高性能混凝土配制技术

高性能混凝土配制技术（精选9篇）

高性能混凝土配制技术 篇1

一、高性能混凝土的性能

高性能混凝土 (HPC) 是指使用常规的硅酸盐水泥、砂、石等原材料, 使用常规制作工艺, 主要依靠高效减水剂和活性掺和料配制的水泥混凝土, 主要有三方面的性能。

1. 高工作度。

高性能混凝土拌和物具有大流动性、可泵性、不离析, 而且保塑时间可根据工程需要来调整, 便于浇注密实。

2. 高强度。

高性能混凝土具有良好的物理性能, 即有较高的强度和体积稳定性, 混凝土28 d抗压强度达到35 MPa以上, 弹性模量达到30 GPa以上。

3. 高耐久性。

高性能混凝土具有上百年的使用寿命, 结构密实, 抗渗、抗冻、抗碳化, 耐久性高。基于其良好性能, 高性能混凝土越来越多地被应用于建造大跨度桥梁、高层建筑、海底隧道、海上采油平台等工程上, 为建造大型建筑物提供了可靠的技术保证。

二、配制高性能混凝土的主要技术途径

为实现混凝土的高性能即高流态、高强度、高耐久性, 混凝土的配合比应符合以下几方面。

1. 合理配制水灰比, 即水、胶凝料比合理。

高性能混凝土配合比配制技术的核心是将水灰比降至0.2~0.3, 用水量为125~135 L/m3, 而坍落度可达180~200 mm。其最佳水灰比为0.22左右。

2. 选择合适的水泥。

高能性混凝土使用的水泥必须是:标准稠度用水量要低, 从而使混凝土在低水胶比时也能获得大流动;水泥的水化热要低, 以避免因混凝土内外温差大而产生裂纹;水泥的强度要高, 以保证用较少的水泥获得高强度混凝土, 中热硅酸盐水泥、调粒水泥、球状水泥等可用来配制高性能混凝土。

3. 使用高效减水剂。

由于胶凝材料用量大, 水灰比低, 混凝土拌和物黏性大等因素, 为了获得高强度、高性能混凝土, 就必须采用高效减水剂, 日本称之为高性能AE减水剂, 其特点是既有高的减水率 (20%~30%) , 又有控制坍落度损失的性能。目前, 我国生产的普通高效减水剂不具有高性能AE减水剂的性能, 通常是将普通高效减水剂与缓凝剂复合起来使用。高效减水剂对水泥的适用性, 在高性能混凝土中表现更为敏感。

4. 选择高质量的骨料。

高性能混凝土对骨料的颗粒级配和最大粒径有更严格的要求。细骨料应选用石英含量高, 颗粒浑圆洁净, 具有平滑筛分曲线的中粗砂, 细度模数2.6~3.2。粗骨料应是高强、低吸水率、表面结构粗糙的碎石。粗骨料的最大粒径的大小对混凝土强度影响较大, 加大骨料尺寸会使混凝土强度下降, 且强度等级越高越明显。

5. 掺入活性矿物材料。

常用的矿物质掺和料主要有硅粉、磨细矿渣、优质粉煤灰、超细滑石粉等。

为了改善骨料与胶凝材料之间的界面结构, 在混凝土中应掺入超细矿粉物质掺和料, 使其与界面上的氢氧化钙进行二次反应生成难溶的水化硅酸钙凝胶, 沉淀在界面的空隙内, 降低氢氧化钙的聚集及定向排列, 提高界面强度和混凝土的抗渗性, 改善新拌混凝土的工作度, 降低混凝土初期的水化热, 减少温度裂缝。一般地, 配制高性能混凝土时, 粉煤灰的掺量为胶结材料总量的15%~35%。

三、高性能混凝土施工工艺要求

1. 搅拌。

为了获得高工作性能的混凝土拌和物, 应选用搅拌效率高、均质性好的双锥式搅拌机。

2. 浇注。

高性能混凝土的坍落度一般都在20 cm以上, 并不是免振自密实混凝土。不经振捣的高性能混凝土, 强度和抗渗等级均会有所降低。因此, 短时间的振捣是必要和有效的。

3. 养护。

由于高性能混凝土的用水量较少, 水化反应迅速, 会使毛细管中断, 若养护水不能及时进入混凝土内部, 就不会进一步水化。所以高能性混凝土在早期应加强养护。

4. 计量精度。

高性能混凝土的原材料均应按质量计量, 并使计量误差尽可能小, 否则, 将会对混凝土的强度产生较大影响。

原材料的计量精度不应超过如下规定:水泥、矿物掺和料±2%, 粗、细骨料±3%, 水、外加剂±1%。

四、高性能混凝土配合比的设计原则

由于高性能混凝土的强度高, 影响因素多, 目前尚无适合高性能混凝土配合比设计的统一方法, 世界各国都在各自的实验基础上粗略计算具体的配合比。笔者现介绍一种高性能混凝土配合比的设计原则, 经大量实验证明它是简便而有效的, 其设计步骤如下。

1. 配制强度的确定。

由于影响高性能混凝土强度确定的因素多, 变异系数大, 因此, 配制强度应根据材料的具体情况适当增大。对于用碎石配制的高性能混凝土可参考相关资料, 结合实际工程需要选用合适的配制强度。

2. 矿物质掺和料掺量的确定。

矿物质掺和料的掺量要根据活性二氧化硅的含量大小, 一般内掺CX (10%~15%) 。活性二氧化硅含量高取下限, 含量低取上限。

3. 用水量的确定。

用水量的多少要根据混凝土拌和物坍落度的大小和高性能减水剂的效果确定, 一般用水量小于175 kg/m3。

4. 砂率的确定。

由于高性能混凝土的水灰比小, 胶凝材料用量大, 黏度大, 混凝土拌和物的工作性容易保证, 所以砂率可以适当降低, 一般为36%~42%。

5. 粗骨料的用量。

粗骨料的用量可用假定密度法确定。高性能混凝土的密度大, 其表观密度约2 450~2 500 kg/m3。

实践证明, 混凝土中掺加适量硅灰、粉煤灰等, 能配制出高强度高性能混凝土, 可大幅度提高混凝土的致密性和耐久性, 具有良好的经济效益和社会效益, 值得广泛推广应用。

高性能混凝土配制技术 篇2

一、技术特点

本工程全部采用现场自拌砼，施工中采用泵送。为了改善砼和易性，提高砼的可泵性，达到节约水泥，降低成本的目的，施工时，在所有商品砼中掺加Ⅱ级粉煤灰，总应用量3873T。1）砼裂缝防治技术

为防止裂缝在混凝土中优先选用Ⅱ级粉煤灰作为掺合料，配合比设计适宜，减少水泥用量来降低水化热。在基础1450厚筏板梁混凝土浇筑中，水胶比0.35，适当增加水胶比可以预防混凝土自收缩。同时借助覆盖浇水、电子测温、综合蓄热养护的方法，有效的避免干燥收缩。砼结构强度和实体符合设计要求和规定，未发现有害裂缝。2）混凝土耐久性技术

本工程所用到的混凝土均以Ⅱ级粉煤灰作为掺合料，粉煤灰作为活性掺合物具有水化活性，可直接进行水化或与水泥的水化物进行水化反应，所生成的水化产物不仅可以改善水泥石的孔结构，而且其水化物可以结合和吸附部分渗入的氯离子，从而可以提高混凝土的抗氯离子渗透性能。混凝土配合比总水胶比≤0.35，碎石最大粒径吧大于25mm，混凝土浇筑后及时浇水养护，保证了掺合料充分完成水化反应，提高了耐久性。梁、板、墙柱和地下结构钢筋保护层厚度用塑料垫块和石材垫块按照设计要求严格进行控制，钢筋保护层厚度经实体检验达到设计要求。

二、质量控制

对原材料进行控制：保证产品质量。

水泥：C50砼选用秦岭牌52.5R普通硅酸盐水泥，C30以下采用32.5R普通硅酸盐水泥，水泥进场后经过取样送试，经检验安定性良好，强度稳定，才能用于工程。

粗细骨料的选用：砂：选用中粗砂，平均粒径不大于0.5mm，含泥量≤3%。

石子：选用砾石，要求含泥量≤1%，压碎指标值≤12，最大粒径与管径之比在1：3~1：4之间。

超细活性掺合料：加入Ⅱ型粉煤灰，可减少水泥用量，节约资金，提高砼的可泵性、和易性减少机械磨损，对提高砼强度以及砼外观质量有很好的作用，且充分利用资源，减少环境污染，粉煤灰摻入量大于水泥量20%，水胶比≤35.三、混凝土浇筑：

商品混凝土输送车进行运送。

输送系统：地泵进行输送，配以直径为125mm的输送管道，端部接软管。泵管在间歇期间要定期进行清理，检查。

配合比到位：施工前先委托配合比，待适配完成，再准备施工。

现场人员组织：由于砼浇注一般要连续施工，安排两班作业人员轮流作业，前盘、后盘两名施工管理人员值班，安排、指导现场施工；电工机械工24小时现场值班，保证施工用电和机械运转正常；操作人员15人进行现场施工；试验工1人，负责取样制作试块和进行砼坍落度测试等工作。

机具准备：振动棒等必须准备充足、到位；砼试模9组，坍落度筒一套。试验员必须对坍落度进行抽检。每台班不多于100m2砼必须制作标养试块1组，并制作同条件养护试块1组。

报验资料：砼浇注前，钢筋隐蔽资料应已报验，模版经监理验收合格并签发了“砼浇注令”后再进行浇筑。

四、注意事项：

1）模版体系必须有足够的承载力，刚度和稳定性，严格控制施工荷载模版拆除要按照规范时间进行。严禁野蛮拆除，防止人为造成裂缝。

2）浇筑砼前必须清除接茬处的浮浆，并浇水湿润，保证施工缝接合密实。振捣防止漏振、欠振和过振。

3）冬雨期要有专项施工技术方案，混凝土初凝后及时洒水养护，大体积混凝土及时测量内外温差，综合洒水蓄热养护。减少水泥用量，防止砼自收缩。同时洒水避免干燥收缩。

4）浇筑前要检查钢筋保护层厚度是否达到设计要求。

高效钢筋与预应力技术

（直螺纹连接）

本工程直径大于16mm的钢筋均采用直螺纹连接。钢筋等强直螺纹连接是我国近期开发成功的新一代钢筋机械连接技术。它通过对钢筋端部冷墩扩粗、切削螺纹，再用连接套筒对接钢筋。这种接头综合了套筒挤压接头盒锥螺纹接头的优点，具有接头强度高、质量稳定、施工方便、连接速度快、应用范围广、综合经济效益好等特点，具有很强的推广应用价值。

A、等强直螺纹接头的制作工艺及其特点：

本工程等强直螺纹接头连接执行《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003规定，柱子、暗柱、墙≥φ16采用直螺纹钢筋连接技术，并按照图纸设计及规定要求进行施工，柱钢筋现场连接时将柱根处预留钢筋调直理顺，并将表面砂浆等杂物清理干净，柱钢筋预埋时，将柱头直螺纹应戴上专用的保护帽，以防螺纹断纹的损坏。

（1）、施工准备：

①凡参与接头施工的操作工作、技术管理和质量管理人员，均应参加技术规程培训；操作工人应经考核合格后持证上岗。

②钢筋应先调直再下料。切口断面应与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或挠曲。不得用气割下料。

③提供螺纹连接套应有产品合格证；两端锥孔应有密封盖；套筒表面应有规格标记。进场时，施工单位应进行复检。

（2）、制作工艺：

等强直螺纹接头制作工艺分下列三个步骤： ①切削直螺纹；

②用连接套筒对接钢筋； 直螺纹套丝有专用机床可用于不同直径钢筋的套丝加工，并严格保持丝头直径和螺纹精度的稳定性，保证与套筒的良好配合和互换性。连接套筒则在工厂按设计规格有精度预制好后装箱待用。第三步在现场用连接套筒对接钢筋，利用普通扳手拧紧即可。

a、加工的钢筋直螺纹丝头的牙形、螺距等必须与连接套的牙形、螺距一致，且经配套的量规检测合格。

b、加工钢筋直螺纹时，应采用水溶性切削润滑液；当气温低于0℃时，应掺入15%~20%亚硝酸钠，不得用机油作润滑液或不加润滑液套丝。

c、操作工人应按要求逐个检查钢丝头的外观质量。d、经自检合格的钢筋丝头，应对每种规格加工批量随机抽检10%，且不少于10个，如有一个丝头不合格，即应对加工批全数检查，不合格丝头应重新加工经再次检验合格方可使用。

e、已检验合格的丝头应加以保护。钢筋一端丝头应戴上保护帽，另一端按规定的力矩值拧紧连接套，并按规格分类堆放整齐待用。

（3）、直螺纹接头的优点：

①接头强度高：接头强度大于钢筋母材强度，可充分发挥钢筋器材强度。

②性能稳定：接头强度不受扭紧力矩影响，丝扣松动或者少拧入2~3扣，均不会明显影响接头强度，排除了人工素质和测力工具对街头性能的影响，比锥螺纹接头强度稳定得多。③连接速度快：直螺纹套筒比锥螺纹套筒短40%左右，且丝扣螺距大，拧入扣数少，且不必用扭力扳手，加快连接速度。

