【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 我們這次試驗(yàn)的減水劑就是聚羧酸高性能減水劑，聚羧酸系高性能減水劑是 目前世界上最前沿、科技含量最高、應(yīng)用前景最好、綜合性能最優(yōu)的一種 混凝土 超塑化劑 (減水劑 )。聚羧酸系高性能減水劑是羧酸類接枝多元共聚物與其它有效助劑的復(fù)配產(chǎn)品。經(jīng)與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品性能比較表明，聚羧酸系高性能減水劑在技術(shù)性能指標(biāo)、性價(jià)比方面都達(dá)到了當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)水平。 減水劑性能特點(diǎn)： ① 使用量比較低、減水率高，而且減水率最高可以達(dá)到 45%； ② 坍落度 損失小， 自拌的混凝土 坍落度 損失率 1小時(shí)小于 6%，而 2小時(shí)就小于 10%； ③ 增強(qiáng)效果比較顯著的，在混凝土 3天 抗壓強(qiáng)度 提高 50～ 110%， 28天抗壓強(qiáng)度提高40～ 80%， 90d抗壓強(qiáng)度提高 30～ 60%； ④ 混凝土 和易性 好壞，沒有 離析 、泌水現(xiàn)象，混凝土外觀顏色均一。將用于配制 高標(biāo)號(hào)混凝土 時(shí)，混凝土粘聚性好且易于攪拌； ⑤ 含氣量適中，對(duì) 混凝土彈性模量 無不利影響，抗凍耐久性好； ⑥ 能降低 水泥 早期 水化熱 ，有利于 大體積混凝土 和夏季施工； ⑦ 適應(yīng)性優(yōu)良，水泥、摻合料相容性好，溫度適應(yīng)性好，與不同品種水泥和摻合料具 江蘇 建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 10 有很好的相容性，解決了采用其它類減水劑與 膠凝材料 相容性差的問 題；低收縮，可明顯降低 混凝土收縮 ，抗凍融能力和抗碳化能力明顯優(yōu)于 普通混凝土 ；顯著提高混凝土 體積穩(wěn)定性 和長(zhǎng)期耐久性； 表 2 聚羧酸系高性能減水劑（液體） 表 3 聚羧酸系高性能減水劑（粉體） 超細(xì)礦物質(zhì)摻合料 高強(qiáng) 混凝土 常用的超細(xì)礦物質(zhì)摻合料主要有硅粉、磨細(xì)礦渣、粉煤灰和天然沸石粉等 ,這就是我選擇粉煤灰的主要原因。 粉煤灰的主要來源是以 煤粉 為燃料的 火電 廠 和 城市集中供熱 鍋爐 ，其中 90%以上為濕排灰，活性較干灰低，且費(fèi) 水費(fèi) 電，污染環(huán)境，也不利于綜合利用。為了更好地保護(hù)環(huán)境外觀 淺棕至深棕色微黏液體 減水率 ≥ 25% 密度（ g/ml） 1,09177。 ,0,02 固含量 ,（ %） 22177。 ,2或者 40177。 ,2 水泥凈漿 ,流動(dòng)度（㎜） ≥ 250（ W/B=0,29） pH 6～ 8 氯離子 （ %） ≤ 0,02 堿含量 （ %） ≤ 0,2 外觀 白色粉末 減水率 ≥ 25% 密度（ g/ml） 1,41177。 ,0,02 固含量 ,（ %） 97177。 ,2 水泥凈漿 ,流動(dòng)度（㎜） ≥ 250（ W/B=0,29） pH 6～ 8 氯離子 （ %） ≤ 0,02 堿含 量 （ %） ≤ 0,2 江蘇 建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 11 并有利于粉煤灰的綜合利用，考慮到除塵和干灰輸送技術(shù)的成熟，干灰收集已成為今后粉煤灰收集的發(fā)展趨勢(shì)。 粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰，粉煤灰是 燃煤 電廠排出的主要 固體廢物 。我國(guó) 火電廠 粉煤灰的主要氧化物組成為： SiO Al2O FeO、 Fe2O CaO、 TiO2等。粉煤灰的主要來源是以 煤粉 為燃料的火電廠和 城市集中供熱 鍋爐 ，其中 90%以上為濕排灰，活性較干灰低，且費(fèi) 水費(fèi) 電，污染環(huán)境，也不利于綜合利用。隨著 電力工業(yè) 的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。若排入水系會(huì)造成河流淤塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會(huì)對(duì)人體和生物造成危害，另外粉煤灰可作 為混凝土的摻合料。 