C30

C30（共9篇）

C30 篇1

摘要：利用碎石屑取代C30混凝土中部分碎石及砂进行相关试验, 并比较了未掺入石屑的混凝土与掺入石屑的混凝土的部分性能。研究结果表明:利用碎石屑合理取代部分砂石, 能够改善混凝土的和易性能, 其28天抗压强度甚至超过基准混凝土。

关键词：石屑,混凝土,性能

碎石屑是在机械加工碎石过程中产生的废料, 按粒径可分80μm～5mm (相当于机制砂) 和小于80μm的颗粒 (石粉) 两种, 其矿物组成和化学成分与被加工母岩具有相同的性质。碎石屑作为石料场的废弃堆积物, 既占用场地, 又污染环境。从目前国内及黑龙江省应用及研究来看, 主要是代替天然砂用于生产混凝土砖, 还没有大量应用。目前我国对于碎石屑在混凝土和砂浆中的应用还没有出台相应的国家标准或行业标准, 哈尔滨市也没有关于碎石屑应用的地方标准, 这些因素严重影响了碎石屑在哈尔滨市建筑市场的大量应用。

当前, 我国工程建设规模空前, 每年需消耗建筑砂石约60亿吨, 其中大部分应用在混凝土中, 仅哈尔滨市区2009年对混凝土的使用量就达到500多万立方米。随着哈尔滨市建筑市场对混凝土需求量的逐渐上升, 阿城、五常等地作为石子的主要产地, 采石场的数量也在不断增加。在石子加工过程中, 大、中、小三种粒径的石子同时生产, 同时产生大量的碎石屑, 这些碎石屑的很小部分被混凝土砖生产企业用作细集料生产混凝土砖外, 其余大量的碎石屑则被采石厂当作废弃物随意堆放或掩埋, 没有得到有效利用, 不仅浪费了哈尔滨市有限的矿产资源, 而且造成一定的环境污染。科学合理地利用碎石屑, 可以为解决现有碎石及砂供应紧张局面, 降低混凝土生产成本提供一条有效途径。

1 原材料

1.1 碎石屑

碎石屑来自哈尔滨市阿城采石场的碎石加工废料, 外观呈灰色。在研究中, 采用两种粒径的碎石屑:A为粒径大于5mm的, 代替部分碎石;B为粒径0.315～5mm的, 代替部分砂。表1为碎石屑的化学成分组成。

1.2 水泥

采用亚泰集团哈尔滨厂天鹅牌PC32.5水泥

1.3 碎石

选择与石屑为同一石场的5～31.5mm的碎石。

1.4 砂

选用牛头山砂子, 细度模数位2.6。

1.5 粉煤灰

哈尔滨市三电厂Ⅱ级粉煤灰, 其各项物理性能指标如表2所示。

1.6 外加剂

泵送剂, 自配, 主要成分为奈系减水剂、外加缓凝、引气等组分。萘系高效减水剂的技术参数如下:减水率为20%;密度为1.20kg/m3;固含量为39%。

1.7 水

自来水。

2 实验部分

2.1 试验方法

试验混凝土拌合物均采用机器搅拌和振捣, 按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》操作。24h后拆模, 在标准养护条件下养护至一定龄期测试其抗压强度, 抗压强度测试按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》操作。

2.2 试验结果及讨论

2.2.1 碎石屑A与碎石比例的确定

将粒径大于5mm的碎石屑A与碎石按一定体积比混合, 混合后单位体积质量最大, 即为碎石屑A与碎石体积比的最佳比例。碎石屑A与碎石不同体积比的单位体积质量见表3。

由表3可知, 碎石屑A与碎石的最佳体积比为3:7, 此时的石子的堆积密度最大, 为1390kg/m3。

2.2.2 碎石屑B与砂比例的确定

将粒径小于5mm的碎石屑B与砂按一定的体积比混合, 混合后单位体积质量最大, 即为碎石屑B与砂体积比的最佳比例。碎石屑B与砂不同体积比的单位体积质量见表4。

由表4可知, 碎石屑B与砂的最佳体积比为4:6, 此时混合后的单位体积质量最大, 为1440kg/m3。

2.2.3 拌合物性能及抗压强度

用普通碎石和砂配制的C30基准混凝土配合比和抗压强度见表5;掺入石屑的C30混凝土配合比和抗压强度见表6。

从表5、表6可知, 掺入碎石屑的混凝土的坍落度较大, 和易性较好, 便于施工, 而且掺入碎石屑的混凝土的28天抗压强度较高, 比未掺入碎石屑的同强度级别的混凝土高出3.3MPa, 这是因为石屑中的细小颗粒填补了碎石中的空隙, 使整个混凝土的密实度提高, 抗压能力增强。

在混凝土中加入粉煤灰和碎石屑B, 可以减少水泥用量。同时还能改善混凝土的内部结构, 减少水泥及用水量, 这对提高混凝土的耐久性有积极贡献。

泵送剂的引入。一是可以降低水灰比, 减少空隙率, 细化毛细孔径;二是其中的引气成份在混凝土中形成不连通的微小气泡。割断了毛细孔的通道, 这可大大提高混凝土的耐久性能。

3 结语

⑴合理利用碎石屑取代部分碎石和砂掺入混凝土, 混凝土的坍落度比未掺入碎石屑的混凝土的大;

⑵合理利用碎石屑取代部分碎石和砂掺入混凝土, 混凝土的28天抗压强度比未掺入碎石屑的混凝土高;

⑶在混凝土中掺入碎石屑, 可减轻环境污染, 降低混凝土成本, 对于节能减排有着重要的意义。

C30 篇2

一、基准混凝土配合比的计算

（一）确定配置强度

取标准差：ó=5.0Mpa Fcu.o≥fcu.k+1.645ó=38.2Mpa(二)确定水灰比

aa=0.46 ab=0.07 fce=46.0Mpa W/C=aafce/(fcu.o+aaabfce)=0.53(三)确定用水量

根据<<普通混凝土配合比设计规程>>第4.0.1-2表查得当塌落度75-90mm、碎石20mm时,用水量取215时,塌落度每增加20mm,增加用水量5kg.该工程采用泵送混凝土塌落度取160 mm +30 mm =190mm.增加用水量(190 mm-90 mm)/20X5=25kg 由此确定用水量为 215+25=240kg(四)确定水泥用量

Mco=Mwc/(W/C)=240/0.53=452kg

二、掺用减水剂和粉煤灰时对用水量及水泥用量进行调整；

（一）掺用J2B-3后水用量为

Mw=Mwo-MabX（1-30%）=168kg

（二）调整水灰比

根据用水量的调整，同时对水灰比进行调整，并满足《混凝土泵送施工技术规程》第3.2.5条泵送混凝土的水灰比为0.4-0.6的规定。

将水灰比调整为0.45(1)0.48(2)(三)调整水泥用量

由Mco=Mwo(W/C),当水灰比取0.45时.Mco=373kg 当水灰比取0.48时.Mco=350kg

三、按重量法计算得每立方米混凝土的砂、石用量

查表含砂率取 βs=39.5 当水灰比取0.45时

Mso=(M总-Mc-Mw)X 0.395=(2380-373-168-6.0)X 0.395=724kg Mfo=2380-373-168-6.0-726=1109kg 当水灰比取0.48时

Mso=(M总-Mc-Mw)X 0.395=(2380-350-168)X 0.395=733kg Mfo=2380-350-168-6.0-735=1123kg