④应用范围广：对弯折钢筋、固定钢筋、钢筋笼等不能转动的场合也可方便地使用。

⑤经济：直螺纹接头比挤压连接省钢70%，比锥螺纹接头省钢35%，综合技术经济效益好。

⑥便于管理：锥螺纹接头应用中层多次发现不同直径钢筋混用一种连接套的情况，尤其是在夜间或昏环境不易发现，直螺纹接头不可能出现这类情况。

（4）、接头套筒的选用：为充分发挥钢筋母材强度，连接套筒的设计强度应大于等于钢筋抗拉强度标准值1.2倍。

（5）、接头类型：

直螺纹接头在应用范围上比锥螺纹接头广泛，一些带弯筋的场合，钢筋笼和钢筋不能转动的场合，可利用钢筋一端制作加长螺纹，将连接套筒先全部拧入一端钢筋，待另一端钢筋端头靠拢后将连接套筒反拧实际对接。必要时可增加锁定螺帽。根据不同应用场合，接头可根据实际需要加工。

标准型接头是最常见的。套筒长度均为2倍钢筋直径，以φ25mm钢筋为例套筒长度50mm，钢筋丝头长度25 mm，套筒拧入一端钢筋并用扳手拧紧后，丝头端面即在套筒中央，再将另一端钢筋丝头拧入并用普通扳手拧紧，利用两端丝头互相对顶力锁定套筒位置。扩口型接头是在连接套筒的一端增加5~6mm长的45°角的扩口段，以利钢筋对中入扣。

B、钢筋连接：

（1）、连接钢筋时，钢筋规格和连接套的规格应一致，并确保钢筋和连接套的丝扣全部完好无损。

（2）、采用预埋接头时，连接套的位置、规格和数量应符合设计要求。带连接套的钢筋应固定牢，连接套的外露端应有密封盖。

（3）、必须用力矩扳手拧紧接头。

（4）、力矩扳手的精度为±5%，要求每半年用扭力仪检定一次。

（5）、连接钢筋时，应对正轴线将钢筋拧入连接套，然后用力矩扳手拧紧。接头拧紧值应满足表规定的力矩值，不得超拧，拧紧后的接头应作上标记。

（6）、质量检验与施工安全用的力矩扳手应分开使用，不得混用。

C、钢筋直螺纹连接检验：

（1）、工程中应用钢筋直螺纹接头时，该技术提供单位应提供有效的型式检验报告。

（2）、连接钢筋时，应检查连接套出厂合格证、钢筋直螺纹加工检验记录。

（3）、钢筋连接工程开始前及施工过程中，应对每批进场钢筋和接头进行工艺检验：

a、每种规格钢筋母材进行抗拉强度试验； b、每种规格钢筋接头的试件数量不应少于三根；

c、接头试件应达到现行行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107中相应等级的强度要求。计算钢筋实际抗拉强度时，应采用钢筋的实际横截面积计算。

（4）、随机抽取同规格接头数的10%进行外观检查。应满足钢筋与连接套的规格一致，接头丝扣无完整丝扣外露。

（5）、用质检的力矩扳手抽检接头的连接质量。抽验数量：梁、柱构件按接头数的15%，且每个构件的接头抽验数不得少于一个接头;基础、墙、板构件按各自接头数，每100个接头作为一个验收批，不足100个也作为一个检验批，每批抽检3个接头。抽检的接头应全部合格，如有一个接头不合格，则该验收批接头应逐个检查，对查出的不合格接头应进行补强，并填写接头质量检查记录。

（6）、接头的现场检验按验收批进行。同一施工条件下的同一批材料的同等级、同规格接头，以500个为一个验收批进行检验与验收不足500个也作为一个验收批。

（7）、对接头的每一验收批，应在过程结构中随机截取3个试件作单向拉伸试验，按设计要求的接头性能等级进行检验与评定，并填写接头拉伸试验报告。

（8）、在现场连续检验10个验收批，全部单向拉伸试件一次抽样均合格时，验收批接头数量可扩大一倍。

新型模版应用技术总结

（清水混凝土模版、镜面竹胶板）

一、技术特点：

本工程墙体采用新型全钢大模板、顶板采用镜面竹胶板。各类清水混凝土的一个共同特点就是不抹灰，成型后的表面平整度已经达到抹灰的标准，节省了大量抹灰的湿作业，避免了因抹灰质量带来的空鼓、开裂现象。因此模板必须做到平整光洁，螺栓孔眼规律整齐。本工程墙体为剪力墙结构，质量要求为清水混凝土，为达到此要求，±0.000以下主体结构砼墙体模板均采用定型钢大模。模板按拆时采用塔吊配合，加固采用φ14螺杆对拉。梁模板采用60×80方木1.5厚镜面竹胶板配置，在搭设梁支撑时即竖向撑距不得大于800mm,当梁跨度大于4m时应起拱3‰，梁底平杆间距不大于500mm，梁侧板采用φ48钢管对称加固。现浇板模板采用60×80方木做龙骨，1.5厚镜面竹胶板铺设面板，支撑采用满堂架支撑纵横立杆，间距不大于500mm.在施工过程中，为防止漏浆，在接缝处加压海绵条，然后用胶带封贴。钢筋保护层垫块采用硬塑垫块，以减少保护层误差。

二、工艺流程

编制模板安装施工方案-材料进场-模板安装-模板拆除-模板清理

主体施工方案经监理认可后才能施工，采用计算机辅助绘制大模板配置图，按图加工制作大模板，流水模板。方木、镜面竹胶板、海绵条等到为的情况下进行模板配置。剪力墙、柱在钢筋隐蔽验收后才能支模。模板施工由主体劳务分承包方进行，配备木工及普工20人。

三、质量控制：

模板配置前必须有成熟的方案，保证模板刚度满足施工要求，竹胶板切割使用无齿锯片，确保竹胶板不受损。加工制作好的模板应编号堆放，经检查验收后才能使用。每次模板安装后要检查模板的垂直度、截面尺寸、表面平整度等，自检合格后报监理单位验收，在监理单位未验收前不允许进入下道工序。板跨度大于4m时，要求按3%起拱。

四、注意事项：

模板加工前木工工长要熟悉图纸和变更，竹胶板尽量使用整张，减少裁剪浪费。对作业班组详细的技术交底，保证模板几何尺寸加工正确。

大模板拆除后要及时清理表面的混凝土，防止混凝土硬化，增加自重和损坏模板。大模板的安装盒拆卸严禁野蛮操作，堆放在指定场地，并且有牢固的支撑，防止被风吹倒。

现场支模板应对竹胶板附着物进行清理，涂刷脱模剂，未清理的模板严禁使用。

模板支撑系统必须牢固，并且保证有足够的数量、强度、刚度和稳定性。对拉螺栓严格按施工方案规定位置设置。

新型脚手架应用技术总结

（悬挑式脚手架）

悬挑式脚手架从结构承力形式上可以分为四类，本工程采用型钢挑梁作为向上搭设外脚手架的承力结构，受力如同悬臂梁，在梁的根部承受较大的弯矩和剪力，挑梁工字钢需要在其尾部锚固点，中部搁置点加设劲勒钢板。为增加外脚手架的安全性，可考虑在架体高度一半处的节点上设置钢丝绳，卸载。

一、工艺流程

1、型钢挑架搭设施工工艺：

定位预埋钢筋锚环→安装工字钢挑梁→排放纵向扫地杆→竖立杆→将纵向扫地杆与立杆扣接→安装横向扫地杆→安装纵向水平杆→安装横向水平杆→安装剪力撑→安装连墙杆（钢丝绳斜接卸荷）→挂安全网→作业层铺设手板和挡脚板。

根据构造要求，挑梁布置按设计方案弹线定位，锚环位置应弹线画出，准确埋置。挑梁应准确地放在定位线上，必须铺平垫稳与楼板面及锚环，不得留有空隙。型钢挑架安装就位经检查确定平整，螺栓紧固后方可搭设架体，型钢挑架安装利用下层架作为操作人员依托，按位置就位安装。施工劳动力组合以三人为一施工小组，一人在外架操作层上，一人在楼层上，一人在下层紧固锚固螺栓。外架及楼层操作必须戴安全帽，安全带必须与框架柱连接可靠，确保安全。

搭设架体前，挑架上部需铺三块架板，立杆、大小横杆搭设三根以上即可与暗柱连接稳固，以防架体倾倒。整个楼层搭设分为两个区段，每一步大横杆全部与框架柱连接稳固可靠后，方可继续搭设上部，其余搭设方法，要求同普通扣件式钢管脚手架。

在搭设首层脚手架的过程中，沿四周每框架格内设一道斜支撑，拐角处双向增设，待该部分脚手架与主体结构的连墙杆可靠拉结后方可拆除。周边脚手架应从一个角部开始向两边延伸交圈搭设，应按定位依次竖起立杆，将立杆与纵、横向扫地杆连接固定，然后装设第一步的纵向和横向水平杆，随校正立杆垂直之后予以固定，并按此要求继续向上搭设。

2、脚手架的拆除施工工艺：

拆除程序应遵守由上而下，先搭后拆的原则，一般的拆除顺序为：安全网→栏杆→脚手架→剪刀撑→横向水平杆→纵向水平杆→立杆→挑梁等。

3、脚手架的拆除规定：

拆除前应清除脚手架上杂物及地面障碍物，应全面检查脚手架中的连接件、连墙杆、支撑杆系等是否符合构造要求。应根据检查结果确定拆除的程序和措施，经主管部门批准后方可实施，拆除工作由单位工程负责人进行拆除安全专项技术交底。

拆除工作必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业。连墙件应在位于其上的全部可拆杆件都拆除后才能拆除。分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增加连墙件加固。当脚手架拆至下部最近一根长立杆的高度（约6.5m）时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙件。当脚手架采取分段、分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端，应按规定设置连墙件和横向斜撑加固。拆除时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。拆除过程中不得有行人通过，确保施工区域内安全。

在拆除过程中，应作好配合、协调工作，严禁单人进行拆除较重杆件等危险的作业。凡已松开连接的杆配件应及时拆除运走。避免误扶和误靠已松脱的连接杆件。拆下的杆配件应以安全的方式运走，严禁向下抛掷。运至地面的杆配件应及时检查、整修与保养，并按品种、规格随时码堆存放。所以参加施工人员必须遵章守纪，按本工种及施工安全操作规程操作，做到文明、安全施工，严禁违规、违章施工。杜绝一切不安全的因素发生。

三、质量控制：

本工程施工外架采用型钢梁悬挑双排脚手架，悬挑支承结构采用16#工字钢，在结构板上预埋2Φ18锚杆，作为槽钢端头拉结点，一层挑梁挑四层外架。外架净宽0.85m，立杆纵向间距1.5m，步距1.5m，每段挑梁的底层设踢脚板一道，满铺脚手架板，剪刀撑上下宽度为6m外侧立面的两端各设一道剪刀撑，每段由底至顶连续设置。为防止架体外倾，每层板上都预埋间距不大于2.5m的吊环，采用钢管与外架相连。根据施工手册的有关内容对外架的整体稳定性、锚环强度及槽钢的刚度、挠度进行验算，满足荷载要求，外架搭设前按要求埋设锚环，支承结构的附件应齐全。悬挑架严格按照方案设计高度进行搭设，并且在架体中部设置钢丝绳。

支承结构的锚环应热弯，不允许锚环上有焊点及其它焊接出现；必须设置一定数量的连墙杆，防止架体整体倾覆。

脚手架相邻立杆和上下水平杆应错开接头设置且≥2m，并置于不同构架框内。

脚手架应相互连接、铺平、铺稳，不允许出现探头板，接头处必须设置两根横向水平杆，脚手架外伸长度13~15mm.外架必须经验收后才能使用，严禁用外架作为模板支撑。

安装过程新技术应用技术总结

（钢管卡箍连接、分户计量、智能化系统、管线综合平衡等）

一、消防、喷淋管道采用镀锌钢管卡箍连接 1）技术特点：

卡箍连接工艺耐腐蚀性高，抗污染性明显，耐久性好，寿命长；管道环形方向随意转动，安装快捷，三通方向随意调整好安装宜拆换；无需焊接或套丝，省去铅油、麻丝、机油等污染环境的材料，降低工人劳动强度；能减少噪音，抗震性能好，管材延长米损耗少。

2）施工准备

施工图纸齐全、完整，熟悉图纸，行业标准图、施工工艺标准及验收规范等，提前确定消防设备基础图，随土建主体做好消火栓箱的预埋洞工作。消防专用设备及主要配件，应有国家等级认证。并根据材料分段计划组织材料订购，进场材料交监理验收。根据施工需要，准备压槽机1台，扳手5把，电焊机1台，切割机1台。根据施工进度安排劳动力。

3）施工工艺流程

施工准备→干管安装→湿式报警阀安装→立管安装→支管安装→管道试压→管道冲洗→系统通水调试→竣工验收

4）过程控制

施工前，由工长指定施工技术交底，根据规范及设计要求确定施工要求。编制消防环管所在楼层吊顶及管道竖井内综合管线的排布图，并报监理、甲方审核认定；特殊工种人员必须持证上岗；安装好的管道，在土建吊洞、抹灰、喷浆、刷涂料前，要做好管道试压、分段验收及防护措施，避免被污染。

二、建筑智能化系统应用技术：

本工程系统在智能化方面涉及有：火灾报警联动系统、安全监控系统、综合布线系统、电源防雷及接地系统等。

火灾报警联动系统在每层设置手报及自动报警装置，控制室中设置远距离启动水泵装置，报警电话等。

安全监控系统设置呼叫系统，可视电话，地下车库检测系统。综合布线系统包括：有线电视系统、电话系统、网络系统等。防雷及接地采用TN-S接地系统。

四、管道井综合平衡技术：

在施工前针对综合楼管道井空间设计狭小、管道多、系统集中的情况，我们根据设计图纸及使用功能，结合楼内实际尺寸对管道井的管道布局做了二次设计平衡，重新绘制了管道走向排列施工图，消防单位和排水单位提前进行协调和管道位置的确定，使各种管路的标高、位置不冲突，布局合理，感观效果好。