主要成分性質(zhì)，粉煤灰的元素組成 (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )為：氧 %，硅 %～ %，氯 %～ %，鐵 %～ %， 氧化鈣 .30%～ %，氧化鉀 .22%～ %，氧化鎂 .05%～ %，氧化鈦 .40%～ %，硫 %～ %氧化鈉 .05%～ %，磷 %～%，鋁板 %～ %，其他 %～ %。 由于煤的灰量變化范圍很廣，而且這一變化不僅發(fā)生在來自世界各地或同一地區(qū)不同煤層 的煤中，甚至也發(fā)生在同一煤礦不同的部分的煤中。因此，構(gòu)成粉煤灰的具體化學(xué)成分含量，也就因煤的產(chǎn)地、煤的燃燒方式和程度等不同而有所不同。 粉煤灰是一種人工 火山灰 質(zhì)混合材料，它本身略有或沒有水硬膠凝性能，但當(dāng)以粉狀及水存在時(shí)，能在常溫，特別是在水熱處理 (蒸汽養(yǎng)護(hù) )條件下，與氫氧化鈣或其他 堿土金屬 氫氧化物 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有水硬膠凝性 能的化合物，成為一種增加強(qiáng)度和耐久性的材料。 配合比 設(shè)計(jì) 原材料的選擇是得到高強(qiáng)度混凝土的前提和基礎(chǔ)，而合理的確定高強(qiáng)度混凝土的配合比，是保證高強(qiáng)度混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的另一個(gè)重要方面。混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)際上就是對(duì)各種原材料在單位體積內(nèi)的用量進(jìn)行計(jì)算和摻配 。 1．水灰比的確定 高強(qiáng)混凝土水灰比的計(jì)算不能采用普通混凝土的強(qiáng)度的公式，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，提出混凝土強(qiáng)度和水灰比的關(guān)系式，然后用作圖法或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度江蘇 建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 12 （,cuof）相對(duì)應(yīng)的水灰比。當(dāng)采用多個(gè)不同的配合比進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，其中一個(gè)應(yīng)為基準(zhǔn)配合比，其他配合比的水灰比，宜較基準(zhǔn)配合比分別增加和減少 ～ 。例如C60 混凝土可采用 、 、 三個(gè)水灰比進(jìn)行試拌，來確定最佳水灰比?？蛇x取 作為基準(zhǔn)水灰比。 2．集料用量 （ 1）每立方碎石用量 0G 高強(qiáng)混凝土每立方的碎石用量 VS 為 ～ ，則每立方中碎石質(zhì)量為： 0G VS?＝ 碎石松散容重。 （ 2）每立方砂用量 ? ?0 0 0 / 1S S G Q S Q SQ S?＝ ［ ］ －砂率，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定，一般控制在 28～ 36％范圍內(nèi)。 3．用水量 計(jì)算高強(qiáng)混凝土配合比時(shí)，其用水量可用普通混凝土用水量的基礎(chǔ)上用減水率法加以修正。 在不摻外加劑的混凝土用水量中扣除按外加劑減水率計(jì)算得出的減水量即為摻減水劑時(shí)混凝土的用水量。此時(shí)注意一定要 通過試驗(yàn)確定外加劑的減水率。 4．水泥用量 生產(chǎn)高強(qiáng)混凝土?xí)r，水泥的用量是至關(guān)重要的，它直接影響到水泥膠砂與骨料的粘結(jié)力。為了增加砂漿中膠質(zhì)結(jié)料的比例，水泥含量要比較高，但要注意的是，水泥用量又不宜過高，否則會(huì)引起水化期間放熱速度過快或收縮量過大等問題。高強(qiáng)混凝土水泥用量一般不宜 超過 550 kg/m3。如配制 C60 混凝土所需水泥用量通常在 500～ 550 kg/m3 的范圍內(nèi)。 5．試拌調(diào)整 對(duì)計(jì)算所得的配合比結(jié)果要通過試配、試拌來驗(yàn)證。