.O42.5RⅠ级S95/C80专用自来水中砂5-10mm10-20mm用量460100405019.8160810285665表8C80高强混凝土生产配合比（kg/m³）性状描述坍落/扩展度（mm）倒坍落筒流出时间（s）强度（MPa）0h4h0h4h3d7d28d和易性好、不离析、不泌水245/690240/660112070.389.2112.6表9C80高强混凝土工作性能和力学性能坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo5、高强混凝土配合比的确定图1现场C80高强混凝土工作性能坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo6、高强混凝土的工程应用6.1原材料质量验收与储存6.1.1水泥逐车检测水泥进场温度，严禁温度高于65℃的水泥入罐，并逐车留样进行检测，填写《高强混凝土原材料进场专项验收记录表》，由质检组长确认后，实行专罐储存制度。6.1.2粉煤灰逐车检测粉煤灰进场温度、细度以及净浆流动度，要求进场温度必须低于65℃，细度必须达到Ⅰ级灰要求，净浆流动度必须达到基准水泥的120%，并填写《高强混凝土原材料进场专项验收记录表》，由质检组长确认后，实行专罐储存制度。坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo6、高强混凝土的工程应用6.1原材料质量验收与储存6.1.3矿粉逐车检测矿粉进场温度，严禁温度高于65℃的矿粉入罐，并逐车留样进行检测，填写《高强混凝土原材料进场专项验收记录表》，由质检组长确认后，实行专罐储存制度。6.1.4硅灰逐车留样进行试配复核，主要考察新拌混凝土工作性能，包括倒坍落度筒流出时间和坍落度4h经时损失等，并填写《高强混凝土原材料进场专项验收记录表》，由质检组长确认后，实行专罐储存制度。6.1.5减水剂与硅灰验收制度一致。坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo6、高强混凝土的工程应用6.1原材料质量验收与储存6.1.5集料经过大量的市场调查，集料由固定生产厂家提供，并遵循以下原则：（1）粗集料逐车目测质量，质量合格后方可卸料，存放在固定的料仓中，由于粗集料采用5-10mm和10-20mm两个粒级搭配，因此，需分开堆放，专门用于生产高强混凝土。（2）细集料逐车目测质量，并抽样检测MB值，当且仅当MB值≤0.8g/kg时，方可卸料，存放在固定的料仓中。如遇细集料供应紧张，需更换生产厂家，必须对细集料进行全面检测，并试配复核，当新拌混凝土工作性能满足要求时，才准许该生产厂家供货。新国标GB/T14684-2001规定配制强度等级大于C60的混凝土宜采用石粉含量小于3%的Ⅰ类砂，但目前我国生产的机制砂石粉含量大部分高于3%，且试配发现机制砂石粉含量在7%时，混凝土的强度和流动性均能达到较高的水平，这跟石粉的微集料作用和晶核作用有关。坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo6、高强混凝土的工程应用6.2特殊的泵送设备和专业的泵管布置高强混凝土粘度大，泵送阻力大，对设备以及管道的磨损大，因此，泵送设备的选择和管道的布置显得非常重要。泵送设备以80电泵或者90柴油车载泵为主要泵送设备。泵管采用三一重工的高压泵管，相关的密封圈、管箍均配套备齐。泵送管道的布置是另一个关键因素，我站邀请三一重工专业技术人员就高强混凝土施工泵送管道布置进行现场专业指导。6.3专项施工组织方案和技术交底考虑到我司首次浇筑C80高强混凝土，经多次讨论并编制了专项施工组织方案，并就生产一线的各岗位各工种进行了专项技术交底，重点强调了混凝土出站质量控制、现场质量控制以及浇注、养护等事项，严禁现场加生水以及现场等待时间超过3小时的现象发生。坚毅恒久凝聚可塑CompanyLogo6、高强混凝土的工程应用6.4混凝土出站质量控制（1）开盘前一天，将砂石称料仓全部腾空，并将四周清理干净。（2）开盘前2小时，安排专职试验员对砂石堆场分上、中、下三部位进行含水率测试，求出平均值，然后由技术负责人或试验室主任提供施工配合比。（3）开盘时,搅拌站由技术负责人或试验室主任组织开盘鉴定，按照国家标准留置混凝土试件,头三车每车检测混凝土坍落度以及损失,生产稳定后要求对每车混凝土进行取样观测，确保混凝土质量合格后方可出站。（4）生产配合比一经确定