四、按取代水泥率算出每立方米混凝土的水泥用量

粉煤灰为II级 砼强度为C30时 粉煤灰取代水泥百分率（βｃ）f=19% 当水灰比取0.45时 Mg（1）=373 X 0.19=70.9kg 取71 kg

Mc=373 X（1-0.19）=302kg 当水灰比取0.48时 Mg（2）=350 X 0.19=66.5kg 取67kg

Mc=350 X（1-0.19）=283.5kg 超量系数k取1.5时

Mg（1）=71 X 1.5=106kg 即粉煤灰超量为106-71=35 Mg（2）=67 X 1.5=100kg 即粉煤灰超量为100-67=33

五、由此得每立方米粉煤灰混凝土材料计算用量

C30 篇3

随着建筑规模的不断增大, 天然砂逐步紧缺已经无法满足基础设施建设的需要, 因此只要推广机制砂才能缓解这一突出矛盾。由于相比天然砂机制砂来源广泛、制备工艺简单, 材质更均一, 级配可控, 质量更可靠, 更重要的利用机制砂可以降低成本和保护生态环境, 机制砂替代天然河砂已经成为预拌混凝土发展趋势。

然而机制砂生产过程中, 不可避免的会产生大量的石粉, 机制砂原砂的石粉含量高达10%~20%[1]。石粉是小于0.075mm的颗粒, 但石粉与天然砂中的泥粉成分不同、粒径分布不同、在混凝土中所起的作用亦不同, 泥粉对混凝土是有害的, 必须严格控制其含量, 而石粉对混凝土是有益的, 有适量石粉的存在, 弥补了人工砂配制混凝土和易性差的缺陷, 且提高混凝土的密实性。石粉含量偏大时, 也会使得机制砂混凝土的流动性变差, 偏粘。《人工砂混凝土应用技术规范》 (JGJ/T 241-2011) , 规定:对于C25混凝土用机制砂的石粉的含量不超过10%, 对于C30~C55混凝土石粉含量应不超过7%, 对于≥C60混凝土用机制砂的石粉含量应不超过5%[2,3]。但根据使用地区和用途, 在试验验证的基础上, 允许供需双方协商确定。另外开展石粉含量对性能的影响研究, 确定合理石粉含量范围, 从而制备出使用性能良好的机制砂混凝土, 不仅是那些砂资源比较匮乏地区发展的需要, 也是混凝土技术发展的需要。

1 原材料

水泥:P·O42.5级水泥, 28d抗压强度49.1MPa;粉煤灰:比表面积398m2/kg, 45μm细度筛余18.6%, 需水量比100%, 28d活性指数86%;矿粉:密度2.86 g/cm3, 比表面积430m2/kg, 流动度比100%, 28d活性指数97%。粗骨料:5~31.5mm连续级配碎石;机制砂:2区机制砂, 细度模数2.9, 石粉含量5%;河砂:2区河砂, 细度模数2.6。

2 试验方法

(1) 混凝土拌合物性能试验:按照 (GB/T50080-2002) 《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》规定的坍落度法测试混凝土拌合物的工作性。

(2) 混凝土抗压强度试验:按照 (GB/T50081-2002) 《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试。

(3) 耐久性按照 (GB/T50082-2009) 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的电通量进行测试。

3 配合比

4 试验结果及分析

4.1 石粉含量对混凝土性能的影响

研究石粉含量为3%、7%、10%、12%、15%对C60机制砂混凝土性能的影响。试验结果见表2。

从表2和图1可以看出, 随着石粉含量的增大, C30混凝土的坍落度和扩展度呈先增大后降低的规律, 石粉含量在10%~15%时, 混凝土工作性能最好。另外混凝土的泌水率随着石粉含量的增大而逐渐降低, 这是因为石粉含量多, 混凝土中的浆体较多, 混凝土的包裹性好, 故泌水率降低;同时当石粉含量超过15%时, 混凝土坍落度和扩展度下降非常明显, 因为石粉含量过多时, 混凝土中粉料过多导致混凝土偏粘, 使得混凝土流动性差。从图8.3.2可以看出, 混凝土7d和28d强度均随石粉含量的增大而逐渐增大, 石粉含量为20%时, 强度最高。这是因为机制砂中石粉的增加使整个混凝土体系所含粉体材料的量增加, 形成的浆体量也增加, 混凝土有足够多的浆体去包裹住集料, 同时在水灰比和胶凝材料一定的条件下, 增加石粉的用量会使胶凝材料体系中的浆体的稠度增加, 增加了砂与浆体之间的粘接强度, 从而提高混凝土的强度;此外, 含有一定量的石粉可以改善机制砂混凝土中砂棱角性突出、表面粗糙和级配不良的缺点, 相应增加了砂的堆积密度, 石粉在混凝土中有很好的填充效应, 可以增加砂与浆体之间界面过渡区的密实度, 从而提高混凝土的抗压强度;同时石粉的细度与水泥的细度相当, 混凝土中的石粉产生微集料效应, 一部分的石灰石石粉颗粒在水泥水化早期对Ca (OH) 2和C-S-H的形成起晶核作用, 加速了熟料矿物的水化, 与此同时, 石灰石石粉的微小颗粒还能与C3A水化形成水化碳铝酸钙, 使得混凝土强度增大[4]。

综合相关性能, C30混凝土的花岗岩和石灰岩制得的机制砂石粉含量可放宽至15%。

4.2 机制砂混凝土的抗碳化性能研究

本试验按GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》进行混凝土成型、养护和快速碳化试验。研究石粉含量 (3%、7%、10%、15%、20%) 对C30混凝土抗碳化性能的影响, 并与天然砂混凝土进行对比;研究石粉含量 (3%、7%、10%、12%、15%) 对C60混凝土抗碳化性能的影响, 并与天然砂混凝土进行对比, 试验结果见表3和图3。

从表3和图3可以看出, 随着石粉含量的增大, C30混凝土的碳化深度逐渐降低;且各石粉含量的混凝土通过对比发现:除石粉含量为3%以外, C30机制砂混凝土的3d和7d碳化深度均小于天然砂混凝土的碳化深度;而7d之后, 机制砂混凝土的碳化深度均低于天然砂混凝土。说明总体来说, 机制砂混凝土的抗碳化性能要优于天然砂混凝土。这可能是因为机制砂中的石粉有利于改善混凝土的孔隙结构和孔隙率, 促使单位体积机制砂混凝土吸收的CO2量较少, 由于孔隙结构的改善也使混凝土的密实度得到相应的改善, 这样也就影响了CO2在混凝土中的扩散系数, 因此机制砂中的石粉有利于改善混凝土抗碳化性能。

4.3 机制砂混凝土的抗氯离子性能性能研究

本试验按GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》中的电通量法进行试验。研究石粉含量 (3%、7%、10%、15%、20%) 对C30混凝土抗氯离子渗透性能的影响, 并与天然砂混凝土进行对比。

从表4和图4以看出, 对于C30混凝土, 各组混凝土试件6h电通量测试结果都小于2000C, 氯离子渗透性能处于低的水平。随着石粉含量的增大, 混凝土电通量均逐渐降低, 且下降明显。当石粉含量为20%时, 混凝土的电通量最低, 混凝土的抗氯离子渗透性最好。通过对比发现, 机制砂石粉含量大于3%时, 机制砂混凝土的电通量要低于天然砂混凝土, 说明含有一定量石粉配制的混凝土抗氯离子渗透性要高于天然砂混凝土。这是因为对于C30混凝土, 水泥用量较少, 水灰比较大, 硬化后, 混凝土中存在大量的孔隙, 致使混凝土的抗氯离子渗透性能不良, 但随石粉含量的增加, 丰富了混凝土的浆量, 使硬化后混凝土中的孔隙减少, 提高了混凝土的密实性, 从而提高了混凝土的抗氯离子渗透性能。

5 结论

(1) 随着石粉含量的增大, C30混凝土的坍落度和扩展度呈先增大后降低的规律, 石粉含量在10%~15%时, 混凝土工作性能最好;混凝土强度均随石粉含量的增大而逐渐增大;

(2) 随着石粉含量的增大, C30混凝土的碳化深度逐渐降低, 混凝土电通量均逐渐降低, 且下降明显, 石粉有利于改善混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能。

(3) 综合混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能, C30混凝土的最佳石粉含量为15%。

摘要：机制砂原砂石粉含量比较高, 但是标准中石粉含量的限制比较严格, 研究石粉含量对C30混凝土工作性能、力学性能、耐久性性能的影响, 确定最佳石粉含量范围。研究表明, C30混凝土最佳石粉含量约为15%, 混凝土综合性能最佳。

关键词：机制砂,石粉,混凝土,耐久性

参考文献

[1]阳晏, 王雨利, 周明凯.机制砂的石粉含量对C30泵送混凝土性能的影响[J].武汉理工大学学报, 2007, 29 (8) :44-46.