建筑节能和环保应用技术总结一

（节能型围护结构应用技术加气混凝土砌体）

1、技术特点

蒸汽加气混凝土砌块只要将70%左右的粉煤灰与定量的水泥、生石灰胶结料、铝粉、石膏等按配比混合均匀，加入定量水，经搅拌成浆后注入模具发气成型，经静停固化后切割成胚体，再经高压蒸养固化而成制品，是一种新型多孔轻质墙体材料，其特点是热阻大、重量轻、具有良好的防火、隔热、保温、隔声性能；同时该产品表面平整、尺寸精确，可大大节省建筑砂浆，提高施工质量和施工进度，可以作为承重和非承重的结构材料。其技术指标应优于B06级，最好优于B05级，干缩值要小于或等于0.5mm/m，干态导热系数要小于或等于0.16W/m.k。

2、施工准备

砌筑前，应认真熟悉图纸，审核施工图纸。编制填充墙专项方案。工长编制施工技术交底，复核门窗洞口位置、洞口尺寸，明确预埋、预留位置。委托材料复试，砌筑砂浆配合比设计。蒸压加气混凝土砌块材料品种、规格、强度等级必须符合图纸要求。

机械设备：砂浆搅拌机、混凝土搅拌机、垂直运输电梯、手推车。

施工工具：水准仪、胶皮管、筛子、铁锹、灰桶、拖线板、小白线、大铲或瓦刀、夹具、手锯、灰斗、皮数杆、钢卷尺、白格网、砂浆试模等。

3、工艺要求

蒸压加气混凝土砌块砌筑操作要求

1）结构经验收合格后，把砌筑基层楼地面的浮浆残渣清理干净并进行弹线，填充墙的边线、门窗洞口位置线应准确，偏差控制在规范允许的范围内。皮数杆应立在填充墙的两端或转角处，并拉通线。

2）砌块砌筑时，墙底部应砌200mm高烧结普通砖、多孔砖或混凝土空心砌块、或浇筑200mm高同墙厚混凝土，混凝土强度等级宜为C20.3）砌筑时，应预先试排砌块，并优先使用整体砌块。须段开砌块时，应使用手锯、切割机等工具锯截整齐，并保护好砌块的棱角，锯裁砌块的长度不应小于总长度的1/3。长度小于等于150mm的砌块不得上墙。砌筑最底层砌块时，当灰缝厚度大于20mm时应使用细石混凝土铺密实，上下皮灰缝应错开搭砌，搭砌长度不应小于砌块总长的1/3。当搭砌长度小于90mm时，即形成通缝，竖向通缝不应大于2皮砌块，否则应配置直径φ4钢筋网片或2根直径φ6的钢筋，长度宜为700mm。

4）砌块墙的转角处，应隔皮纵、横墙砌块相互搭砌。砌块墙的丁字交接处，应使横墙砌块隔皮端面露头。

5）蒸压加气混凝土砌体的竖向灰缝宽度和水平灰缝厚度分别为20mm和15mm。灰缝应横平竖直。

6）蒸压加气混凝土砌体填充墙与承重结构构造柱连接的部位，应按设计要求预埋拉结筋。

7）有抗震要求的砌体填充墙按设计要求应设置构造柱、圈梁，构造柱的宽度由设计确定，厚度一般与墙等厚，圈梁宽度与墙等宽，高等不应小于120mm。圈梁、构造柱的插筋宜优先预埋在结果混凝土构件中或后植筋，预留长度符合设计要求。当设计无要求时，构造柱应设置在填充墙的转角处、T形交接处或端部；当墙长于5m时，应间隔设置。圈梁宜设置在填充墙高度中部。

8）蒸压加气混凝土砌块填充墙砌体与后塞口门窗的连,应按设计要求，当设计无要求时，后塞门窗与砌体间通过木砖与门窗框连接，具体可用100 mm长的铁钉把门框与木砖钉牢。预埋木砖时，木砖应经过防腐处理，埋到预制混凝土块中，随加气混凝土块一起砌筑，预制混凝土块大小应符合砌体模数。

9）加气混凝土填充墙砌体在转角处及纵横墙交接处，应同时砌筑，当不能同时砌筑时，应留成斜槎。砌体每天的砌筑高度不应超过1.8m。

10）切割砌块应使用专用工具，不允许用斧或瓦刀任意砍劈。11）墙体洞口上部应防治2根φ6的拉结筋，伸过洞口两边长度每边不少于500 mm.12）不同干密度和强度等级的加气混凝土不应混砌。加气混凝土砌块也不得与其他砖、砌块混砌。但因构造要求在墙底、墙顶及门窗洞口处局部采用烧结砖和多孔砖不视为混砌。

4、质量控制 1）块材和砂浆的强度等级应符合设计要求。检查块材的产品合格证书、产品性能检测报告和砂浆试验报告。

2）蒸压加气混凝土砌块不应与其他块材混砌。填充墙的砂浆饱满度及检验方法应符合要求，水平和竖向灰缝饱满度及检验方法应符合要求，水平和竖向灰缝饱满度不应小于80%，采用百格网检查块材底面砂浆的粘结痕迹面积。

3）填充墙砌体留置的拉结钢筋或网片应置于水平灰缝中，埋置长度应符合设计要求，竖向位置偏差不应超过一皮高度。

4）填充墙砌筑时应错缝搭砌。蒸压加气混凝土上砌块搭砌长度不应小于砌块长度的1/3；轻骨料混凝土小型空心砌块搭砌长度不应小于砌块长度的90mm；竖向通缝不应大于2皮。

5）填充墙砌体的灰缝厚度和宽度应正确。空心砖、轻骨料混凝土小型空心砌块砌体灰缝应为8mm----12mmQ蒸压加气混凝土砌块水平灰缝、垂直灰缝厚度宜为15mm和20mm.6）填充墙砌至接近梁、板底时，应留一定的空隙，待填充墙砌筑完并应至少间隔7天后，再将其补砌挤紧。

7）砂浆计量要求准确，立缝要排匀，留设外墙窗口同下层窗口保持垂直。立皮数杆要保持标高一致，砌砖时准线要拉紧，防止一层线松，一层线紧。构造柱砖墙应砌成大马牙槎，从柱脚开始两侧都应先退后进。构造柱内的落地灰、砖渣杂物必须清理干净，防止混凝土内夹渣。设置好拉结筋。为使砌体与砂浆之间粘结牢固，砌筑时应提前2天浇水湿润，含水率宜控制在5%-8%。砌体施工应严格按施工规范的要求进行错缝搭砌，避免墙体因出现通缝而削弱其稳定性。

建筑节能和环保应用技术总结二

（XPS外墙外保温）

1、技术特点：

外墙内保温体系采用新型保温材料和工艺做法，具备不同以往施工工艺特殊的优越性，并且采用专门的施工方法。内保温稳定了室内环境。经济效益显著，减轻建筑物的自重，节约能耗，为建筑物长期运营节约大量资金。

2、施工准备：

原材料和系统应符合《膨胀型聚苯板薄抹灰外墙保温体系》JGJ149-2003标准的要求。

施工前编制内保温专项施工方案并经施工单位技术部门和监理部门进行审批，专项工长必须通读方案并结合施工经验对班组进行文字书面交底。粘接砂浆、XPS挤塑保温板、抹面砂浆、锚固件等进场后需要按照各自规范规定的要求抽样复试，合格后方能使用。施工前可提前进行样板试验。

施工机具：铁锨、灰斗车、料斗、灰斗、大铲（铁木抹子）、小白线、线锤、钢丝刷、扫帚、水桶、2m靠尺、楔形塞尺、钢卷尺等。

3、施工工艺

①基层处理：彻底清除混凝土和后砌墙表面浮灰、油污、脱模剂、空鼓和风化物等影响粘接强度的材料。

②对新建工程的结构墙体，应用2m靠尺进行检查，平整度最大偏差不得超过4mm。

③为增加挤塑板与基层及面层的粘接能力，应对挤塑板粘接面使用钢丝刷打毛处理，外表面使用专用界面进行处理。

④配制专用粘接砂浆：先加入适量水，然后加入粘接砂浆干粉，使用手拿电动搅拌器搅拌，搅拌时间不少于10分钟，防止起团，使粘接砂浆到达一定强度，每次配料2小时用完，禁止隔夜使用。

⑤涂抹专用的粘接砂浆：用抹子在每块挤塑板周边抹宽50mm厚10mm的专用粘接砂浆，两端与板边粘结撒砂浆留50mm排气孔，再在挤塑板分格区内抹直径为100mm，厚度为10mm的灰饼6个，涂抹粘接砂浆面积不得小于板面积的40%。

⑥安装挤塑板：挤塑板涂抹完粘接砂浆后，将其迅速粘贴墙面，然后用2米靠尺压平，保证平整度和粘接牢靠，板与板间紧密不留缝隙。门窗洞口墙面等处的挤塑板上预粘玻纤网。

4、质量控制

由于目前国家规规范对于XPS保温板体系验收规范尚不完善，本工程按照陕2005J12的质量验收标准进行检查和控制。保证成品的表面平整度，垂直度，阴阳角方正，分隔缝的平直。

锚固件的个数必须按照方案进行安装。钻孔时，钻头规格要选用合适，避免锚固件螺丝滑丝。材料配比严格按照方案进行。成品的平整度的保证外墙瓷砖顺利粘贴的前提，必须在施工时进行适当调整。保证足够的粘接面积，必须大于板面积的40%。建筑防水新技术应用技术总结一

（建筑防水涂料应用技术JS）

一、技术特点：

宝鸡高新大厦工程位于C段主楼为钢筋混凝土现浇框架剪力墙结构，地下一层，地上二十八层，层面以上局部二层，裙楼均为地下一层，地上四层。

屋面采用JS复合防水涂料进行施工。JS聚合物水泥基防水涂料的主要特点：冷施工、无毒、无味、无污染。可在潮湿基面施工。可厚涂，施工简单方便，干燥固化速度快。涂层具有一定的透气性，即使基层潮湿也不会发生防水层起鼓现象。与基层具有良好的粘接性，有优良耐候性。

一、施工准备

施工前，工长须制定相应的施工技术交底，根据规范及设计要求确定施工要求。基层必须平整、牢固、干净，无积水，无渗漏。不平处需先找平，渗漏处需先进行堵漏处理。

JS聚合物水泥基防水涂料，有出厂检验证明、产品合格证及性能检测报告，并对其进行抽样复检，合格后进行使用。材料品种、规格、性能等技术指标应符合现行国家产品标准和技术要求。防水材料进场后，存放在干燥通风处，严防雨水侵入受潮。

二、工艺流程：

基层检查、清扫、修补----细部处理----JS聚合物水泥基防水涂料（SBS卷材防水粘贴）----清理检查----质量验收 机具准备：平铲、扫帚、滚动刷、剪刀、卷尺、拍刷、粉笔、安全帽、工具箱、刮板、钢丝刷、手提式电动搅拌器。

需要将突出基层表面的异物、砂浆疙瘩进行铲除，并将尘土杂物清理干净，阴阳角、管道根部需要仔细清理，污物和铁锈需要用砂纸或钢丝刷予以清理干净。基层和变形缝隙、管道连接处阴阳角作成均匀一致、平整光滑的折角或圆弧。阴阳角处、管道周围应刷一层防水附加层，宽度、高度不小于300mm.配料先加水，后用搅拌机徐徐加入粉料，搅拌均匀直至料中不含有粉团（搅拌时间5分钟，用手提电转搅拌）。

三、细部做法按照JS聚合物水泥基防水材料的正常做法2mm后涂法分三到四遍完成，每遍厚度控制在0.5-0.6mm.第一道防水设必须在建设单位和监理单位验收及闭水试验合格后方可进行下一道工序。第二道防水按照以上做法达到设计厚度及各项标准后做闭水试验合格后方可进行下一道工序。防水涂料采用滚子和刮板涂覆，各层之间的时间间隔以前一层涂膜干固不粘为准（在温度为20度的露天条件下，不上人施工约3小时，上人施工约5-6小时），现场温度低、湿度大、通风差，干固时间长，反之短些。防水涂料应先按涂立面、节点，后涂平面的顺序进行施工。第二遍涂料施工，涂刮的方向必须与第一遍方向垂直，以后以此类推。

防水层施工完固化后应作蓄水试验：蓄水厚度最薄处不小于20mm，蓄水时间为24小时，验收合格后再进行下道工序。

四、质量控制： 1）所以防水材料必须有出厂合格证，质量检验报告和现场抽样复检合格报告。

2）防水层不得有渗漏和积水现象。

3）防水层的最小厚度不应小于设计厚度的80%。

4）防水层与基层应粘结牢固，表面平整、涂刷均匀、无流淌、褶皱、鼓泡等缺陷。

五、成品保护：

1）当涂膜没有完全固化前，施工面严禁踩踏，保持干净。2）室内已安装完的管子、地漏等再不能动。3）施工时不得污染墙面及其它施工成品。

建筑防水新技术应用技术总结三

（新型防水卷材应用技术氯化聚乙烯卷材）

宝鸡高新大厦屋面和地下室外墙面防水采用氯化聚乙烯卷材进行施工。该防水卷材强度、延度较好，施工方便，延长了防水卷材的使用寿命。

一、技术准备：

1）施工前项目施工人员对屋面防水进行详细了解，掌握施工中各细部构造及有关设计要求。

2）防水工作应由具备相应资质的防水专业队伍进行施工。3）作业人员应持有建设部门颁发的上岗证。

二、机具准备：

所需机具有：胶刷、滚边、长把滚动刷、腻子刀、油漆刷、钢卷尺、剪刀、扫帚、挂绳、灭火器等。

三、材料准备：

1）材料的品种、规格、性能等技术指标应符合现行国家产品标准和设计要求。

2）所以进场材料必须有出厂合格证，并现场抽样复试合格后方可使用。

四、施工条件：

1）找平层应平整、坚实、无空鼓、无起砂、无裂缝、无松动掉灰、无明水。2）找平层与突出的屋面的女儿墙、烟道、设备底部的交接处以及基层的转角处应做成弧形（半径≥50 mm）。

