1、 c100超高強泵送混凝土的配置研究 【摘要】當前，超高強泵送混凝土在我國應(yīng)用越來越廣泛，但應(yīng)用過程中依然存在一些問題，如配合比設(shè)計缺乏規(guī)范參考，配置過程過于依靠經(jīng)驗、技術(shù)還未成熟等，要滿足工程應(yīng)用超高強泵送混凝土的相關(guān)要求，還要做更深入的分析。本文結(jié)合筆者多年的研究實踐，探討c100超高強泵送混凝土的配置。【關(guān)鍵詞】c100；超高強泵送混凝土；礦物摻合料；配合比伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和建筑行業(yè)的發(fā)展，超高強泵送混凝土的應(yīng)用將成為未來發(fā)展的必然趨勢。近年來，超高強泵送混凝土已經(jīng)在超高層建筑、大跨度橋梁等工程中得到了應(yīng)用。超高強泵送混凝土具有較高強度的同時，也具有混凝土粘度大、自收縮大、脆性大

2、、易產(chǎn)生開裂等一系列問題。如何配制高可泵性、高體積穩(wěn)定性的超高強泵送混凝土是困擾混凝土行業(yè)研究工作者和生產(chǎn)者的一大難題。越來越多學者也開始對超高強混凝土配置技術(shù)進行研究，比如王沖從超高強混凝土制備與強度基礎(chǔ)進行分析，在不剔除粗骨料的情況下應(yīng)用普通工藝和常規(guī)材料，制得365天抗壓強度是178.3mpa、坍落度為210mm的超高強高性能混凝土。而王成啟采用超細礦物摻合料進行c100超高強高興能混凝土的配制研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超細礦渣粉和粉煤灰微珠可有效改善超高強混凝土的工作性、抗壓強度和耐久性。劉洋在國內(nèi)多種高強配合比調(diào)研的基礎(chǔ)上，開展了基于全算法的c100超高強混凝土的配制研究，使得c100超高強混凝

3、土的配制方法更合理。綜上，目前國內(nèi)關(guān)于超高強混凝土配制的研究主要集中在如何配制出滿足目標要求的混凝土，而關(guān)于配合比參數(shù)對c100超高強泵送混凝土性能影響的研究不多，配合比參數(shù)對混凝土性能的影響規(guī)律也不明晰，仍需進一步研究。1.原材料與試驗方法1.1原材料本實驗研究采用了六種水泥、五種摻合料體系、三種碎石類型，原材料的檢測結(jié)果分別見表1、表2和表3所示。其他材料的產(chǎn)地及性能指標如下：細骨料采用廣西合浦河砂，2區(qū)中砂，細度模數(shù)為2.6，含泥量為0.5%；減水劑采用江蘇蘇博特新材料股份有限公司的聚羧酸高性能減水劑，含固量為30.4%，減水率為30%；阻銹劑采用江蘇蘇博特新材料股份有限公司的阻銹劑，含

4、固量為5.19%；水采用飲用水。表1 不同種類水泥的性能水泥品種密度比表面積標準稠度用水量初凝時間終凝時間28d抗壓強度28d抗折強度a3.1136124.518024255.08.8b3.1338225.416921046.67.6c3.1337525.816522353.57.8d3.1435325.215420655.08.8e3.1438825.611816853.78.5f3.1437226.115518950.07.6表2 礦物摻合料的理化性能種類表面密度比表面積需水量比28d活性指數(shù)備注摻合料2.2611700108134蘇博特摻合物礦渣粉2.4780086140超細礦粉硅灰0.

5、9020000134142埃肯增密硅灰微珠粉2.67306097120平均粒徑2.3m偏高嶺土2.5512000112135超牌高活性偏高嶺土表3 不同類型碎石檢測結(jié)果碎石類型表觀密度級配含泥量泥塊含量針片狀含量壓碎值巖石抗壓強度惠州花崗巖2760連續(xù)5-16mm0.50.27.35.7132文昌玄武巖27500.50.26.64.8176漳州玄武巖27600.50.21.53.62291.2配制目標與試驗方法參考高強混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（jgj/t 281-2012）中關(guān)于高強混凝土配制的技術(shù)要求，得到配制目標：28 d抗壓強度115.0 mpa；混凝土出機坍落度：(24020)mm；擴展度5

6、00 mm；5 s倒置坍落度筒排空時間20 s；1h坍落度經(jīng)時損失10 mm；滿足泵送混凝土要求。采用固定其他參數(shù)不變，改變其中一個參數(shù)的方式，分別研究水泥品種、膠凝材料用量、摻合料種類和摻量、水膠比以及碎石類型等對混凝土工作性能和抗壓強度的影響規(guī)律，在滿足配制目標的前提下，選擇工作性能和抗壓強度均最佳的混凝土配合比3。2.試驗結(jié)果與分析2.1水泥品種固定膠凝材料用量、摻合料用量和水膠比等配合比參數(shù)不變，研究水泥品種對混凝土工作性能和抗壓強度的影響。混凝土配合比以及混凝土的工作性、抗壓強度的試驗結(jié)果見分別表4、表5和圖1所示。表4 不同水泥品種下的混凝土配合比（kg/m3）序號水泥摻合料砂小石