[2]曹盛明.高性能机制砂混凝土的性能及应用技术研究[D].重庆交通大学硕士学位论文, 2011.

[3]刘秀美.机制砂作混凝土细骨料的研究[D].暨南大学硕士论文, 2013.

C30水下混凝土配合比计算书 篇4

一、设计依据：

1、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2011

2、《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50－2011

3、《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005

4、《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30-2005

二、设计要求及材料组成情况：

1、工程名称及用途：吴中大道东段暨南湖路快速路工程二标

桥梁工程

2、工程部位：钻孔灌注桩

3、设计强度：C30

4、设计坍落度：200±20mm

5、原材料规格及产地：

(1)水泥：采用溧阳南方P.O42.5级水泥，根据JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》的复试结果，该批水泥符合GB175-2007的质量技术指标要求。

(2)粉煤灰：采用苏州华望Ⅰ级灰。

(3)砂：江西赣江中砂，根据JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》的试验结果，该批砂符合JTG/T F50-2011的质量技术指标要求。为II区中砂。(4)碎石：浙江湖州采石场生产的5~25mm连续级配碎石，根据JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》的试验结果，该批碎石符合JTG/T F50-2011的质量技术指标要求。(5)水：自来水。

(6)外加剂：吴江博思通BST-9

三、配合比设计步骤：

1、确定初步及基准配合比： ① 确定砼试配强度fcu,o（MPa）：

fcu,o≥fcu,k+1.645σ=30+1.645×5.0≈38.2MPa

（取σ=5.0）② 确定水灰比w/c：

w/c=αa×fb/(fcu,o+αa×αb×fce)≈0.47 式中：αa取0.53，αb取0.2，fb=γfγcfce,g =0.75×1.16×42.5≈37.0MPa

③ 确定单位用水量mwo（设计坍落度200±20mm）：

根据所要求的砼坍落度、碎石最大粒径及经验选取用水量242kg掺外加剂时用水量为242*（1-20%）=194kg（减水率20%)④ 确定单位水泥用量mco(kg)：

mco=w/（w/c）=194/0.47=413kg/m

3粉煤灰用量mf（kg）：

采用等量取代法，取代率20%，则mfo=413×20%=83kg 取代后水泥用量：mco =413-83=330kg ⑤ 外加剂用量：mno =413×1.44%=5.95kg(外加剂掺量1.44%）⑥ 确定砂率βs（%）：

根据集料情况、水灰比及经验取βs=43% ⑦ 计算砂、石用量mso、mgo（kg）： 采用体积法计算：

mco/ρc+ mfo/ρf +mso/ρs+mgo/ρ

go+mw/ρw+0.01α

=1 α取1

ρc取3.10g/cm3

ρf取2.60g/cm

3mso/(mso+mgo)×100%= βs

得mso=768kg/m3

mgo=1018kg/m3

按计算材料用量拌制混凝土拌和物，测定其坍落度为210mm，其粘聚性和保水性良好，满足施工和易性要求，其基准配合比为：

mco: mfo:mso:mgo: mwo:mno =330:83:768:1018:194:5.95

2、检验强度、确定试验室配合比

① 检验强度

采用三个不同的水灰比，较上述基准配合比分别减少和增加0.05，即三个水灰比拌制三组混凝土拌和物。砂率分别增减1%，用水量保持不变，分别测定其坍落度并观察粘聚性和保水性分别为(1)、(2)、(3）均属合格。（1）、(w/c)1=0.42 坍落度210mm、保水性：无、粘聚性：良好（2）、(w/c)2=0.47坍落度215mm、保水性：无、粘聚性：良好（3）、(w/c)3=0.52坍落度210mm、保水性：无、粘聚性：良好

三组配合比经拌制成型，标准养护后，按JTG E30-2005试验规程测得其立方体抗压强度值列于下表：

各 材 料 用 量 kg/m3碎石10231018101028d抗计算表观密7d抗压计算表实测表观坍落度与实测表压强强度值观密度密度观密度差度值水外加剂度mmMPakg/m3kg/m3MPa值%1945.421030.637.8240023701.31941945.956.6821521033.937.444.148.***701.31.5组别123水灰比w/c水泥粉煤灰砂0.520.470.***92804768732根据以上条件拟采用配合比为：

C30 篇5

目前对钢纤维混凝土的研究较多, 但是对钢纤维混凝土应用于工业地坪的研究较少[4,5,6], 且不系统。本文通过试验研究得出钢纤维种类、掺量和长径比的最佳平衡点, 对满足钢纤维混凝土在工业地坪工程中较好的工作性能、力学性能、韧性、耐久性及经济性的要求显得尤为重要。通过试验探究钢纤维对混凝土性能影响规律, 在工程设计指标下得出最佳钢纤维类型与掺量, 指导钢纤维地坪混凝土的工程实践。

1 试验

1.1 原材料

水泥:江南-小野田水泥有限公司生产的P·O52.5 水泥, 细度 (80 μm筛筛余) 4.0%, 物理性能见表1;粉煤灰:南京热电厂Ⅰ级粉煤灰, 细度 (45 μm筛筛余) 3.2%、烧失量2.49%、需水量87%;砂:河砂, 细度模数2.6, 表观密度2630 kg/m3;石子:江苏句容玄武岩碎石, 5~10 mm小石和10~20 mm大石;钢纤维:主要有剪切压痕型和端钩型 (见图1) , 具体技术性能指标见表2;减水剂:江苏博特新材料有限公司生产的SBTJM-B萘系高效减水剂;水:民用自来水。

1.2 钢纤维混凝土试验配合比

根据JGJ 55—2000《普通混凝土配合比设计规程》和JGJ/T221—2010《纤维混凝土应用技术规程》中混凝土的配制方法进行配合比设计, 其中减水剂掺量根据基准混凝土拌和物的工作性能进行适当调整。C30 混凝土的基准配比见表3。

钢纤维混凝土的配合比: (1) 30 mm压痕型 (Z组) 、端钩型 (C组) 、50 mm压痕型 (K组) 钢纤维分别以15、30、60、80kg/m3的掺量掺入普通混凝土, 研究钢纤维掺量对混凝土性能的影响; (2) 固定钢纤维掺量为60 kg/m3, 30 mm压痕型、端钩型、50 mm压痕型钢纤维分别掺入普通混凝土, 研究钢纤维种类对混凝土性能的影响。

1.3 试验方法

(1) 钢纤维混凝土的制备与拌合物性能试验

参照CECS 13:2009《纤维混凝土试验方法标准》的规定制备、成型和养护钢纤维混凝土, 并进行新拌混凝土的拌合物性能试验, 测试坍落度、扩展度、倒坍落度筒和含气量。