3）水落口周围直径500 mm范围内的坡度不小于5%。4）防水施工严禁在0℃以下施工，保护层施工不得低于5℃.5）基层下所有工序已报验，并通过监理验收合格。

五、施工工艺及工业流程

基层清理—基层处理剂—防水附加层—铺贴防水卷材—做保护层

1）检查找平层：

检查找平层是否存在凹凸不平、起砂、起皮、裂缝、预埋件固定不牢等缺陷并应及时进行修补。

2）对泛水、水落口应作增强处理。

3）铺贴时先在基层上刷胶，展开卷材刷胶。等胶干到一定程度后立即滚铺卷材，并輥压粘结牢固。卷材铺贴搭接部位应满贴，搭接长度为80mm，短边为100mm。

4）防水保护层采用细石混凝土，缝宽度为20mm，并嵌填沥青砂浆。

六、成品保护

1）已做好的卷材防水层，应采取措施进行保护，严禁在防水上进行施工作业和运输，并应及时做防水保护层。

2）凸出屋面的管道，支架等，防水层施工完工后不得在变动。3）屋面施工时不得污染墙面及其它施工完的成品。

七、质量标准

1）所用材料必须符合质量标准及设计要求，并对现场的材料进行抽样复检。

2）防水屋面施工完成后，作屋面淋水试验（要求中雨以上并持续24小时），并做好淋水记录，做到无渗漏、无积水。

3）防水层的搭接缝应粘牢、密封严密，不得有褶皱、翘边和鼓泡等缺陷；收头应与基层粘结牢固，缝口严密；细部构造严格按设计要求施工。

4）卷材铺贴方向应正确。

八、应注意安全事项

1）施工前必须做好安全技术交底。

2）所用防水卷材均为易燃品，存放及施工中注意防火，必须备齐防火设施及工具。

3）操作者必须戴好口罩、袖套、手套等劳保用品。

项目管理信息化技术应用技术总结

信息的传递是一个动态的过程，及时掌握最新和准确的信息对于掌握市场发展动向和判断决策提供客观的依据，作为生产一线的施工单位，本身就具有流动性大的特点，就是兄弟单位之间也缺乏必要的信息沟通，单位部门间的信息传递也经常出现问题。而我国目前的通讯和网络技术已近非常成熟，如果能够在此基础上加以利用，可以带来事半功倍的效果。

1、掌握和熟练运用日常办公软件

W ord、Excel、project作为微软公司开发的软件，被大多数人长期的使用和磨合，已经非常稳定，少有BUG。而很多国人开发的专业施工类软件，或多或少存在一定的缺陷。给使用上带来不便。掌握基础软件十分有用。

2、项目管理部人员自购电脑和学习电脑

培养学电脑，用电脑的兴趣爱好，充分利用高科技给我们带来的便利，结合自身工作学习需要搜集相关资料，同时交流和分享资源。

3、标书、施工组织设计、现场平面布置

本工程投标、预算、施工组织设计等的编制均采用计算机及相关软件，克服了计算过程中人为因素的影响，减少了劳动强度，也方便了资料的收集整理和保存，取得了较好的效益。

4、模版脚手架CAD设计

本工程全钢大模板采用CAD设计，各部位模板有不同颜色进行区分，并附有详细的结点图和计算书，脚手架布置图采用CAD。

5、资料管理软件：工程资料采用专业资料软件辅助制作。

6、项目购置电子监控设备一套，硬盘录像机、电子云台摄像头、监视器，在塔吊顶部、消防水池、钢筋棚、安全通道处各设置一台。降低了值班人员的工作强度，提高了工作效率，及时获取第一手的施工进度资料，加强了施工现场周边环境的安全治安监督。

质量证明

附件一

工程项目获取的荣誉及证书

高性能混凝土配制技术 篇3

【关键词】混凝土；生产工作；水泥

在我国，水泥与混凝土两者分属于两个行业，然而随着水泥配置混凝土技术的不断发展，两个行业之间实现了信息的互通有无，水泥配置混凝土的不同生产工作对其性能的影响，已经成为两个行业工作者共同关系的问题，本文将针对不同生产方式在水泥配置混凝土时表现出来的性能进行研究，希望对相关部门有所帮助。

1.磷渣掺合料对水泥混凝土性能影响分析

磷渣作为一种工业废渣，它曾一度被人们忽视，如今，随着相关应用技术的发展，磷渣在不同行业被广泛应用。磷渣资源的开发为混凝土掺合料的利用提供了便利条件，并因此产生了极大的技术与社会效益，那么究竟磷渣掺合料对水泥混凝土性能影响有哪些呢？

1.1影响混凝土强度

磷渣必须在一定的外界条件下才能进行水化，即必须以氢氧化钙作为激发剂方能实现水化，同时，磷渣对于水泥而言具有缓凝作用，进而促使磷渣混凝土初期强度有所降低。然而，据一般规律而言，如果水泥在早期的时候就被抑制，它的晶体“生长发育”条件好，那么其水化产物的质量将会明显提高，水泥石的结构也会更加严密，气孔直径随之变小，从而有利于混凝土后期强度发展。另外，磷渣较高的活性特点将在其二次水化反应过程中提高水泥石强度，改善界面结构与孔径分布，最终促使混凝土后期强度提高。

1.2影响混凝土凝结时间

磷渣对于水泥混凝土的缓凝作用原因主要体现在两个方面。一方面液相中[PO4]3-等磷酸根离子的出现极大影响了AFt的形成，而另外[SO4]2-离子对“六方水化物”向C3AH5的转化造成了阻碍。具体而言，当P2O5与石膏处于同一环境是，两者之间的复合作用将延缓C3A的水化进程，也就是说C3A的水化仅仅停留在生成“六方水化物”的阶段，而没有AFt与C3AH5的生成。另一方面，依据缓凝剂的作用机理，在掺入磷渣后，便相应的降低了铝酸三钙的成分，从而实现磷酸缓凝增强效果。

1.3影响混凝土水化热过程

上文的分析中，可以知道磷渣对于混凝土而言具有较大的缓凝作用，从而有效延缓了水泥水化速度，使其水化率大大降低，并且延缓了放热峰出现的时间。与此同时，磷渣在掺入后使得水泥含量在一定程度减少，进而减少了凝结期水化热，最终使其总水化热得到显著降低。

1.4影响混凝土耐久性

磷渣自身较高活性特点，使其在掺入混凝土时在相当程度上促进了火山灰反应，从而增加混凝土中有效胶结产物数量，并且极大程度的改善了孔结构，包括孔径的细化、孔隙率的降低等等，提升了混凝土强度与抗渗性。尽管磷渣在掺入混凝过程中影响范围极大，但是对于混凝土碱度而言，其影响不大，从而提高了其抗碳化与抗冻性能力。此外，通过相关文献资料查阅显示，如果磷渣掺量高达70%时，钢筋将处于钝化状态，可见磷渣掺入混凝土中并不会降低其本身的护筋性。

简言之，磷渣掺入的生产工作方式对于水泥混凝土的性能影响主要体现在缓凝作用、水热化作用、混凝土强度、凝结时间、抗裂性、耐久性等方面。

2.水灰对水泥配置混凝土的性能影响

研究水灰与水泥混凝土的关系可以从混凝土强度表达式着手，C/W表示水灰与混凝土强度成正比，也就是说水灰比值越小，混凝土的强度也就越大；反之，则越小。水灰比以及混凝的捣实度都对混凝土的体积具有不容忽视的影响，而其中水灰比与孔隙率之间的关系是最为关键的因素。它们对水泥浆基体与粗骨料间过渡区两者的孔隙率有着较大影响，而水泥在水化过程中的孔隙率则取决于水灰比，因此，水灰比与混凝土捣实程度影响着其体积。如果混凝土当中的配料被充分捣实，那么混凝土的强度将随着水灰比的下降而提升。如果用同一种水泥，在水灰比越小的情况下，骨料粘结力将越大，混凝土强度则越高。

3.粗集料对混凝土性能的影响

形状、结构以及最大尺寸等是集料尤为重要的参数，而集料强度不太重要，一般而言，集料强度与混凝土设计抗压强度相比要高。在承载过程中混凝土中集料承受应力要极大的超过混凝土抗压强度。

骨料颗粒的整体结构构造以及颗粒大小常常对混凝土过渡区特性造成影响，进而直接造成对混凝土强度的影响。相关实验表明，如果增大骨料粒径将会对高强混凝土起到反作用，而低强度混凝土在一定的水灰比情况下，其骨料粒径则无明显影响，此外，在同一条件的基础上，用钙质代替硅质骨料将会明显改善混凝土强度。

4.细集料对混凝土性能的影响

细集料与粗集料相比，其品种对混凝土强度的影响程度较小，因此，在混凝土的相关公式中并没有显示出砂对混凝土强度的影响，然而实际上砂的质量对混凝土强度是具有一定影响力的。在实际施工现场中，砂石的质量变化相对较大，针对这一情况，现场工作人员必须根据实际要求保证砂石质量，同时结合现场砂含水率对水灰比进行及时调整，从而保证混凝土配合比，避免将试验配合比与施工配合比混为一谈。

5.混凝土工艺对混凝土本身性能的影响

5.1影响主要体现在两方面，一方面混凝土工艺中将混合活性矿物掺合料，从而影响混凝土强度粉煤灰与矿渣等掺合料对于混凝土强度的影响是不容忽视的，尤其表现在大体积混凝土中，能起到很好的降低水热作用，并且可以降低其裂缝出现，从而提高混凝土后期强度。

5.2另一方面，混凝土外加剂的添加将对混凝土强度造成影响。其中最普遍的外加剂有减水剂，减水剂的主要作用就是控制混凝土流动性，因为拌制混凝土具备一定的流动性才能进行施工，在传统的混凝土配置过程中，添加的总水量一般是水泥所需水分的两倍以上，而其中多余的水分从当中渗出来将形成大量的空隙，从而使混凝土强度大大降低，目前减水剂的使用就是为了最大程度的克服这种情况出现，合理配置混凝土拌合用水量，从而增强混凝土自身强度。

6.混凝土施工技术对混凝土性能的影响

其影响主要包括这些方面：模板对混凝土强度的影响，在实际工作中，一旦模板以及支架出现任何问题将直接影响水泥混凝土的强度；混凝土浇筑质量的其强度的影响，在施工当中，工作人员一定要将混合物搅拌均匀，并且浇筑之后务必将其捣实，通过良好的养护加固混凝土强度；拆模对混凝土的影响，如果在混凝土强度不够的情况下进行支撑模板的拆除，将极容易造成混凝土梁、版的裂缝出现，从而影响混凝土强度；养护质量影响混凝土强度，混凝土在成型之后要在一定的条件下进行养护工作，养护工作的好坏将直接影响混凝土硬化后的强度级其他性能。

参考文献：

[1]吴笑梅，樊粤明，林东，陈东河，张艳铃. 不同生产工艺的水泥配制混凝土的性能研究[J]. 水泥，2005，04：1-5.

[2]徐铜鑫. 不同熟料矿物含量的水泥配制混凝土部分性能的研究[D].华南理工大学，2012.

[3]林远煌. 基于低水泥熟料的高性能混凝土低碳化配制技术研究[D].广州大学，2012.

[4]张金. 水泥类型和砂对高性能混凝土的性能影响及开裂风险分析[D].浙江大学，2014.

[5]黄洪胜. 混合砂混凝土性能与应用研究[D].重庆大学，2005.