7、中石用水量減水劑阻誘劑hn0480160669546546110.612.88.0hn1480160669546546110.612.88.0hn2480160669546546110.612.88.0hn6480160669546546110.612.88.0hn4480160669546546110.612.88.0hn6yx480160669546546110.612.88.0表5 水泥品種對混凝土性能的影響序號水泥坍落度擴展度倒筒時間抗壓強度3d7d14d28dhn0a2204901370.579.5-127.6hn1b2305001578.990.1-120.4hn2c2254603

8、287.2102.7-122.0hn6d2305152292.3105.3107.0130.4hn4e2104452694.6105.2109.2122.7hn6yxf20046080100.9114.3122.5131.8圖1 水泥品種對混凝土強度的影響從表5和圖1中可以看出：配合比參數(shù)相同的情況下，采用粵秀pii 52.5水泥配制的混凝土28d抗壓強度最高，但是其工作性能最差，難以滿足泵送混凝土的要求。相比之下，雖然采用南寧pii 52.5水泥的混凝土28 d抗壓強度比采用粵秀pii 52.5水泥的稍低，但其工作性能較優(yōu)。為了分析水泥品種對對配制c100泵送混凝土的工作性能和力學性能的影響

9、機制，采用xrd定量測試了六種水泥樣品的礦物組成，結(jié)果見表6所示。表6 水泥x射線rietveld全譜擬合定量結(jié)果phase礦物成分abcdefc3smkl21.1033.6735.1240.1235.6334.68c3s20.4925.9022.7626.6225.6133.66c2s-beta37.4616.2418.265.7513.025.72c3a-cubic0.621.823.211.961.025.38c3a-orthorhombic1.030.810.780.742.200.33c4af13.7312.5610.1316.1013.1212.07line0.000.060.18

10、0.080.000.14portlandite0.881.141.881.410.581.49periclase0.380.450.250.573.160.14quartz0.160.490.560.240.510.33arcanite0.000.330.200.210.000.25langbeinite0.210.030.000.130.200.00aphthitalit0.000.050.080.040.230.04gypsum0.160.120.080.002.850.06bassanite0.372.892.673.560.001.79anhydrite1.530.780.820.23

11、0.820.77calcite1.341.282.011.390.962.84dolomite0.521.370.980.850.100.29從表6中可見，粵秀pii 52.5水泥的c3a含量最大，嘉華plh 42.5水泥的c3a含量最小。在同樣配合比情況下，采用粵秀pii 52.5水泥的混凝土倒筒時間最長，而采用嘉華plh 42.5水泥的混凝土倒筒時間最短，這是因為水泥中的c3a含量越高，水泥的需水量越大，而水泥標準稠度用水量大小對混凝土的工作性能影響很大；水泥的早期強度與c3s和c3a的含量關(guān)系密切，中后期強度與c2s含量有關(guān)。c3s和c3a的含量越高，混凝土的早期強度越高；c2s含量越高

12、，混凝土中后期強度越高。所以在3天和7天齡期時，采用粵秀pii 52.5水泥的混凝土抗壓強度最高，采用嘉華plh 42.5水泥的抗壓強度最低，而28天齡期時二者抗壓強度相當。可見，配制c100超高強泵送混凝土，宜選用標準稠度用水量較低（不宜大于26%）、c3s含量較高（不宜小于60%）、c3a含量較低（不宜大于5%）、比表面積較低（不宜大于350 m2/kg）的水泥。采用本實驗所用原材料，在保證工作性能前提下，配合比參數(shù)固定的情況下，遵循“強度優(yōu)先”原則，配制c100超高強泵送混凝土，宜優(yōu)先選擇南寧pii52.5水泥。2.2膠凝材料用量在膠凝材料用量為610730 kg/m3，碎石類型為玄武巖

13、碎石，摻合料用量為25%，水膠比為0.180.24的情況下，對40組標養(yǎng)抗壓強度數(shù)據(jù)進行模糊統(tǒng)計分析，得到膠凝材料用量與混凝土強度的關(guān)系，結(jié)果見圖2所示。圖2 膠凝材料用量對混凝土抗壓強度的影響從圖2中可以看出，混凝土標養(yǎng)3 d、7 d和28 d抗壓強度均隨膠凝材料用量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的規(guī)律，抗壓強度在膠凝材料用量為640 kg/m3時達到最大。此膠凝材料用量下，混凝土標養(yǎng)3 d、7 d和28 d抗壓強度分別為93.8 mpa，106.5 mpa，122.6 mpa。可見，采用本實驗所用原材料，在保證工作性能前提下，砂率為38%時，遵循“強度優(yōu)先”原則，配制c100超高強泵送混凝土，宜優(yōu)先選擇640 kg/m3的膠凝材料用量4。3.小結(jié)目前c100超高強高性能混凝土的應(yīng)用越來越廣泛，但隨著河砂資源的日益減少、采石場環(huán)境保護要求的提高以及電廠、煉鋼廠等升級改造等原因，優(yōu)質(zhì)砂石和優(yōu)質(zhì)礦物摻合料資源日益緊缺，建議進一步研究采用機制砂等人工砂，石灰石粉和偏高嶺土等新型礦物摻合