(2) 钢纤维混凝土的力学性能试验

参照JGJ/T 221—2010 规定的试验方法进行。抗压强度试验试件尺寸为100 mm×100 mm×100 mm;抗折强度与弯曲韧性试验试件尺寸均为100 mm×100 mm×400 mm。在YWAW-600C型微机控制电液伺服万能试验机上, 测试带切口的三点弯曲梁测试钢纤维混凝土的弯曲韧性。

2 试验结果与分析

2.1 钢纤维的掺量与类型对混凝土工作性能的影响

分别研究了30 mm压痕型、端钩型及50 mm压痕型钢纤维在不同掺量时, 混凝土坍落度、扩展度及倒坍落筒时间的变化情况, 试验结果见图2。

由图2 (a) 可见, 不同类型钢纤维混凝土的坍落度、扩展度均随钢纤维掺量的增加而减小, 当钢纤维掺量达到80 kg/m3时坍落度与扩展度均为最小值;当钢纤维掺量相同时, 掺50mm压痕型钢纤维降低混凝土的坍落度与扩展度最大。由图2 (b) 可见, 不同类型钢纤维掺入混凝土后, 其倒坍落筒时间都比基准混凝土长, 且随掺量增加而延长。其中30 mm压痕型、端钩型钢纤维的倒坍落筒时间基本呈线性关系;当50 mm压痕型钢纤维的掺量为60 kg/m3时, 混凝土已不能从坍落筒中流出。

钢纤维的掺入造成以上混凝土工作性能降低的原因为:钢纤维类型相同时, 50 mm压痕型与30 mm压痕型相比, 长径比越大, 钢纤维在内部交叉塔接机会越多, 相互之间阻碍力越强, 工作性能就会降低;钢纤维长度相同时, 30 mm压痕型与端钩型相比, 后者比表面积大, 单位质量钢纤维根数多, 需要的水泥浆体多, 加上后者尾部的端钩在混凝土内部起到锚固粘结作用, 对混凝土粘结作用强, 使流动度明显降低;50mm压痕型钢纤维的长度与直径都是最大的, 对混凝土工作性能降低幅度也最大。钢纤维对钢纤维地坪混凝土工作性能的影响程度大小顺序为:50 mm剪切压痕型>30 mm端钩型>30 mm剪切压痕型。

2.2钢纤维的掺量与类型对混凝土力学性能的影响

2.2.1钢纤维的掺量与类型对抗压强度与抗折强度的影响 (见图3)

由图3 (a) 可知, 对于不同类型的钢纤维, 随着钢纤维掺量的增加, 抗压强度均呈先提高后降低的趋势, 且变化幅度均较小, 为0~14%。钢纤维掺量为30 kg/m3时, 28 d抗压强度达最大, 且在掺量60 kg/m3之内均有增强, 在掺量为80 kg/m3时均达最小, 且低于基准混凝土;当钢纤维掺量相同时, 30 mm压痕型对抗压强度影响最大, 端钩型次之, 50 mm压痕型影响最小。30 mm压痕型钢纤维掺量为30 k/m3时, 28 d抗压强度45 MPa, 提升幅度最大为7%。30 mm压痕型和端钩型对混凝土抗压强度增强作用优于50 mm压痕型, 是由于前者长径比较小, 提高混凝土的密实作用优于后者。掺量为80 kg/m3时, 抗压强度下降, 这与已有文献[6-7]提到的钢纤维略微提高或降低抗压强度有所不同, 主要是由于钢纤维单位体积内的数量较多, 混凝土界面薄弱层较多, 同时试件为非标准试件, 尺寸效应、重力效应及边壁效应明显, 导致抗压强度略有下降。

由图3 (b) 可知, 钢纤维混凝土的抗折强度均高于素混凝土。不论钢纤维类型的变化, 7 d和28 d抗折强度均随着其掺量的增加而提高。当钢纤维掺量相同时, 7 d和28 d抗折强度增强效果为:30 mm端钩型>30 mm压痕型>50 mm压痕型。30 mm压痕型增强效果稍差于端钩型的原因是: (1) 同等掺量下钢纤维数量比端钩型少, 表现在断面上钢纤维根数更多; (2) 后者尾部有端钩, 能起到锚固的作用, 虽然前者表面有凹凸不平的球形印痕, 但与混凝土的粘结能力还是不如后者。50 mm压痕型的长度最长、直径最大, 在固定掺量情况下其数量最少, 起到的增强效果有限, 且试验时不易搅拌均匀, 故抗折强度最低。

2.2.2 钢纤维掺量与类型对弯曲韧性的影响

基准混凝土与C30 钢纤维地坪混凝土的弯曲性能参数如表4 所示。

从表4 可以看出, 掺入钢纤维后, 混凝土的弯曲强度有较大幅度提高, 提高幅度为8.3%~80.6%, 同等掺量时, 提高幅度依次为:30 mm端钩型>30 mm压痕型≈50 mm压痕型;初裂强度也表现出同样的趋势, 提高幅度为2.9%~40.0%, 同等掺量时, 提高幅度为:30 mm端钩型≈50 mm压痕型≈30 mm压痕型;在比例极限f方面, 端钩型钢纤维的提高幅度相对最大, 同等掺量时, 提高幅度依次为:30 mm端钩型>30 mm压痕型≈50 mm压痕型。

图4 为C30 钢纤维地坪混凝土的载荷-挠度曲线。

由图4 可见, 随着钢纤维掺量的增加, 荷载-挠度曲线越丰满, 曲线下降阶段越平缓, 表现出更好的韧性。由图4 (a) 和图4 (b) 可见, 2 种压痕型钢纤维在掺量为15、30 kg/m3时, 增韧效果均不明显, 曲线下降阶段也比较陡峭, 弯曲韧性指数提高幅度不大;掺量为60、80 kg/m3时才表现出较好的韧性。由图4 (c) 可见, 端钩型在掺量较少时就表现出明显的增韧效果。随着钢纤维的加入并伴随着掺量逐渐增加, 荷载-挠度曲线越丰满, 主要是由于钢纤维混凝土在初裂前, 荷载-挠度曲线与基准混凝土差不多, 为直线;而初裂后, 钢纤维能跨越裂缝继续承担载荷, 随着荷载的持续作用, 其不断被拔出或拉断, 而需要吸收能量, 从而表现为荷载-挠度曲线缓慢下降, 相比于基准混凝土表现出丰满的荷载-挠度曲线。

钢纤维掺量60 kg/m3时, 不同类型钢纤维地坪混凝土的载荷-挠度曲线见图5。

由图5 可见, 基准混凝土 (素混凝土) 发生的是脆性破坏, 没有丝毫韧性表现;相同类型、不同长径比的压痕型钢纤维混凝土, 在荷载-挠度曲线上表现为曲线走势一致, 长径比为56的50 mm压痕型载荷-挠度曲线相对于长径比50 的30 mm压痕型更丰满, 主要是由于前者长度更长, 在断裂面上埋入更深, 在拔出过程中耗能更多, 峰值点后荷载下降减缓, 曲线更加饱满, 表现出弯曲韧性更大;端钩型钢纤维混凝土荷载-挠度曲线下降阶段最平缓, 曲线最丰满, 并且在小梁开裂后出现二次荷载峰值, 说明端钩型钢纤维在梁开裂后可以更好地改善并增加混凝土的荷载承受能力, 增强增韧效果最好, 主要是因为其尾部端钩起到类似锚固的作用[8], 在拔出过程中, 尾部的端钩被拉直, 能量吸收值大为增加;而压痕型钢纤维其纵向为平直型, 与混凝土的粘结能力相对端钩型较弱, 在拔出过程中为平直拔出, 耗能效果不强, 曲线下降阶段比端钩型钢纤维陡直。钢纤维对混凝土弯曲韧性的影响程度大小顺序为:30 mm端钩型>50 mm压痕型>30 mm压痕型。