超高强高性能混凝土的配制研究 篇4

随着社会和科学技术的进步, 一些高层大跨、有特殊功能要求的重要建筑不断出现, 如高层建筑、大跨或超大跨径的桥梁等, 要求混凝土必须朝着有更高的强度、更好的耐久性、更优的可靠性方向发展, 这些需求促成了高强高性能混凝土乃至超高强高性能混凝土的出现和发展[1,2]。目前, 超高强高性能混凝土已成为水泥基复合材料发展的重要方向之一[3,4]。配制高强超高强混凝土, 最常用也最现实的技术手段为:高强度等级高掺量水泥+高效减水剂+高效掺合料;然而, 较高水泥用量和较低水胶比配制的高强混凝土水化温升高、自收缩大, 易导致高强混凝土的开裂, 严重制约了高强混凝土的发展及工程应用[5,6]。为此, 设计配合比时必须在保持混凝土拌合物具有足够和易性和力学性能的前提下, 一方面, 优化胶材粉体级配和提高胶材堆积密度, 降低胶材总量和水泥用量, 降低混凝土水化温升;另一方面, 掺加对混凝土微结构和宏观性能影响较小的自养护材料, 改善混凝土内部湿度变化, 降低混凝土的自收缩。

由于矿物微粉粒径小于水泥颗粒粒径, 掺入后能置换一部分水泥, 填充在水泥及其水化产物的微小空隙里, 提高水泥石的密实度, 从而提高混凝土的强度及其它性能。沸石粉是一种多孔结构材料, 自然状态下, 其吸附大量的水分与空气;在混凝土拌合过程中、由于沸石粉的亲水作用, 水分迅速进入沸石粉内部, 原来的气体被排放到混凝土拌合物中;在混凝土硬化过程中, 沸石粉内部吸附的水分又可逐渐排放出来, 以改善混凝土内部湿环境, 降低混凝土的自收缩[6]。

本文并通过调整不同细度粉体的比例, 优化胶凝材料粉体最紧密堆积, 并在此基础上系统研究了胶材用量和水胶比对混凝土工作性能和抗压强度的影响;同时开展了多孔粉体材料———沸石粉配制超高强混凝土的试验研究, 以期为超高强高性能混凝土配制及沸石粉在超高强高性能混凝土中的应用提供借鉴。

1 原材料和试验方法

1.1 原材料

1.1.1 水泥、粉煤灰与硅灰

试验采用水泥为湖北某水泥厂生产的P·Ⅱ52.5级水泥, 其基本性能如表1所示;微珠为天津某新材料科技有限公司生产;矿粉为湖北武新S95矿粉;硅灰为艾肯硅灰;沸石粉为湖北鄂州生产, 其基本性能指标如表2所示;水泥和矿物掺合料的粒径分布如表3所示, P·Ⅱ52.5级水泥、S95矿粉、沸石粉D50分别为15.00μm、16.00μm、16.19μm, 细度相近, 在本文中将它们视为同一细度的粉体, 其比例变化视为不影响胶凝材料粉体的堆积密度。

图1、图2分别为微珠和沸石粉扫描电子显微图片。由图1可以看出, 微珠多为微小光滑的球体颗粒;由图2可知, 沸石粉是一种多孔结构颗粒。

1.1.2 集料

试验采用湖南岳阳河砂, 细度模数2.7%, 泥块含量0, 含泥量0.8%, 表观密度2620kg/m3, 堆积密度1530kg/m3;采用重庆卵碎石, 5~16mm全级配碎石, 泥块含量0, 含泥量0.5%, 压碎值3.0%, 针片状颗粒含量4%, 表观密度2670kg/m3, 堆积密度1550kg m3。

1.1.3 外加剂

高效减水剂选用聚羧酸高效减水剂, 固含量25%, 减水率28%。

1.2 试验方法

1.2.1 原材料粒径分布测试

采用LS-C (III) 型干湿二合一激光粒度仪测试水泥和矿物掺合料的粒径分布。

1.2.2 压实体堆积密度测试

本试验采用机械压力法制备复合水泥干粉压实体[7,8], 并测试压实体空隙率来反映初始颗粒的堆积情况。

1.2.3 新拌混凝土工作性能

按照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行测试;采用简易粘度计法 (用倒置的坍落度筒测定混凝土的排空时间) 检测混凝土粘聚性;同时按照JGJ/T 283—2012《自密实混凝土应用技术规程》中U型箱法检测混凝土的自密实效果。

1.2.4 混凝土抗压强度测试

混凝土强度试验按照GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行。本文混凝土试件尺寸为100mm×100mm×100mm。

1.2.5 混凝土自收缩测试

按照GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行测试, 早龄期收缩采用非接触法, 测试仪器选用CABR—NES型非接触式混凝土收缩变形测定仪, 测试高强混凝土的自收缩。

1.2.6 SEM测试

采用了日本电子公司JSM-6490LV扫描电子显微镜对微珠颗粒进行扫描电子图像分析。

2 复合水泥粉体堆积密度试验

本试验微珠分别按质量分数0、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%和40%取代水泥;硅灰-微珠-水泥三元体系, 微珠和硅灰总掺量为30%, 硅灰按质量分数3%、5%、8%、10%取代微珠。

微珠-水泥二元体系和硅灰-微珠-水泥三元体系空隙率的变化规律分别如图3 (a) 、图3 (b) 所示。

由图3 (a) 可看出, 当微珠掺量在30%附近时, 复合水泥粉体的压实体空隙率达到最低, 达到最紧密堆积。由图3 (b) 所示, 微珠和硅灰复掺总量为30%时, 随着硅灰掺量在0~10%范围内增加, 复合水泥粉体的压实体空隙率呈现先降低后增长的趋势, 硅灰掺量为8%时, 三元复合粉体的压实体空隙率达到最低, 密实度最大, 微珠和硅灰复掺更有利于降低三元体系的压实体空隙率。

3 超高强混凝土的配制研究

超高强混凝土配合比设计胶材总量600~1000kg/m3、砂石骨料总量1730kg/m3不变、固定砂率40%、固定水胶比0.20, 其中, 水泥用量、矿粉、微珠和硅灰分别占胶凝材料总量50%、20%、22%和8%。

3.1 胶材总量对混凝土工作性能和抗压强度的影响

不同胶材总量超高强混凝土配合比及混凝土工作性能和抗压强度分别如表4和表5所示。在砂石骨料总量、砂率和水胶比相同情况下, 胶材总量在600~1000kg/m3范围内时, 随着胶材总量的增加, 混凝土的工作性能逐渐提高, 外加剂掺量逐渐减少, 坍落扩展度逐渐增大, 倒筒时间逐渐缩短。

分析表4和表5可知, 随着胶材总量的增加, 混凝土抗压强度呈现先增加后降低的变化规律。当胶材总量在600~700kg/m3范围时, 随着胶材总量的增加, 混凝土抗压强度逐渐增加;当胶材总量超过700kg/m3范围时, 继续增加胶材总量, 混凝土的抗压强度呈现降低的趋势。胶凝材料用量在650~750kg m3范围时, 混凝土抗压强度值较高;其中胶凝材料用量700kg/m3时, 混凝土60d抗压强度在133.6MPa, 90d抗压强度在139.5MPa。

3.2 水胶比对混凝土工作性能和抗压强度的影响

在胶材总量对超高强混凝土工作性能和抗压强度试验基础上, 开展胶材总量700kg/m3、水胶比在0.20~0.14范围时, 超高强混凝土工作性能和抗压强度试验。表6和表7分别显示不同水胶比超高强混凝土配合比及混凝土工作性能和抗压强度数据, 随着水胶比的降低, 混凝土外加剂掺量大幅增加, 混凝土坍落扩展度逐渐降低、倒筒时间逐渐增加。

kg/m3

kg/m3

同时, 还可看出, 当水胶比在0.20~0.16范围时, 随着水胶比降低, 混凝土的抗压强度呈增加趋势;当水胶比由0.16降低至0.14时, 超高强混凝土抗压强度没有继续增加, 反而在一定程度上降低了。当水胶比由0.20降至0.18时, 超高强混凝土60d和90d抗压强度分别增加4.7MPa和7.7MPa;当水胶比由0.18降至0.16时, 超高强混凝土60d和90d抗压强度分别增加8.2MPa和12.6MPa;当水胶比由0.16降至0.14时, 超高强混凝土60d和90d抗压强度分别降低3.1MPa和4.0MPa。当胶凝材料总量700kg/m3、水胶比0.16时, 超高强混凝土60d和90d抗压强度分别为146.5MPa和159.7MPa。

4 沸石粉配制超高强混凝土

4.1 沸石粉掺量对混凝土工作性能和抗压强度的影响

沸石粉超高强混凝土配合比及混凝土工作性能和抗压强度分别如表8和表9所示。可以看出, 随着沸石粉取代矿粉质量的增加, 混凝土坍落扩展度呈降低趋势, 倒筒时间呈增加趋势。由于沸石粉的蓄水作用, 导致相同水胶比下混凝土拌合物需水量增加, 混凝土工作性能降低[9]。

同时, 分析表6和表7, 当沸石粉掺量为4%时, 混凝土60d和90d抗压强度分别为136.7MPa、148.1MPa, 同比抗压强度分别降低4.7%和6.0%, 抗压强度降幅较小;当沸石粉掺量为6%时, 混凝土60d和90d抗压强度分别为128.9MPa、135.8MPa, 同比分别降低10.2%和15.0%, 降幅较高。

4.2 沸石粉掺量对混凝土自收缩性能的影响

图4显示沸石粉超高强混凝土自收缩的规律。可以看出, 未掺沸石粉时, 混凝土3d和7d自收缩值分别为万分之1.16和万分之2.06;沸石粉掺量为4%时, 混凝土3d和7d自收缩值分别为万分之0.91和万分之1.82;沸石粉掺量为6%时, 混凝土3d和7d自收缩值分别为万分之0.53和万分之1.51。由于沸石粉孔穴内部的电场和极性作用, 使沸石粉具有较高吸附容量的特点[6];水是极性很强的分子, 故在混凝土拌合过程中很容易被沸石粉吸收, 随着水化龄期的延长, 被沸石粉吸收的水会不断释放出来补充混凝土内部的毛细管水, 改善混凝土内部毛细管水分和相对湿度, 降低毛细管负压, 从而降低混凝土的自收缩。

kg/m3

同时, 当沸石粉掺量为4%时, 混凝土的3d和7d自收缩分别降低了约21.6%和11.7%;当沸石粉掺量为6%时, 混凝土3d和7d自收缩分别降低了约54.3%和26.7%。可见, 沸石粉可以降低超高强混凝土的自收缩, 这种降低作用在早期尤为明显。

5 结论

(1) 在硅灰-微珠-水泥三元粉体中, 微珠和硅灰总掺量30%、硅灰掺量在0~10%范围内, 随着掺量的增加, 复合粉体空隙率呈现先降低后增长的趋势;硅灰掺量为8%时, 复合粉体的压实体空隙率达到最低, 堆积密实度最大。

(2) 在砂石骨料用量1730kg/m3、砂率40%和水胶比0.20的相同条件下, 胶材总量在600~1000kg/m3范围时, 随着胶材总量的增加, 混凝土工作性能逐渐提高, 抗压强度呈现先增加后降低的变化规律;胶凝材料用量在650~750kg/m3范围时, 混凝土工作性能和抗压强度较优。

(3) 当砂石骨料总量1730kg/m3、砂率40%、胶材总量700kg/m3、水胶比在0.20~0.14范围时, 随着水胶比的降低, 混凝土的抗压强度呈现先增加后降低趋势;当水胶比为0.16时, 混凝土强度最高, 60d和90d抗压强度分别为146.5MPa和159.7MPa。

(4) 当胶凝材料总量700kg/m3、水胶为0.16时, 掺4%沸石粉混凝土比不掺沸石粉混凝土60d和90d抗压强度分别降低约4.7%和6.0%, 降幅较小;3d和7d自收缩值分别降低约21.6%和11.7%, 降低自收缩效果明显。

摘要：研究了复合水泥粉体压实体空隙率的变化规律, 优化了混凝土胶材组分, 并研究了胶料总量、水胶比对超高强混凝土工作性能和抗压强度的影响。在以上研究基础上, 开展了沸石粉配制超高强高性能混凝土的试验研究。结果表明, 微珠掺22%, 硅灰掺8%, 复合粉体空隙率最低, 堆积密度最大;胶凝材料总量700kg/m3, 水胶比0.16时, 混凝土抗压强度最高, 60d和90d抗压强度分别达146.5MPa和159.7MPa;掺4%沸石粉配制的超高强混凝土60d和90d抗压强度分别为136.7MPa和148.1MPa, 比不掺沸石粉的混凝土抗压强度分别降低约4.7%和6.0%, 降幅较小;混凝土3d和7d自收缩值分别为万分之0.91和万分之1.82, 比不掺沸石粉的混凝土分别降低约21.6%和11.7%, 降低混凝土的自收缩作用明显。

关键词：微珠,沸石粉,超高强混凝土,抗压强度,自收缩

参考文献

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[3]蒲心诚, 王冲, 刘芳, 等.特超强高性能混凝土的研制与展望[J].混凝土与水泥制品, 2008 (2) :1-5.

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[5]万朝均.高强超高强高性能混凝土配合比设计经验探讨[J].混凝土, 2002 (3) :41-43.

[6]徐根洪.天然沸石粉作为混凝土掺合料的作用机理[J].西部探矿工程, 2004 (5) :164-165.

[7]沈业青.水泥压实体结构的评价与其硬化体的孔结构及性能[D].南京:南京工业大学, 2010.

[8]杨文, 程宝军, 刘小琴.微珠对水泥基胶凝材料性能的影响研究[J].混凝土, 2013 (5) :109-111.