拌制高強(qiáng)混凝土必須使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)， 振搗時(shí)要高頻加壓振搗，保 證拌和物的密實(shí)。要注意試拌量應(yīng)不小于拌和機(jī)額定量的1/4，混凝土的攪拌方式及外加劑的摻法，宜與實(shí)際生產(chǎn)時(shí)使用的方法一致。對(duì)試拌得出的拌和物要進(jìn)行實(shí)測(cè)和仔細(xì)觀察，檢驗(yàn)坍落度是否滿足要求，粘聚性和保水性是否良好。試拌得出的拌和物坍落度不能滿足要求或粘聚性和保水性不好時(shí)，應(yīng)保證水灰比不變的條件下，調(diào)整用水量和外加劑的摻量或砂率，用水量調(diào)整的幅度不宜過大，因高強(qiáng)混凝土的水江蘇 建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 13 灰比低，用水量的增加會(huì)使水泥用量也大幅度增加。如通過以上調(diào)整，混凝土拌和物仍不能滿足施工工藝、性能要求，則要考慮重新選擇水泥或外加劑。 6． 配合比的確定 當(dāng)拌和物實(shí)測(cè)密度與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過計(jì)算值 2％時(shí)，可不調(diào)整。大于 2％時(shí)按《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》 JGJ55— 2021 規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。混凝土配合比確定后，應(yīng)對(duì)配合比進(jìn)行不少于 6次的重復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，其平均值不應(yīng)低于配制的強(qiáng)度值，確保其穩(wěn)定性。 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 第 3章 高強(qiáng) 混凝土配合比設(shè)計(jì)方案 高強(qiáng) 混凝土配合比的方案 高強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度等級(jí)高，密實(shí)性能好，一般運(yùn)用于高層建筑、大跨度橋梁等結(jié)構(gòu)中。我們自行計(jì)算配合比等參數(shù)，并設(shè)計(jì)出強(qiáng)度等級(jí)為 C60的高強(qiáng)混凝土。 []標(biāo)注代表文獻(xiàn)編號(hào)。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯坑懻摳邚?qiáng)混凝土配合比。 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院科技館。 實(shí)驗(yàn)日期： 2021年 5月 20 日 實(shí)驗(yàn)小組人員：劉朝陽、劉娟、陳洪丹。 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)工具 :中聯(lián)水泥（ P178。 )表 粉煤灰（表 3）、聚羧酸減水劑、沙子、碎石、鋼纖維、鐵锨、模具、電子稱、小鏟、量筒等等。 表 4 粉煤灰質(zhì)檢報(bào)告 表 5 水泥的技術(shù)指標(biāo) 性能指標(biāo) 國(guó)標(biāo) I 級(jí) 試驗(yàn)結(jié)果 試驗(yàn)結(jié)論 細(xì)度 ≤ 合格 燒失量 % ≤ 合格 需水 量比 % ≤ 95 合格 比表面積㎡ /㎏ 標(biāo)準(zhǔn)稠度% 初凝時(shí)間min 終凝時(shí)間min 水泥安定性 3 天抗壓強(qiáng)度Mpa 28 天抗壓強(qiáng)度 Mpa 350 210 270 合格 江蘇 建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 15 混凝土配合比設(shè)計(jì)過程 強(qiáng)度計(jì)算材料選擇及各項(xiàng)指標(biāo) ① 水泥密度 3100kg/m，水泥等級(jí)為 。 ② 砂細(xì)度模數(shù) ，表觀密度 s=2558kg/m，堆積密度 。含水量為 s=1%。 ③ 碎石最大粒徑 25mm，表觀密 度 g=2580kg/m ,堆積密度 ④ 粉煤灰密度為 f=2100kg/m。取代 30%。 ⑤ 外加劑：聚靈酸減水劑：減水率 25%。 混凝土等級(jí)為 C60，設(shè)計(jì)強(qiáng)度為 ,fcuk =60MPa。配制強(qiáng)度應(yīng)按下式： [1] , 1. 15 60 69 acu of M P? ? ? ,/abcu o a b bfWB ff? ??? ? 式中： W/B ———— 混凝土水膠比； a? 、 b? ———— 回歸系數(shù)，按表 6的規(guī)定取值； bf ———— 膠凝材料 28d膠砂抗壓強(qiáng)度（ MPa), 表 6 回歸系數(shù)取值表 即： a? 系數(shù) 組骨料品種 碎石 卵石 a? b? , o cu k??江蘇 建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 16 取 ， b? 取 當(dāng)膠凝材料 28d膠砂抗壓強(qiáng)度值（ bf ）無實(shí)測(cè)值時(shí)，可按下列公式計(jì)算： b f s ceff??? [1] 式中 f? 、 s? ———— 粉煤灰影響系數(shù)和?；郀t礦渣粉影響系數(shù)，可按表 ； cef ———— 水泥 28d膠砂 抗壓強(qiáng)度，可實(shí)測(cè)，也可按規(guī)程第 ； 表 7 粉煤灰影響系數(shù)和粒化高爐礦渣粉影響系數(shù) 注： 采用 I級(jí)、 II 級(jí)粉煤灰宜取上限值； 采用 S75級(jí)?；郀t礦渣粉宜取下限值，采用 S95級(jí)?；郀t礦渣粉宜取上限值， 采用 S105級(jí)?；郀t礦渣粉宜取上限值加 ； 即： f? =、 s? =1所以： 摻量 種類 粉煤灰影響系數(shù) f? 粒化高爐礦渣粉 s? 0 10 20 30 40 50 江蘇 建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 17 1 49 .3 34 .51b f s c eff??? ? ? ? ?kg/m3 當(dāng)摻量超出表中時(shí)，應(yīng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定。 又因： ,ce c ce gff?? （ ） [1] 式中： c? ———— 水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富裕系數(shù)，可按實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料確定，當(dāng)缺乏實(shí)際統(tǒng)計(jì) 資料時(shí)，可按表 8選用； ,cegf ———— 水泥強(qiáng)度等級(jí)值； 表 8 水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富裕系數(shù) 即： c? =： , 1 .1 6 4 2 .5 4 9 .3ce c ce gff?? ? ? ? 所以水膠比為： , 69 u o a b bfWBff????? ? ?? ? ? ? 用水量和外加劑的用量： ① 當(dāng)水膠比在 ，可按表 9取值 ② 當(dāng)水膠比小于 ，可通過實(shí)驗(yàn)獲得。 水泥強(qiáng)度等級(jí)值 富裕系數(shù) 江蘇 建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 18 表 9 塑性混凝土的用水量（ kg/m3） 注：本表用水量應(yīng)采用中砂時(shí)取值，采用細(xì)沙時(shí)。每立方混凝土用水量可增加5kg10kg；采用粗砂時(shí)可減少 5kg10kg。 摻用礦物摻合料和外加劑時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。即： 206wom? ? 摻外加劑時(shí)，每立方流動(dòng)性或大流動(dòng)性混凝土用水量 wom 按下式計(jì)算： (1 )wo womm ???? 式中： wom ———— 計(jì)算配合比每立方混凝土用水量（ kg/m3） wom? ———— 未摻外加擠時(shí)推定的滿足實(shí)際坍落度要求的每立方混凝土用水量（ kg/m3），表中 90mm的坍落度為標(biāo)準(zhǔn)，按每增加 20mm用水量增