2.3 C30 钢纤维地坪混凝土应用方案的优选

本文用钢纤维混凝土的坍落度、等效抗弯强度feq，2分别反映其工作性能、韧性, 通过等效抗弯强度feq，2-钢纤维掺量、坍落度-钢纤维掺量拟合曲线明晰在同等韧性指数条件下, 钢纤维混凝土的工作性能与钢纤维掺量之间的关系, 并达到综合评价最佳施工方案的目的, 拟合曲线如图6 所示。

图6 中, 30 mm压痕型、端钩型、50 mm压痕型钢纤维掺量和feq，2的拟合曲线分别为:y=0.3012+0.1026x、R2=0.9691, y=1.8545 +0.0999x、R2=0.9763, y =0.8674 +0.1082x、R2=0.9914;30mm压痕型、端钩型、50 mm压痕型钢纤维掺量和坍落度的拟合曲线分别为y =232.19 -2.87x +0.07x2-6.65 ×10-4x3、R2=0.9389, y =231.41 -3.46x +0.07x2-6.34 ×10-4x3、R2=0.9842, y =233.07-2.42x-0.07x2+7.94×10-4x3、R2=0.9785。通过图6 拟合曲线, 假设根据工程设计要求feq，2强度为4 MPa, 可以求出对应的钢纤维掺量及坍落度, 如表5 所示。

由表5 可知, 根据工程设计要求在同等韧性条件下, 30mm压痕型钢纤维掺量最多, 成本最高, 但是工作性能最好;端钩型钢纤维用量最少, 成本次之, 工作性能较好;50 mm压痕型钢纤维掺量较少, 成本最低, 但是工作性能最差。通过综合考虑钢纤维掺量、工作性、经济成本3 方面因素, 发现端钩型钢纤维掺量为21.5 kg/m3时为最佳施工方案。

3 结语

(1) 钢纤维对工业地坪混凝土工作性能的影响程度大小顺序为50 mm压痕型>30 mm端钩型>30 mm压痕型;工作性能随掺量增加而降低;掺入同类型钢纤维时随长径比增大而降低。

(2) 钢纤维对工业地坪混凝土抗压强度的影响程度大小顺序为30 mm压痕型>30 mm端钩型>50 mm压痕型;抗压强度随掺量的增加而呈现先提高后降低的趋势;掺入相同类型钢纤维时, 随长径比增大而减小。钢纤维对工业地坪混凝土抗折强度的增强效果顺序为30 mm端钩型>30 mm压痕型>50 mm压痕型;抗折强度均随着钢纤维掺量的增加而提高。

(3) 钢纤维对工业地坪混凝土弯曲韧性的影响程度大小顺序为30 mm端钩型>50 mm压痕型>30 mm压痕型;随掺量的增加而越加丰满, 掺量越高荷载峰值越大, 曲线下降阶段越加平缓, 增韧效果越明显;掺入相同类型钢纤维时, 随长径比增大而增韧效果越明显;两端尾部有弯钩的端钩型钢纤维荷载-挠度曲线最丰满, 增韧效果最好。

(4) 拟合出等效抗弯强度feq，2-钢纤维掺量、坍落度-钢纤维掺量的曲线, 并得出钢纤维工业地坪混凝土工程设计要求feq，2强度为4 MPa时, 30 mm端钩型钢纤维掺量21.5 kg/m3为最佳施工方案。

参考文献

[1]王爱云, 郝以磊.铣削钢纤维混凝土在工业厂房地坪中的应用[J].建筑技术, 2005 (9) :691-692.

[2]董香军, 丁一宁.纤维高性能混凝土工作度、强度和弯曲韧性的试验研究[J].混凝土与水泥制品, 2006 (4) :43-44.

[3]汤寄予, 高丹盈, 朱海堂, 等.钢纤维对高强混凝土弯曲性能影响的试验研究[J].建筑材料学报, 2010, 13 (1) :85-89.

[4]马智英.钢纤维混凝土早期力学性能发展规律的试验研究[D].北京:北京工业大学, 2003.

[5]Vitt, Gerhard D.Design and ordering of steel-fiber reinforced concrete for industrial floors[J].Betonwerk und Fertigteil-Technik/Concrete Plant and Precast Technology, 2011, 77 (2) :166-167.

[6]郭凯, 王小磊, 丁庆军, 等.钢纤维对地坪混凝土性能的影响[J].混凝土, 2009 (4) :66-69.

[7]秦鸿根.钢纤维掺量和类型对混凝土性能的影响[J].建筑材料学报, 2003, 6 (4) :364-368.

C30 篇6

民用建筑市场是混凝土外加剂应用的主要市场,有必要考察聚羧酸外加剂在民用建筑市场推广应用的可行性,特别是用量较大的C30泵送混凝土的应用。聚羧酸减水剂较之萘系减水剂具有减水高、保坍好、收缩变形小的优点,所以聚羧酸减水剂在商品混凝土中的应用应充分发挥其性能特点,以弥补其成本高的不足。通过检索大量的文献发现,掺加聚羧酸减水剂配制的混凝土单位用水量基本小于155 kg/m3,这完全得益于聚羧酸减水剂25%以上的减水率,而江苏双楼建设集团公司采用萘系减水剂配制的C30混凝土的单位用水量在175～185 kg/m3。众所周知,水胶比是影响混凝土强度的最重要的因素之一,在保证其他材料种类及掺量无变化的情况下,水胶比与混凝土的抗压强度基本成线性关系。本文通过调整配合比设计思路,探讨了聚羧酸外加剂配制C30泵送混凝土在技术、经济上的可行性。

1 原材料及试验方法

1.1 原材料

水泥:P.O 42.5普通硅酸盐水泥;粉煤灰:II级粉煤灰;砂:长江中砂,细度模数2.6;碎石:5～31.5 mm连续级配石灰岩骨料。减水剂:江苏博特新材料有限公司生产的萘系高效减水剂JM-9和聚羧酸系高效减水剂JM-PCA,对应的减水率分别大于15%和25%。

1.2 配合比设计

基于上述配合比设计原则,采用相同的原材料分别配制了掺聚羧酸外加剂和掺萘系减水剂的C30商品混凝土,具体配合比设计如表1所示。考虑混凝土设计容重稳定,将减少的水泥及水的质量用砂石骨料补充,并且由于胶凝材料用量的降低,适当提高砂率至44%。

1.3 试验方法

普通混凝土和易性、强度试验参照《GB/T50080-2002普通混凝土拌和物性能试验方法标准》和《GB/T 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准》进行。

2 试验结果与讨论

2.1 混凝土新拌性能分析

由表2数据可见,聚羧酸减水剂配制的混凝土新拌性能较萘系减水剂配制的混凝土稍好,主要表现在混凝土的坍落度保持方面,聚羧酸减水剂的长侧支链提供的位阻作用,可以提供给混凝土较好的坍落度控制能力,保证混凝土的坍落度变化很小。其次,虽然掺聚羧酸外加剂的混凝土中胶凝材料用量较低,但是其粘聚性与保水性确较1#混凝土变化很小。这是因为虽然胶凝材料用量少了,但是相应的砂的含量提高,并且提高了混凝土含气量,这样就保证了混凝土中砂浆体积含量,达到对混凝土和易性的保证。

2.2 混凝土力学性能分析

由表2中数据可见,掺聚羧酸混凝土的抗压强度达到C30混凝土的要求,并且除2#配合比外,其他两组混凝土抗压强度达到或超过了1#混凝土。聚羧酸外加剂的超分散作用使水泥颗粒的分散更加均匀化,增加了水泥颗粒与水的接触面积,促进水泥水化反应的进行,进而提高混凝土的抗压强度。