高性能混凝土配制技术 篇5

1 配制基本原理

1.1 配制要求

制备自密实饰面混凝土的原理是通过外加剂、胶凝材料和粗细集料的选择搭配来进行配合比设计,保证混凝土的粘聚性、匀质性和保水性,使混凝土内部的屈服剪切应力τ减小到适宜范围,同时又具有足够的塑性粘度η,使集料悬浮于水泥浆中,不出现离析和泌水现象,能自由流淌充分填充钢筋间的空间,形成密实且均匀的结构。同时还要考虑混凝土饰面的表观效果,保证原材料的稳定性以及混凝土良好的粘聚性、保水性。

1.2 配合比设计

自密实饰面混凝土的配合比设计,和普通混凝土配合比设计有着较大的不同,普通混凝土配合比设计主要是依据混凝土的强度等级进行配合比设计的,而自密实饰面混凝土则对工作性及成型后的表观质量提出了更高的要求。

配制自密实饰面混凝土时,首先选择外加剂、胶凝材料、粗细集料等原材料,然后根据混凝土的配制强度、水胶比、用水量、砂率、粉煤灰、膨胀剂等参数,再根据混凝土强度及工作性能反复调整,以满足自密实饰面混凝土的流动性、钢筋间隙通过性及抗离析性的要求。

2 原材料的选择

2.1 水泥

水泥的选择直接影响到自密实饰面混凝土的粘聚性、匀质性和保水性。试验采用山西省天脊集团水泥有限公司生产的P.O52.5/P.O- 03- 011水泥。

2.2 粗骨料

粗集料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、颜色均匀、洁净、线膨胀系数小、非活性的碎石,也可采用碎卵石,不宜采用砂岩碎石。

通过实地考察比较,选用山西省壶关鑫磊建材有限公司生产的碎石。碎石的压碎指标在8%左右,针片状含量在5%左右,碎石进场严格分级运输、分级堆放、分级计量。

2.3 河砂

细集料选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小、非活性的洁净天然中粗河砂,也可以选用人工砂,不宜使用山砂,不得使用海砂。砂的级配不好、含泥量及泥块含量过大,混凝土易产生泌水及混凝土硬化后表观颜色不均,并且严重影响混凝土力学性能和耐久性能。通过大量实地考察,选用湖北隆尧生产的天然中砂。

2.4 混凝土外加剂

选用高效缓凝型减水剂,外加剂的缓凝作用可使水泥水化放热速率减慢,有利于热量消散,能使混凝土内部温升降低,并且能够有效控制混凝土拌和物坍落度的经时损失,满足施工需求,工程选用山西凯迪KDNOF-1型的高效减水剂,主要技术参数如表1所示。

2.5 水

采用当地自来水。

3 配合比设置

为了算出最优配合比,初步配合比设置如表2所示。

4 含砂率对自密实饰面混凝土性能的影响

新拌混凝土工作性能如表3所示。

1)由图1可以看出,在混凝土中水泥含量在一定范围内,高性能自密实饰面混凝土的扩展度随着单位体积水泥用量增加而增加。当砂率含量为43%时,每立方米水泥用量为330 kg时,混凝土的扩展度为620 mm;每立方米水泥用量为350 kg时,混凝土的扩展度为665 mm。

2)当高性能自密实饰面混凝土中单位体积水泥用量相同时,扩展度随着含砂率的增加而增加。从图1可以看出,当单位水泥含量为350 kg/m3时,含砂率为43%,45%,48%,50%时,扩展度分别为665 mm,670 mm,710 mm,720 mm。

3)从表3第5号～第8号实验组可以看出,在一定含砂率范围内,混凝土28 d强度随着含砂率的增加而减少。从图2可以看出,当单位水泥用量为350 kg/m3,含砂率分别为43%,45%,48%,50%时,混凝土28 d强度分别为53.5 MPa,48.2 MPa,41.8 MPa,40 MPa。

5 工程应用

5.1 工程概况

长安高速公路长治—平顺段项目全长约6 km,需要浇筑的自密实饰面混凝土浇筑量约为5.86万m3,工程质量要求高,需要严格控制高性能自密实饰面混凝土的配制,从源头控制混凝土质量,保证成型后的混凝土满足国家规范中关于清水混凝土的质量要求。

5.2 混凝土配制及应用效果

按照10号配合比微调,胶凝材料和砂石掺量均不变,适当调低水灰比和减水剂掺量,并降低缓凝剂葡萄糖酸钠的掺量。

在施工中,高性能自密实饰面混凝土满足施工要求,能满足对流动性、钢筋间隙通过性、抗离析性的要求;并且配合混凝土浇筑、养护及模板技术,最终混凝土质量达到了清水混凝土相关标准的要求,同时配制出的自密实饰面混凝土耐久性良好,其28 d收缩率仅为1.29‱,28 d加速碳化深度不足1 mm,耐久性能良好。

6 结语

1)水泥含量在一定范围内,高性能自密实饰面混凝土的扩展度随着单位体积水泥用量增加而增加。2)当高性能自密实饰面混凝土中单位体积水泥用量相同时,扩展度随着含砂率的增加而增加;在一定含砂率范围内,混凝土28 d强度随着含砂率的增加而减少。3)高性能自密实饰面混凝土对混凝土原材料要求较高,必须进行严格的原材料质量把关,其配合比设计只能通过理论计算预先估算,再通过实验做进一步的调整,才能满足要求。

摘要：介绍了高性能自密实饰面混凝土的配制原理、原材料的选择,通过混凝土配合比的初步设计、试验调整,配制出满足要求的自密实饰面混凝土,并成功应用在实际工程中,对今后高性能自密实饰面混凝土的推广应用提供了指导。

关键词：高性能混凝土,自密实饰面混凝土,配合比,含砂率

参考文献

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[3]赵筠.自密实混凝土的研究和应用[J].混凝土,2003(6):8.

高性能混凝土配制技术 篇6

海工高性能混凝土除具有良好的力学性能外, 同时还兼具高耐久性, 特别是高抗氯离子渗透性, 其性能远远优于传统普通混凝土。本文主要以广深沿江高速公路为依托, 结合工程设计要求, 通过正交设计配制出适应于海洋环境下的承台墩柱混凝土C40, 多种技术措施的综合运用大大提高混凝土结构耐久性, 确保工程结构设计安全使用寿命。

1 原材料及测试方法

1.1 原材料

水泥为东莞华润水泥厂生产的P.Ⅱ42.5硅酸盐水泥;细集料为广东西江中砂, 细度模数为2.80;粗集料为惠州博罗金业石场, 5～25mm连续级配碎石;粉煤灰为东莞沙角电厂Ⅰ级灰;矿粉为柳州台泥新型建材有限公司生产的S95级矿粉减水剂为江苏博特新材料有限公司生产的高性能聚羧酸减水剂PCA;阻锈剂为建研建材有限公司生产的MS-601有机复合型阻锈剂。

1.2 测试方法

混凝土拌合物坍落度参考《水工混凝土实验规程》DL/T5150-2001中混凝土拌合物坍落度实验方法;混凝土抗压强度参考《水工混凝土实验规程》DL/T5150-2001中混凝土立方体抗压强度测试方法;混凝土抗氯离子扩散系数参考《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ275-2000中混凝土抗氯离子渗透性标准实验方法-RCM法。

2 试验结果分析

2.1 化学外加剂对海工高性能混凝土性能的影响

化学外加剂采用厂家推荐掺量, 博特减水剂为胶凝材料总量的1%, 阻锈剂为水泥重量的2%, 它们对混凝土性能影响如表1所示。

注:空白样配合比 (质量比) :水泥:水:粉煤灰:矿粉:砂:石=206:145:112:112:756:1044

由表1可知, 空白样A0在没有掺入任何外加剂的情况下, 新拌混凝土的工作性能很差, 不能满足泵送混凝土施工技术要求。而掺入江苏博特聚羧酸减水剂后, 新拌混凝土的工作性能得到明显改善, 掺量在1%时新拌混凝土初始坍落度基本达到180±20mm设计要求, 且1h经时坍落度反而增大, 可能与江苏博特聚羧酸减水剂性能和结构有关。

复掺聚羧酸减水剂和有机阻锈剂后, 新拌混凝土的流动性能进一步提高, 说明两种外学外加剂相互间有很好的相容性, 但试件各龄期抗压强度均比单掺博特减水剂低, 同时试件28d氯离子扩散系数又比单掺博特减水剂低, 原因是该阻锈剂为引气型有机化合物, 在混凝土拌合过程中引入少量空气, 含气量的增加导致混凝土试件抗压强度降低, 而闭气孔的存在, 有效阻断混凝土内部结构孔隙通道, 提高混凝土结构抵抗外部侵蚀性介质入侵的能力。

2.2 矿物掺合料对海工高性能混凝土工作性能的影响

由于矿物掺合料包含的影响因素较多, 若进行全面的试验, 则试验的规模将很大, 而正交设计正是安排多因素试验, 寻求最优水平组合的一种高效率试验设计方法, 故本文采用正交设计法, 选取三因素三水平实验表格L9 (33) , 具体设计表格如表2所示。

由表2可知, 仅1#, 4#, 7#和8#试件混凝土配合比工作性能满足施工设计要求, 即初始坍落度保持在180±20mm范围内。从极差分析结果可知, 原材料相同情况下, 水泥占胶材份额对混凝土拌合物工作性能影响因素最大, 胶材总量次之, 粉煤灰与矿粉质量比最小。因此, 降低水泥占胶材份额, 即增大矿物掺合料的掺量, 可显著改善其工作性能, 原因是矿物掺合料等量取代水泥后, 导致有效水灰比增大, 混凝土拌合物流变性能增强。

2.3 矿物掺合料对海工高性能混凝土力学性能的影响

由图1可知, 在不计单方成本情况下, 上述所有混凝土配合比均满足C40强度等级设计要求, 且随着养护龄期的延长, 同批混凝土试件抗压强度逐渐增大。

标准养护3d时9#试件即达到设计强度等级C40, 该配合比中胶材总量和水泥所占份额均最大, 对早期强度发展有利。28d时各试件抗压强度均达到设计等级强度且有富余, 且6#和9#试件抗压强度高达60MPa以上。养护龄期从28d延长到84d, 各试件强度增长约10MPa左右, 说明大掺量矿物掺合料对后期强度发展有利, 原因是粉煤灰和矿粉可参与二次水化反应, 消耗部分氢氧化钙且生成水化硅酸钙凝胶, 改善混凝土内部衔接结构, 增强界面间粘结力[2]。

2.4 矿物掺合料对海工高性能混凝土抗氯离子扩散性能的影响

由图2可知, 28d时1#, 4#试件抗氯离子扩散系数均大于4.0×10-12m2/s, , 且7#试件抗氯离子扩散系数也略小于4.0×10-12m2/s, , 达不到《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476-2008中环境作用等级为E级使用寿命达100年的耐久性设计技术指标要求-28d氯离子扩散系数不大于4.0×10-12m2/s, 原因是该三组配合比中矿物掺合料所占胶凝材料用量比例最大, 由于早期它们较少参与水化, 主要起填充作用, 矿物间相互接触空隙相应增多。84d时各试件氯离子扩散系数变化波动较小, 且远低于对应试件28d氯离子扩散系数, 原因是矿物掺合料火山灰效应减少混凝土内部氢氧化钙数量, 改善水泥石与集料间的界面, 使混凝土内部孔隙级配得到改善细化, 同时生产的水化硅酸钙凝胶, 增强混凝土粘结能力, 有利于降低氯离子在混凝土中的渗透速率, 从而提高混凝土抗氯离子扩散系数[3]。

3 工程应用实例

广深沿江高速 (深圳段) 第三合同段, 起点位于机场互通主线桥附近的三围涌航道, 终点位于西乡互通设计终点的新安六路, 工程结构部位包括承台, 墩柱及系盖梁强度等级均设计为C40。故综合考虑混凝土工作性, 力学性, 经济性和耐久性设计要求最终选择8#混凝土配合比, 经实测混凝土拌合物流动性均满足现场施工技术要求180±20mm, 试件28d混凝土抗压强度合格率达100%, 测得其84d氯离子扩散系数小于设计规定值1.50×10-12m2/s, , 工程结构质量验收优良。

4 结论

⑴选用两种化学外加剂适应性良好, 其中复掺比单掺效果更好, 不仅大大改善混凝土拌合物工作性能, 而且进一步提高混凝土抗氯离子扩散能力。

⑵采用高性能混凝土和掺阻锈剂复合防腐蚀技术, 大大提高混凝土试件抗氯离子扩散能力, 确保工程结构的耐久性设计要求。

⑶正交设计法的运用大大缩短试验次数, 快速配制出适应海洋环境下的海工高性能混凝土, 工程应用实例表明其各项性能指标均符合技术要求。

参考文献

[1]徐强, 俞海勇著.大型海工混凝土结构耐久性研究与实践[M].中国建筑工业出版社.2008 (11)

[2]刘建忠, 刘加平, 邓敏, 缪昌文, 顾国庆.矿物掺合料对混凝土抗压强度和氯离子渗透性能的影响[J];混凝土与水泥制品;2005 (4)

高性能混凝土配制技术 篇7

以水泥、砂石、外加剂、掺合料和水为主要成分的混凝土是当今世界应用最为广泛、用量最大的建筑材料, 仅我国每年混凝土用量就高达109m3。混凝土自问世以来, 强度一直是衡量其性能最主要的指标, 混凝土技术的发展基本上也是围绕着强度这一核心而进行的。随着现代建筑物向着高层化、大跨度、轻量化的方向发展, 对混凝土强度的要求也越来越高, 因此研制高强混凝土具有重要的现实意义。

目前高强混凝土经过多年的研究与应用已取得一定的进展, C80～C150的混凝土已成功地应用在国外许多建筑工程中。国外在试验室的条件下水泥石的抗压强度达660Mpa, 抗拉强度65Mpa;在实际应用中, 美国西雅图双联广场泵送混凝土56d抗压强度高达133.5Mpa。高强混凝土在我国应用较少, 强度等级一般为C80以下, 随着我国经济的持续发展, 许多超高层建筑、跨江大桥、核保护建筑的建设都对混凝土的强度提出了更高的要求, 因此今后在使用C80及其以上强度等级的高强混凝土的建设工程也会越来越多。

高强混凝土通常具有较好的耐久性, 研究高强混凝土, 就不能不关注混凝土的抗渗性能。为提高混凝土的强度和密实性, 进而提高混凝土的耐久性, 必须用优质的矿物掺合料掺入混凝土中, 使混凝土中水泥石的毛细孔和细微孔隙被填充和阻断, 达到密实和增强的作用, 从而达到提高混凝土的抗渗、抗冻、抗腐蚀以及耐磨蚀等耐久性能。

随着我国经济的快速发展, 各地的城市建设也进入了高速发展时期, 在城市高层建筑及重点工程中应用高强混凝土, 对加快施工进度、保证工程质量、节约资金等方面具有重大的意义。根据上述情况研究和开发出一种采用普通的水泥、砂、石等原材料, 使用常规的制作工艺, 通过外加高效减水剂和矿物掺合料, 配制出强度等级为C80的混凝土, 为今后C80及更高强度等级的混凝土的设计及应用起到一定的指导作用。

2 1C80高强度混凝土的配制

2.1 材料选择

在混凝土中粗细集料、水泥石和其界面结合处的空隙是决定混凝土强度最重要的因素, 水灰比则是决定水泥石和界面区空隙的关键因素。配制高强混凝土时首先要选择品质好的水泥和与其相容性好的高效减水剂, 即要求高效减水剂与水泥适应性良好, 且减水率高。性能良好的高效减水剂可配制出低水胶比且经时损失小的混凝土拌合物, 且硬化后的混凝土强度较高, 同时混凝土的耐久性也得到较大改善。本文配制C80高强度混凝土的原材料如下所示:

2.1.1 水泥

选用性能良好的哈水P.O42.5水泥, 其性能指标如表1所示。

2.1.2 细集料

选择级配良好的 (Ⅱ区) 的中砂, 根据JGJ52-92《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》测定, 技术指标见表2。

2.1.3 粗集料

高强混凝土对原材料的要求很高, 为了获得高强度, 需要控制粗骨料的最大粒径, 并仔细检查粗骨料的各种性能, 必要的时候可以通过人工筛选粗骨料。混凝土的强度随骨料强度成比例增长, 常用粗集料有卵石或碎石, 对于抗压强度较高的高强度混凝土对集料强度的要求更加苛刻。本文选择使用表面粗糙、外形有棱角、针片状含量低、级配良好的公称粒径为5～31.5mm, 抗压强度大于120MPa, 含泥量0.6%, 针片状含量3.2%, 压碎指标5.8%的碎石。

2.1.4 粉煤灰

采用阿城三电厂生产的I级粉煤灰。

2.1.5 减水剂

配制高强混凝土所用的减水剂要满足在低水胶比下提高混凝土流动性的要求, 即减水率要大, 混凝土坍落度的经时变化要小。这就要选择能增加水泥粒子表面电位, 降低拌和水的表面张力, 能使水泥粒子分散好的减水剂。根据以往的工程经验, 在混凝土中选择掺入黑龙江低温研究所生产的高效减水剂 (UNF-5) , 其性能如表3所示。

2.2 混凝土配合比确定

根据上述影响因素分析和配比试验结果, 最终确定C80高强混凝土配合比如表4所示。

3 C80粉煤灰高强度混凝土的试验结果与讨论

3.1 试验方法

3.1.1 混凝土抗压强度试验

抗压强度试验按照《GB/T50081—2002普通混凝土力学性能试验方法标准》进行。

3.1.2 混凝土抗氯离子渗透性

采用清华大学基于Nernst—Einstein方程开发的NEL法测试氯离子在混凝土中的扩散系数。试验用仪器为NEL—PD型混凝土渗透性检测系统。测试步骤如下:先将养护龄期为28d的混凝土试件切割成100mm×100mm×50mm试件, 将被测试面打磨光滑;其次将待测混凝土试件进行真空饱盐24h;最后在低电压下测试饱盐试件的扩散系数。

3.2 实验结果

C80高强混凝土不同龄期的抗压强度及28d的Cl-扩散系数测试结果见表5。

3.3 结果讨论与分析

高强混凝土的强度与混合材料的种类、外加剂的种类与掺量的关系较为密切。由表5可知, 粉煤灰混凝土的抗压强度与测试龄期有着密切的关系, 随着混凝土养护龄期的增加, 混凝土的抗压强度也同步增长。由于混凝土的早期强度主要取决于水泥水化生成的C-S-H的量, 水泥熟料的减少, 必然使生成得C-S-H的量有所减少, 所以造成混凝土早期强度低;随着水泥水化产物与粉煤灰二次水化反应的进行, 水化生成的C-S-H的量逐渐增加, 混凝土的强度也在逐步增大, 龄期越长水化生成的C-S-H的量就越多, 从而增加了混凝土密实度, 提高了后期强度, 宏观表现为混凝土28d的抗压强度完全满足验收强度要求, 90d抗压强度也较高, 达到96.4MPa。

从试验结果看, 水泥强度等级一定时, 影响高强混凝土强度的因素顺序主要是水胶比和粉煤灰掺量。水泥水化时所需的结合水, 一般只占水泥重量的23%左右, 在实际拌合过程中常需加入多余的水, 以其获得较好的流动性。当混凝土凝结硬化后, 多余的水分就残留在水泥石中形成水泡或水分蒸发后形成气孔, 大大地降低了混凝土抵抗荷载的能力, 因此在配制混凝土时, 水灰比越小混凝土的强度就越高。高效减水剂 (UNF-5) 的加入减少了混凝土拌和物的用水量, 把水灰比降低到0.28, 同时粉煤灰的掺入可增加混凝土的密实度, 通过改善混凝土的密实度从而使混凝土的强度增加。

由于氯离子的存在会加快混凝土中的钢筋锈蚀, 从而影响建筑物的使用寿命, 所以混凝土中的氯离子扩散性是表征混凝土耐久性的重要指标。如何阻止和减弱氯离子在混凝土中的扩散已成为成了当今混凝土界的一个重要研究课题。在混凝土中掺粉煤灰不仅有利于水化作用, 提高强度、密实度和施工性, 增加粒子堆积密度, 减小孔隙率, 改善孔结构, 而且对抵抗侵蚀和延缓性能的劣化等都有较大作用。粉煤灰的加入填充于水泥颗粒的空隙之间大幅度地降低了混凝土孔隙尺寸与连通性, 改善水泥石中胶凝材料的组成, 使粉煤灰的火山灰反应发挥更加充分, 水泥石基体的结构更加致密, 并优化了集料的表面结构。随着粉煤灰被集料的吸入和水化程度的增加, 混凝土渗透孔道和扩散通道大大减少, 孔道因被堵塞也更加曲折, 因此使混凝土的抗氯离子渗透性能得以提高, 28d氯离子渗透系数低至1.79×10-9cm2/s。

4 配制粉煤灰高强混凝土的意义

随着高强混凝土的开发与应用, 高强混凝土正面临前所未有的发展机遇。高强混凝土的设计其核心内容是保证其强度和耐久性, 这需要全面地认识和改造, 使高强混凝土朝着更加理想化方向发展。燃煤火力发电厂每年排放出大量的粉煤灰不仅污染环境, 而且还占用了大片的场地。优质粉煤灰作为胶凝材料取代部分水泥不仅可以节省水泥, 降低工程成本而且还可以改善混凝土的综合性能, 提高工程质量, 因此目前大家都比较重视粉煤灰的回收利用, 从而起到变废为宝的作用。粉煤灰作为传统的矿物掺和料的应用已有半个多世纪, 粉煤灰的品质及其稳定性是保证混凝土质量的前提。粉煤灰在高强混凝土中的掺量, 根据其品质、配合比强度等级及其他方面的设计要求而进行适当调整, 以符合建筑工程的需要。

高强混凝土结构通常具有较好的耐久性, 这就使其在寿命期内需要的维修费用大幅度降低, 利用粉煤灰代替水泥也节约了资源, 有利于可持续发展。

通过C80高强混凝土配合比的设计与性能测试, 对C80及更高强度等级的混凝土配合比设计选用集料、矿物掺合料、外加剂等提供了有效的指导, 为今后高强度混凝土结构或预应力混凝土结构的设计提供了有益的经验。

5 结语

⑴采用P.O42.5水泥、高效减水剂、粉煤灰, 可使胶凝材料在不超过590kg/m3, 水泥用量不超过470kg/m3的条件下, 配制出C80级高强混凝土, 其28d抗压强度为89.2MPa, 90d抗压强度为96.4MPa。

⑵粉煤灰与高效减水剂配合使用, 可有效提高混凝土强度, 有效地减缓氯离子在混凝土中的扩散速度, 28d氯离子渗透系数低至1.79×10-9cm2/s。

高性能混凝土配制技术 篇8

1 试验

1.1 原材料

1) 聚合物乳液:美国陶氏固瑞特种乳液有限公司生产的SBR乳液, 物理性能见表1。

2) 水泥:采用冀东水泥厂生产的盾石牌42.5#普通硅酸盐水泥。

3) 集料:采用河砂及细碎石, 其中河砂的细度模数分别为2.8, 细碎石的最大粒径为1.5cm。

4) 消泡剂:选用海川公司生产的F111液体消泡剂。

1.2 方法

混凝土的性能试验按GB/T 50080—2002《普通混凝土拌和物性能试验方法》及GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》规定进行, 氯离子渗透性能按ASTMC 1202—97《混凝土氯离子渗透性能实验方法》进行。试件养护方法:在标准条件下水养7d, 然后放置于干空室至规定龄期。

2 结果与分析

2.1 不同聚灰比的修补混凝土性能对比

在实际修补工程中, 混凝土修补的深度多小于5cm, 如果混凝土在高荷载运行使用环境中, 配合比中还需掺入适量的钢纤维进行增强, 因此, 修补混凝土配比中砂率通常控制在50%~60%, 粗集料使用较小粒径的碎石。该试验配合比及新拌混凝土性能见表2, 混凝土力学性能对比试验结果见表3。

从表2中的结果可以看出, 随着SBR乳液的聚灰比的提高, 混凝土的水灰比有较大的降低, 当聚灰比为0.15时, 比空白混凝土水灰比下降了近一倍, 同时坍落度还大大地提高, 这说明SBR乳液对混凝土的减水效果明显, 混凝土的施工性能有了很大的改善。

从表3可知, SBR乳液改性修补混凝土和空白混凝土相比, 28d的抗压强度比空白混凝土中略微有所降低, 吸水率大大降低, 当聚灰比为0.15时, 抗折强度比空白试件提高了34.7%, 通过乳液改性后, 混凝土的韧性很大的增强, 在实际工程的修补中, 如果在重荷载的频繁冲击下, 混凝土的使用年限也能大大延长。

但随着聚合物掺量的提高, 改性混凝土的含气量有所提高, 容重有较大的降低, 而且明显要低于空白混凝土, 这表明随着聚合物乳液的掺量增加, 混凝土内部引入的气泡有明显增多, 当引气量增大到相当的程度时, 势必影响到混凝土的各项物理力学性能。因此, 在配制聚合物修补混凝土时, 不能简单地在混凝土中掺入聚合物乳液, 还应对乳液的种类、乳液质量等因素加以考虑。

2.2 不同批次的乳液对混凝土的容重的影响

聚合物乳液在合成过程中, 由于加入了表面活性剂, 因此, 乳液掺入混凝土后, 在搅拌过程中会产生大量的气泡, 使混凝土的含气量明显提高, 容重降低。此外, 乳液在合成过程中, 所使用的原材料会出现波动, 因此生产出乳液的物理性能也会有较大的波动。我们选用了B1、B2两批不同生产日期的SBR乳液进行试验, 试验结果见表4。很明显, 不同批次的SBR乳液的固体含量、pH值及粘度值均有很大的波动, 这对配制修补混凝土的稳定性将会产生影响。

通常, 可以在SBR乳液中加入一定量的消泡剂来抑制乳液中气泡的产生, 以降低修补混凝土的含气量, 但消泡剂的量应严格控制, 加量太小, 消泡的效果不好, 加量过高, 极易造成乳液严重分层。

因此, 在乳液实际使用中, 如何正确确定消泡剂的掺量就变得十分重要。为了减少混凝土试验的工作量, 我们在下面的试验中将采用水泥砂浆进行试验, 具体的试验方法是:在乳液中加入不同掺量的液体消泡剂, 并对配制改性水泥砂浆 (砂灰比为2.5, 聚灰比为0.15) 的容重进行比较, 在满足相同的砂浆流动度条件下来确定合理的消泡剂的掺量。试验结果见图1。

从图1可以看出, 改性水泥砂浆的容重随着消泡剂的掺量逐渐增加而增大, 这表明消泡剂能够较为有效地抑制砂浆内部产生气泡, 当容重略高于空白水泥砂浆的容重 (实测值为2 130kg/m3) 时, 提高消泡剂的掺量效果并不明显。从图中可以确定B1批次SBR乳液中的消泡剂的适宜掺量为0.3%左右, B2批次SBR乳液中的消泡剂的适宜掺量为0.06%左右。

此外, 试验中还发现如果消泡剂超量使用后, 改性砂浆的容重变化不大, 砂浆的需水量反而增加。因此, 在使用不同批次乳液时, 我们可以通过改性水泥砂浆的容重与消泡剂掺量的关系来确定乳液中消泡剂在水泥修补砂浆中的适宜加量。

下面试验中, 我们使用上述方法确定的消泡剂适宜掺量, 直接使用于聚合物修补混凝土中, 检验是否适用于聚合物改性修补混凝土的配制。

2.3 性能稳定的SBR乳液改性修补混凝土的配制

我们选择以上二个批次的SBR乳液, 并加入上述方法确定的合理掺量的消泡剂, 对SBR乳液改性修补混凝土的性能进行了对比。SBR乳液改性混凝土的拌合物性能及部分力学性能试验结果分别见表5及表6, 其中试验配制的混凝土的水泥用量为400kg/m3。