2.3 混凝土体积稳定性分析

由图1混凝土的干燥收缩变形数据可见,掺加聚羧酸减水剂的混凝土的干燥收缩变形降低10%以上,有助于提高混凝土的抗开裂性。聚羧酸外加剂具有比萘系减水剂更低的界面张力,这有助于减少毛细管负压,进而降低混凝土的干燥收缩。

2.4 混凝土的经济性能分析

由上述结果可见,聚羧酸外加剂配制的C30商品混凝土各项性能均达到甚至超过萘系减水剂配制的混凝土,说明聚羧酸外加剂在民用建筑上的应用并没有技术问题。表3中列出了两种外加剂配制的C30混凝土的原材料价格。可见,采用3#和4#配合比的混凝土价格较1#低,且性能指标超过1#。

3 结语

聚羧酸减水剂的减水率较高,可以显著降低混凝土的单位用水量至155 kg/m3,在保证混凝土强度等级不变的情况下可以相应降低混凝土中的水泥用量,进而补偿聚羧酸减水剂价格较高的缺点,不过为了使混凝土的和易性有所保证应提高砂率,增加混凝土中砂浆体积份数。聚羧酸的高效保坍作用可以保证坍落度损失较小,有益于混凝土的泵送施工。并且,聚羧酸减水剂能显著降低混凝土的干燥收缩,对于预防商品混凝土的开裂有益。适当地调整混凝土的配合比后,可以获得应用性能和经济性能均优于萘系减水剂的C30商品混凝土。

摘要：通过调整C30商品混凝土的配合比设计思路,发挥聚羧酸外加剂的高减水作用,降低混凝土中胶凝材料用量及用水量,在保证力学性能的前提下,提高聚羧酸减水剂配制商品混凝土的经济性。

关键词：聚羧酸外加剂,商品混凝土,经济性

参考文献

[1]赵碧华,陶晓林.聚羧酸系高效减水剂在商品混凝土中的应用[J].江西建材,2004(2):12-13.

[2]柯科杰,李桂青,黄仕阶,等.聚羧酸KJ-JS高性能减水剂配制C20-C100高性能混凝土的试验与应用[J].广东建材,2007(11):42-48.

C30 篇7

1 设备基础的技术要求

1.1 设备基础平面尺寸为:

45m×13m×2.4m, 试验台及泵房基础尺寸是69.8 m×13m×2.4m, 侧墙厚度为0.9m、1m, 高度为4.3m。混凝土强度等级设计为C30P8耐油P5。

1.2 防油渗混凝土配合比设计时要考虑大体积混凝土的技术要求。

1.3 防油渗混凝土的原材料 (包括抗油渗剂) 及配

合比均由供方确定, 投资方不参予, 投资方按建筑施

工质量验收。但考虑到施工进度, 要求防油渗混凝土的令期为60d。

1.4 要求搅拌站在生产防油渗混凝土时, 原材料计量准确, 不得存在漏加或少加现象。

在混凝土生产过程中由施工方、监理方派人在搅拌站24h共同监督, 投资方随时抽检。

1.5 投资方要求, 防油渗混凝土在硬化后表面无裂缝。

1.6 防油渗混凝土的浇筑厚度在2.

4m, 考虑到是大体积混凝土施工, 要求施工单位在混凝土浇筑前, 内设循环的两排冷水管, 以降低混凝土内部的温度, 保证内外温差小于25℃。

2 控制温升和收缩裂缝的技术措施

本工程为C30P8耐油P5抗渗、抗油渗混凝土, 防水防油要求较高, 又为厚大体积混凝土, 因此必须认真施工确保不渗、不漏、不裂, 具体措施如下:

a.控制混凝土升温, 掺入缓凝剂。

b.大量掺入粉煤灰, 降低混凝土早期强度, 减少水泥水化热。c.控制混凝土的浇筑温度和入模温度。

d.大体积混凝土浇筑后, 为了减少升温阶段内外温差, 防止产生裂缝, 应对混凝土表面进行保温养护和潮湿养护。

3 混凝土配合比 (见表1) 试验编号:20100805-2

4 原材料的选择

4.1 水泥

为满足防渍油混凝土的设计要求, 选择P.O42.5水泥。

4.2 粉煤灰

因该混凝土属于大体积混凝土, 掺加粉煤灰能有效控制混凝土的早期水化热、降低水泥用量、改善混凝土的工作性等优点, 确定使用Ⅰ级粉煤灰。

4.3 骨料

细骨料选用中砂。粗骨料选用5~31.5的连续级配卵石,

4.4 外加剂

泵送剂:选用高效缓凝泵送剂, 减水率23%。膨胀剂:选用UEA型膨胀剂。

抗油渗剂:选用HD-2008型混凝土抗油渗剂。

5 混凝土配合比及性能

水泥:粉煤灰:砂:卵石:水:泵送剂:UEA:抗油渗剂=330:110:708:1064:163:8.8:35:22。

混凝土的物理性能见表2。混凝土的工作性能见表3。

5.1 水胶比是影响混凝土强度的主要因素之一。从强度的角度

来讲, 水胶比选定在0.37, 混凝土的7d、28d、60d配制强度是能够满足设计要求的。从施工角度讲, 混凝土拌合物扩展度和坍落度损失均能满足施工要求。

5.2 在泵送混凝土中泵送剂是影响混凝土凝结时间的主要因素。

在施工过程中考虑到其技术要求和施工条件, 确定初凝时间不少于15小时, 终凝时间不大于20小时, 经时损失小于10mm, 拌合物扩展度不小于500mm。

5.3 HD-2008型混凝土抗油渗剂掺量为胶结材料的5%, 它能

与混凝土中胶结材料共同参与水化反应, 生成物填充混凝土中的毛细孔, 阻塞渗油通道, 进而提高混凝土抗油渗性能。

6 施工前准备

6.1 提前做生产计划。做好搅拌站的生产安排, 协调好泵车、砼运输车辆, 以确保供应连续性。

6.2 对原材料实行先检验后用的原则。

6.3 施工现场在混凝土浇筑前做好一切浇筑的准备工作, 充分

保障现场道路畅通和泵车工作作业面, 并做好夜间浇筑的照明工作。

6.4 施工现场设专人负责测温和混凝土养护。

根据实测混凝土表面、中心温度, 随时调整覆盖材料的厚度。确保养护时间不少于14天。

6.5 施工现场设专人负责混凝土振捣和压抹。

7 生产过程控制

7.1 在浇筑混凝土期间, 商混站派一名调度, 24小时监控混凝土的运输量、浇筑速度和砼坍落度的情况, 及时与搅拌站联系。

7.2 增加搅拌时间, 确保搅拌均匀。

7.3 严格控制生产水胶比, 到达施工现场坍落度为190±20mm。

7.4 如现场坍落度不能满足泵送时, 严禁现场任意加水, 必要

时, 在技术人员指导下, 采用二次加减水剂, 使混凝土坍落度达到要求后卸料。

7.5 混凝土施工采用自然分层连续浇筑, 不出冷缝。

在基础混凝土浇筑到最后一侧时, 要预留孔洞, 将大体积混凝土中的浮浆排出, 避免混凝土表面出现收缩裂缝。

结束语

a.混凝土在终凝后, 表面没有出现裂缝。

C30 篇8

现代建筑工程对混凝土结构的耐久性要求越来越高。本文依据及参考国家有关标准试验方法对C30P8混凝土的耐久性能进行了系统试验研究, 包括抗渗性、氯离子渗透性、硫酸盐侵蚀和碳化等性能, 并参考国内外有关标准或规范的评定指标, 对各项耐久性能进行了评价。

1 试验材料及试验方法

试验原材料和混凝土配合比, 如表1和表2所示。混凝土设计强度为C30, 抗渗等级为P8。

依据国家标准GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》[1]对抗渗性、抗氯离子渗透性能和碳化性能进行试验研究;参考有关文献, 设计了混凝土抗硫酸盐侵蚀性能试验方法:成型150mm×150mm×550mm的混凝土试件6个, 养护24h后脱模, 标准养护至28d, 取出后用环氧树脂涂覆部分表面。将试件分成两组, 一组三个试件在20℃水中浸泡, 一组三个试件在20℃、10%硫酸钠溶液中浸泡。每天一次用 (NH4) 2SO4滴定以中和试件在溶液中放出的Ca (OH) 2, 使溶液的PH值保持在7.0左右。浸泡28d分别测定两组试件的抗折强度, 混凝土的抗蚀性能以抗蚀系数k来表示, 按下式计算, 精确到0.01。

式中:

k———抗蚀系数;

R液———试件在溶液中浸泡28d抗折强度, MPa;

R水———试件在20℃水中养护同龄期抗折强度, MPa。

2 试验结果分析及评价

2.1 抗渗性

综合考虑混凝土设计抗渗等级 (P8) 、养护龄期和试验排期情况, 抗渗试验设计为加压至1.0MPa结束, 不再继续加压至试件渗水为止。试验结果表明, 加压至1.0MPa时, 11个配合比的混凝土试件均未观察到渗水现象。依据GB/T 50082-2009来评定, 可知C30P8混凝土的抗渗标号均不低于P10, 超过P8的设计抗渗等级, 说明所有搅拌站提供的混凝土均有良好的抗渗性。混凝土的抗渗性取决于其孔结构, 而孔结构与水泥用量、水胶比、集料级配、密实性、养护的有效性等有关。从表2可以看出, C30P8混凝土胶材用量较大, 在350～450kg/m3, 且通过掺加外加剂降低水胶比, 水胶比在0.40～0.48, 同时掺入了较多矿物掺合料, 这些措施都有利于降低孔隙率和减小孔径, 提高混凝土结构的致密性, 使混凝土的抗渗性能显著改善。

2.2 氯离子渗透性

11个配合比的混凝土氯离子渗透试验结果见表3。

美国标准ASTM C1202-97[2]按表4以同组3个试件6h通过的电量平均值来评定混凝土抗氯离子渗透性。我国标准JTJ275-2000[3]的评定指标为:对海港工程浪溅区的普通混凝土, 抗氯离子渗透性不应大于2000C;对高性能混凝土, 不应大于1000C。我国《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中, 按混凝土设计使用年限级别、环境作用等级规定了混凝土的抗氯离子渗透性, 如设计使用年限为100年、环境作用等级为L1级时, 要求抗氯离子渗透性小于1000C;对潮汐区的混凝土抗氯离子渗透性更加严格, 不应大于800C。

市政工程的设计使用年限一般为100年, 而一般的工业民用建筑设计使用年限为50～70年, 参考上述评定指标, 笔者建议规定C30P8混凝土抗氯离子渗透性不应大于1000C。

从表3可知, C30P8混凝土试件的电通量在650～1360C之间, 表明C30P8混凝土的抗氯离子渗透性能均良好;但对于同为C30P8混凝土, 相互之间的差异较大。按美国标准ASTM C1202-97的指标来评定:1、9、4、8、号混凝土电通量超过1000C, 氯离子渗透性低;其余低于1000C, 氯离子渗透性很低。按笔者的建议来评定, 1、9号混凝土的抗氯离子渗透性稍差, 4、8号混凝土基本满足, 其余混凝土的抗氯离子渗透性好, 均小于1000C。电通量大小顺序为:3、5<10<6<7<2、11<8<4<9、1。

Cl-在混凝土中的迁移主要是通过孔洞溶液进行的, 因而混凝土的抗氯离子渗透性与孔结构密切相关。从表2可知, 9、1、4号混凝土的水胶比较大且胶材用量较少, 可能导致混凝土结构致密性稍差, 孔隙稍多, 电通量大。8号混凝土的水胶比低, 胶材用量也多, 但库仑量也超过1000C, 这可能是由混凝土的不均匀性引起。3、5、10号混凝土的水泥浆体密实度较高, 因而电通量小。

2.3 硫酸盐侵蚀性

各编号混凝土的抗硫酸盐侵蚀性试验结果见表5。

较多文献资料均以水泥胶砂或混凝土试件浸泡在硫酸钠溶液中 (5%或10%) 至一定龄期 (28d或180d) , 抗蚀系数大于0.8判为合格。CECS207:2006《高性能混凝土应用技术规程》[4]对胶砂抗硫酸盐性能抗蚀系数的评定指标见表6。

根据市政工程的设计使用年限一般为100年, 而一般的工业民用建筑设计使用年限为50～70年, 参考上述评定指标, 因此笔者建议规定C30P8混凝土抗硫酸盐等级应达到中级以上, 具有“耐腐蚀”以上的抗硫酸盐性能, 抗蚀系数达到1.0～1.1以上。

由表5结果及表6指标可见, C30P8混凝土的抗蚀系数K值均大于0.8, 按较多文献的评定指标, 判为合格;K值在0.88～1.18之间, 差异较大;按表6的评定指标, 2、3、11号的K值<1.0, 抗硫酸盐等级低, 会受腐蚀;7号K值为1.2, 抗硫酸盐等级高, 属于抗腐蚀混凝土;其余K值在1.0～1.1之间, 抗硫酸盐等级中, 耐腐蚀。

混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能与其密实度 (孔结构) 、发生腐蚀反应的组分含量 (水泥中C3A含量、胶材中活性Al2O3含量) 有关。胶材用量大和掺加矿物掺合料, 有利于提高密实度, 也相对减少了C3A的含量;但胶材中活性Al2O3含量增加, 可能对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能不利。从表2可知, 在抗硫酸盐等级低的2、3、11号混凝土中, 2号混凝土的掺合料掺量达到了140kg/m3, 11号混凝土的掺合料掺量为120kg/m3。在抗硫酸盐侵蚀性能好的4号和7号混凝土的掺合料掺量都较小, 分别为74kg/m3和90kg/m3。但试件的抗硫酸盐侵蚀性能和矿物掺合料的掺量没有明显的对应关系, 还受水泥中C3A含量的影响。

2.4 碳化

各编号混凝土的碳化试验结果见图1。 (7号28d不列, 9号数据离散不列出) 。

由图1可知, 各C30P8混凝土的28d碳化深度从10mm到25mm不等, 碳化深度顺序为:10>11、5>1>2>3、6>4>8;随碳化龄期延长, 混凝土碳化深度基本呈增大规律;但8、11号混凝土28d碳化深度比14d的反而下降, 可能是由于混凝土试件不均匀所致。在相同湿度环境下, 影响混凝土碳化速度的因素有混凝土密实度、混凝土含水率和混凝土中可碳化物质含量 (PH值, 氢氧化钙含量) 等。由表2可知, 8号混凝土中水泥用量大, 达370kg/m3, 粉煤灰掺量较小, 且水胶比小, 因而混凝土较密实, 碳化深度小。7号混凝土中水泥用量少, 且水胶比大, 混凝土的密实度相对较差, 其14d碳化深度较大, 达21mm。10号和11号混凝土中虽然水胶比较小, 胶材用量较大, 但由于粉煤灰掺量大, 分别为112kg/m3和120kg/m3, 大量粉煤灰的掺入, 一方面消耗了部分的Ca (OH) 2, 影响了混凝土的PH值;另一方面, 由于Ca (OH) 2和水泥熟料数量相对减少, 可碳化物质含量减少, 因此碳化深度较大。5号和1号混凝土中水胶比大, 胶材用量少, 但因其粉煤灰掺量小, 碳化深度小于10号和11号混凝土。2号和3号混凝土中水胶比适中, 胶材用量大而粉煤灰掺量较小, 因而碳化深度较小。6号混凝土水胶比小, 胶材用量大, 虽然掺合料掺量大, 但掺合料中矿渣较多, 粉煤灰较少;4号混凝土虽然水胶比大, 但胶材用量适中, 粉煤灰掺量少, 故碳化深度小。