在B1批次的乳液中掺入0.3%的消泡剂后, 从表5中可以看出B1批次的乳液改性混凝土的含气量下降了1.8%, 容重与空白混凝土接近, 吸水率也降至2.2%, 抗压、抗折强度均有了较大的提高。而未加消泡剂的B1批次乳液改性混凝土的容重比空白混凝土要低14%左右, 混凝土的强度明显要低于掺入适量消泡剂的混凝土, 可见在SBR乳液改性混凝土中, 控制混凝土的容重是至关重要的。

在B2批次的乳液中加入0.06%的消泡剂后, 修补混凝土含气量降为4%, 其容重略高于空白混凝土, 此时混凝土的各项性能有了很大的改善, 15min后的坍落度损失也很小, 28d的抗压强度超过了40MPa, 56d后抗压强度还有24%的增长, 同时吸水率和空白混凝土相比降低了近4倍, 抗氯离子渗透性也降至1 500库仑以下, 56d后抗氯离子渗透性降为1 000库仑以下。

以上结果表明, SBR乳液中掺入适量消泡剂后, 能够大大减少混凝土内部的气孔, 提高了修补混凝土的致密性, 改善了混凝土的各项物理力学性能。而采用SBR乳液掺入水泥砂浆中的方法来确定乳液中的消泡剂的掺量是行之可效的, 可以作为修补混凝土中最佳消泡剂掺量选择的参考, 消泡的实际效果可以通过混凝土试验进行验证, 这样可以大大减少混凝土的试验量。

综上所述, 通过控制SBR乳液改性混凝土的容重, 有助于配制出性能优越的SBR乳液改性修补混凝土。

3 结论

a.使用SBR乳液来配制改性修补混凝土, 能够改善修补混凝土的施工性能, 较大提高混凝土的抗折强度;若直接简单掺入混凝土中, 会造成混凝土容重偏低, 修补混凝土的物理力学性能下降。

b.不同批次的SBR乳液的物理性能有较大的差异, 加入混凝土中易产生大量的气泡, 在使用前应加入适量的消泡剂。消泡剂的掺量可以通过测定不同消泡剂的掺量对改性水泥砂浆容重的影响作为参考。

c.SBR乳液修补混凝土中加入适量的消泡剂后, 混凝土的容重明显增加, 含气量降低, 抗折、抗压强度均有一定程度的提高, 抗氯离子渗透性降低。这是由于SBR乳液中掺入适量消泡剂后, 能够大大减少混凝土内部的气孔, 提高了修补混凝土的致密性, 改善了混凝土的各项物理力学性能。

参考文献

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高性能混凝土配制技术 篇9

近年来, 各类建设项目与日俱增, 混凝土的需求量不断增加;砂是混凝土重要组成部分之一, 其需求量也不断增加。由于优质天然砂属于不可再生资源, 并且随着近年来环境保护意识的加强, 一些地区天然砂的开采受到限制, 优质天然砂面临供不应求的局面。为了解决天然河砂不足, 项目所在地河砂级配差且偏细的矛盾, 机制砂得到了越来越广泛的应用。单纯用机制砂配制混凝土其和易性较差, 增加泵送难度。而机制砂掺偏细河砂混凝土不仅具有较高的经济性和适应性, 且机制砂的生产受气候、季节影响小, 料源稳定充足, 成本低, 在生产工艺上能有效控制, 其品质指标相对稳定。而偏细河砂本身级配不良, 很多区域不准使用, 两者结合使用有利于提高工程质量, 确保生产进度, 降低工程成本。

2 工程概况

本项目位于咸宁市崇阳县境内, 因受制于当地水文地质特点, 天然河砂资源匮乏, 大多从外地调运, 其料源不稳定级配差且偏细, 价格昂贵, 随着施工进入高峰期, 混凝土需求量急增, 当地天然河砂远远不能满足现场施工的需求。本项目线路全长14. 593 km。按双向四车道高速公路标准修建, 设计速度为100 km/h。合同段内共有隧道2座, 主线桥梁15座, 30 m预制箱梁1 098榀; 涵洞、通道共40道。混凝土方量共计约为24万m3。

3 工程面临的主要技术挑战

结合常规混凝土施工应用于本工程中, 存在以下问题: 1) 当地河砂资源匮乏, 河砂价格较高, 运距远, 不利于成本控制, 其料源不稳定, 级配差且偏细, 混凝土施工难以控制; 2) 单一使用机制砂作为细集料用于混凝土中, 混凝土坍落度损失较大, 和易性较差, 泵送难, 在运输距离较远的情况下, 不利于现场施工。为了解决以上问题, 本项目根据机制砂和河砂的特点, 提出使用本项目隧道中开采出来的岩石资源生产的机制砂与河砂混掺用做混凝土细集料, 并进行了混凝土配合比的试验研究工作。

4 机制砂与天然河砂特点

4. 1 本项目机制砂与天然河砂简介

机制砂颗粒形呈三角形或方矩体, 表面粗糙, 棱角尖锐, 有的片状颗粒较多。本项目生产的机制砂细度模数在3. 2 ~ 3. 6之间, 大多偏粗, 级配不良, 致使机制砂混凝土存在和易性差, 易离析等问题, 这就势必使得在配制机制砂过程中加大水泥用量, 增加混凝土的成本。

因本项目地处山区受地理条件的限制, 天然河砂级配较差, 大多偏细, 细度模数基本在1. 9 ~2. 3之间, 无优质河砂资源供应。

根据机制砂和河砂的特点, 机制砂普遍较粗, 筛余0. 3 mm以下所占的比例较小, 而当地天然河砂的粒径0. 3 mm以下细颗粒所占比例较多, 与机制砂复合正好可填补0. 3 mm以下的累计筛余, 使细骨料具有良好的级配。与此同时, 天然河砂可减小机制砂之间的内摩擦力, 从而使混凝土获得良好的施工性能, 因此, 混合砂混凝土的和易性与流动度接近优质天然中砂混凝土, 甚至工作性能更好。将机制砂和天然河砂按一定比例配合而成的混合砂, 用于混凝土中, 不仅能节约成本, 而且能大大改善混凝土的工作性能。

4. 2 本项目机制砂与天然河砂级配情况

取用于本项目施工中具有代表性的机制砂和河砂进行筛分试验, 其结果见表1。

由表1试验数据可见, 该机制砂级配区属Ⅰ区, 级配不良, 细度模数Mx= 3. 4, 为粗砂, 而天然河砂细度模数Mx= 2. 3, 为中砂且偏细。因此, 在机制砂中掺入一定比例的天然河砂调整机制砂的颗粒级配, 以达到Ⅱ区中砂的级配要求。结合机制砂、河砂原材料价格, 通过试验计算分析可得出, 当混合砂中机制砂与河砂掺配比例为60% ∶40% 时, 其所配得混合砂的细度模数为2. 9, 级配区间为Ⅱ区, 且具有较好的经济性, 因此本研究优选机制砂与河砂掺配比例60% ∶40% 。混合砂合成试验数据见表2。

5 机制砂掺河砂混凝土配合比的研究

结合本项目原材料特点, 通过试验分析确定了混合砂的掺配比例, 然后进行机制砂配合比、河砂配合比和混合砂配合比的设计与试配比对试验, 并对其力学性能和工作性能进行研究分析。

5. 1 原材料的选择

细集料为武汉鸿业成建筑工程有限公司生产的机制砂 ( 细度模数3. 4) 和崇阳县肖岭公路局生产的天然河砂 ( 细度模数2. 3) ;粗集料为崇阳 县昌盛采 石场碎石5 mm ~ 20 mm∶16 mm ~31. 5 mm = 60% ∶40% 比例掺配, 合成5 mm ~ 31. 5 mm连续级配;水泥为华新牌P. O42. 5; 粉煤灰为岳电厂F类Ⅱ级; 减水剂为中交二航武汉港湾新材料有限公司生产的LS-SP聚羧酸系高效减水剂, 减水率29% 。

5. 2 机制砂掺河砂混凝土配合比的研究与分析

本项目的混凝土设计等级为C15 ~ C50六个等级, 本试验以C30墩柱混凝土为研究对象, 进行单一砂和混合砂混凝土配合比的设计与试配研究, 并对其影响因素进行分析探讨。C30墩柱混凝土设计要求: 坍落度160 mm ~ 200 mm。

5. 2. 1 配合比设计

按照常规配合比设计方法, 根据设计文件和JGJ 55—2011普通混凝土配合比设计规程要求对单一河砂混凝土配合比进行室内设计工作, 混凝土配合比的计算采用质量法。得出其配合比见表3。

5. 2. 2 配合比试配比对试验成果

在得出河砂混凝土配合比后, 为了使试验具有可比性, 在配合比设计时保证混凝土设计容重、水胶比、胶材用量不变及混凝土工作性能接近的情况下, 按规范要求依次对混合砂混凝土和机制砂混凝土进行配比设计与试拌试验, 因本项目采用偏细河砂和机制砂混掺制得中砂, 以满足混凝土用砂的要求, 提高混凝土性能。根据JTG/T F50—2011公路桥涵施工技术规范第6. 3. 4条中关于Ⅱ区中砂级配要求, 高性能、高强度、泵送混凝土用砂宜选用细度模数为2. 6 ~ 2. 9的中砂, 结合机制砂和河砂的颗粒级配情况和前期试验结果, 同时考虑到机制砂供给充足, 生产成本低且质量可以人为控制, 提高机制砂的掺配比例符合技术经济指标要求, 因此本项目混合砂混凝土选用60% 的机制砂与40% 的河砂作为研究对象来配制混凝土。根据配合比设计要求和试验可得出表4, 表5的试验结果, 通过大量对河砂混凝土 ( A组) , 机制砂混凝土 ( B组) , 混合砂混凝土 ( C组) 配合比的试配比对试验可以得出机制砂与河砂混凝土具有如下特点:

1) 因机制砂的形状粗糙尖锐不规则, 多棱角, 颗粒之间的咬合作用导致新拌混凝土流动阻力大, 工作性能差, 容易离析。

2) 机制砂混凝土与河砂混凝土相比, 在相同水胶比和同样的胶材用量时, 要满足混凝土良好的工作性, 机制砂采用的砂率比河砂明显要大, 这是因机制砂表面粗糙, 多棱角, 粗颗粒较多, 故机制砂混凝土的砂率不宜按天然河砂混凝土砂率选取的方法直接选取, 而应根据机制砂的细度模数, 颗粒级配, 石粉含量等特点进行混凝土配合比设计, 通过合理利用机制砂的特点, 调整机制砂的砂率, 可以配制出工作性良好的混凝土。在配制混凝土过程中砂率过大会使混凝土变得粘稠而达不到预期的流动性; 砂率过小会使混凝土变得干硬易于离析。因此根据机制砂的特点选取合适的砂率, 以保证混凝土拌合物具有良好的和易性与较高的抗压强度是非常重要的。

3) 机制砂的生产必然会产生石粉, 而石粉对机制砂混凝土各方面都有着十分显著的影响, 过多的石粉对混凝土的流动性和强度等有不利的影响, 但是机制砂中含有适量的石粉却能弥补机制砂混凝土工作性差的缺点, 起到填充颗粒间空隙的作用, 能提高混凝土密实度, 混凝土的粘聚性和保水性有所改善。同时细分散的石粉对C3S的水化起明显的晶核作用, 早期能与水泥熟料中的C3A和C4AF发生一系列的化学反应, 生成具有一定强度的结晶水化物, 且石粉具有填充作用, 使混凝土更加密实, 机械强度提高[1]。因此在生产中应加强机制砂石粉含量的控制。

kg/m3

5. 2. 3 工作性能分析

由试拌结果和表4, 表5中所得数据可知, A组混凝土保水性较差, B组混凝土的坍落度损失较大, 在混凝土试配强度都满足要求的前提下, 混合砂混凝土 ( C组) 其出机状态比河砂混凝土 ( A组) 、机制砂混凝土 ( B组) 明显要好, 坍落度损失较小。

因本项目地处山区, 混凝土运输时间较长, 对混凝土的坍落度控制及坍落度损失要求较高, 针对本项目细集料研究分析, 机制砂过粗容易造成混凝土和易性差, 其形状粗糙尖锐不规则, 多棱角, 颗粒之间的咬合作用导致新拌混凝土流动阻力大, 易离析, 不利于泵送, 其中过多的石粉含量也会引起混凝土坍落度损失较快; 河砂级配差且偏细, 配得混凝土流动性、保水性差, 细砂的比表面积较大会加大水分的吸收, 相同用水量的情况下, 坍落度偏小。对混合砂进行级配合成后, 能有效的利用河砂中的细颗粒来减小机制砂之间的摩擦阻力, 能配出良好级配, 减小因细集料级配不良而造成混凝土工作性差, 坍落度损失过大等问题, 使混合砂混凝土具有较好的流动性和保坍性。

6 结语

通过本项目试验研究, 使用机制砂掺河砂配制混凝土, 不仅解决了单一砂配制混凝土工作性和适用性差的问题, 而且也解决了项目所在地河砂供不应求级配差、成本高的问题, 利用本项目隧道中开采出来的岩石资源生产机制砂, 不仅节约了成本, 也保护了环境。因此, 在今后项目混凝土施工过程中, 施工单位可因地制宜, 采用经济性和适用性的混凝土配制方案, 结合对该项技术进一步的推广使用, 必将取得良好的经济和环保效益。

摘要：通过对中交二航局武深高速TJ-5标机制砂掺河砂混凝土的研究, 阐述了机制砂与天然河砂的特点, 对机制砂掺河砂混凝土的级配情况进行了分析, 指出机制砂掺河砂混凝土具有更好的经济性和适用性。

关键词：机制砂,河砂,混凝土,性能,适用性

参考文献