3 结论

⑴各编号的C30P8混凝土抗渗性较好, 均不低于P10抗渗等级。

⑵C30P8混凝土的电通量在650～1360C之间, 抗氯离子渗透性能好但相互间差异明显。以电通量小于1000C的混凝土居多;存在电通量大于1000C的混凝土, 不利于混凝土的耐久性。

⑶C30P8混凝土抗硫酸盐侵蚀系数在0.88～1.18之间, 差异较大。以抗蚀系数在1.0～1.1之间, 抗硫酸盐等级中, 能耐硫酸盐腐蚀的混凝土居多;存在抗蚀系数<1.0, 抗硫酸盐等级低, 会受硫酸盐腐蚀的混凝土, 对建筑工程混凝土的耐久性不利。

⑷C30P8混凝土的28天碳化深度从10mm到25mm不等, 差异较大;碳化有造成钢筋锈蚀的危险。

⑸C30P8同等级混凝土由于原材料、配合比、生产工艺的不同, 混凝土各项耐久性能均有较大差异;由于影响因素不同, 各项耐久性能之间的关系无明显规律性;总体来看, 6、7、8号混凝土的耐久性能相对较好, 1、2、11号混凝土耐久性相对较差。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》[S].北京:中国建筑工业出版社, 2010.4.

[2]美国材料试验协会.ASTM C1202-97《混凝土耐氯离子穿透能力电标试验方法》[S].

[3]广州四航工程技术研究院.JTJ275-2000《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》[S].北京:人民交通出版社, 2001.

C30 篇9

临海高等级公路 (启东段) 工程LHQD-LJ7标协兴河桥桩基用C30水泥混凝土配合比。

2 水泥混凝土配合比设计资料:

2.1.1 已知条件

该混凝土设计强度等级为C30, 无强度历史统计资料, 要求混凝土拌和物坍落度为180~220mm, 桥梁所在地区属无冻害潮湿地区。

2.1.2 组成材料

采用启东泰安建材有限公司生产的“太安”牌P.O42.5 普通硅酸盐水泥, 根据《普通混凝土配合比设计规程》 (JGJ55-2011) [1], 水泥强度等级值的富余系数取用γc=1.16。外加剂和阻锈剂均采用上海森浦建材厂生产的SP-15 型高效减水剂和SP-20 阻锈剂, 外加剂掺量取水泥用量的0.4%, 减水率取12%。阻锈剂掺量为8kg/m3。细集料采用安徽产长江砂, 细度模数为2.72, 属于2区中砂, 其表观密度为ρs=2629kg/m3。粗集料采用南京六合产碎石, 碎石最大粒径dmax=31.5mm, 其压碎值为:15.0%, 针、片状颗粒含量为5.8%, 表观密度ρg=2701kg/m3。拌和用水采用饮用水[2]。

3 水泥混凝土配合比设计步骤

3.1 计算初步配合比

3.1.1 确定混凝土配制强度 (fcu, o)

设计要求混凝土强度fcu, k=30MPa, 无历史统计资料, 查得标准差σ=5.0MPa, 混凝土配制强度:

3.1.2 计算水胶比 (W/B)

3.1.2.1按强度要求计算水胶比

计算胶凝材料28天抗压强度值

已知采用P.O42.5普通硅酸盐水泥, fce, g=42.5MPa, 水泥富余系数γc=1.16。

①计算水泥28d胶砂强度fce:

②计算胶凝材料28d胶砂抗压强度值

③计算混凝土水胶比

已知该混凝土的配制强度fcu, o=38.2MPa, 采用胶凝材料28d胶砂抗压强度fb=49.3MPa, 由于所用粗集料为碎石, 回归系数采用αa=0.53, αb=0.20。则计算水胶比:

3.1.2.2 按耐久性校核水胶比

该水泥混凝土所处环境在无冻害潮湿环境, 允许最大水胶比为0.55, 按强度计算水胶比为0.60, 经试验后, 选用水胶比0.54进行试配。

3.1.3 选定单位用水量 (mw)

要求混凝土拌和物坍落度为180mm~220mm, 碎石的最大粒径为31.5mm, 砂的细度模数为2.72, 属2 区中砂, 选用单位用水量为235kg/m3。

3.1.4 计算掺外加剂混凝土的单位用水量 (mwa)

外加剂掺加量为水泥用量的0.4%, 减水率为12%, 则掺加外加剂混凝土的单位用水量为:

3.1.5 计算掺外加剂混凝土的单位水泥用量 (mca)

3.1.5.1 计算单位水泥用量

已知该混凝土掺外加剂的单位用水量mwa=207kg/m3, 水胶灰比W/B=0.54, 则计算掺外加剂混凝土的单位水泥量为:mco=mwo/ (W/B) =207/0.54=383 (kg/m3)

3.1.5.2 按耐久性校核单位水泥用量

设计混凝土所处环境在无冻害潮湿地区, 要求钢筋混凝土的最小胶凝材料用量为280kg/m3, 该配合比设计计算单位水泥用量为383kg/m3, 符合规范要求, 选用水泥用量383kg/m3。

3.1.6 选定砂率 (βs)

由碎石最大粒径dmax=31.5mm, 水胶比W/B=0.54, 采用5~31.5mm连续级配, 砂的细度模数为2.72, 属2 区中砂, 选定混凝土砂率βs=42%。

3.1.7 计算砂石用量 (mS、mg)

已知测得该水泥密度为ρc=2980kg/m3, 实测黄砂的表观密度ρs=2629kg/m3, 碎石表观密度ρg=2701kg/m3, 阻锈剂的密度ρ阻锈剂=3200kg/m3, 采用体积法计算。

据以上:mco=383kg/m3, mwo=207kg/m3, βs=42%, 由下式:

其中α=1 (非引气混凝土) , 解得:

砂用量mSo=731kg/m3, 碎石用量mgo=1009kg/m3。

计算得初步配合比为:

3.2 调整工作性, 提出基准配合比

分别试拌15L混凝土拌和物, 混凝土拌合物测定坍落度为200mm, 符合要求, 粘聚性和保水性亦良好, 满足施工和易性要求, 即基准配合比为:

3.3 检验强度, 确定试验室配合比

3.3.1 校正基准配合比

试验室实测混凝土表观密度ρc, t=2350kg/m3, 理论表观密度ρc, c=2340kg/m3。由不需进行混凝土表观密度修正, 故基准配合比为:

3.3.2 测定强度、确定试验室配合比

根据基准配合比分别计算水胶比增加或减少0.05, 砂率亦分别增加或减少1%时的配合比为:

分别测定其标养7天及28天后的抗压强度为:

据试验结果建议选择B组配合比, 即试验室配合比为:

3.4 换算工地配合比

设工地实测砂的含水率为Ws, 碎石的含水率为W g, 则各种材料用量为:

即工地施工配合比为:

4 结语

本人在实际进行水泥混凝土配合比设计中使用了上述方法, 经过优化, 所拌制的混凝土坍落度符合设计要求, 和易性和粘聚性良好, 满足施工要求, 28d立方体抗压强度满足设计要求, 受到业主和监理工程师的一致认可, 也为自己公司取得了好的经济效益。

参考文献

[1]JGJ55-2011.普通混凝土配合比设计规程[S].