【文章內(nèi)容簡介】 凝土的抗化學(xué)腐蝕和抗堿 骨料反應(yīng)，提高強度和密實度，一般都要以礦物質(zhì)超細粉取代相應(yīng)的水泥。 (2)高施工性 的要求 一般新拌混凝土的施工性和易性評價，也即混凝土在運輸，澆筑以及成型中不分離，易于操作的程度，這是新拌混凝土的一項綜合性能。坍落度是新拌混凝土流動性的一個指標，從施工操作來說，坍落度越大，流動性也越好，則認為和易性也越好。但坍落度大時，一般單位用水量也越大 ，容易產(chǎn)生離析，均質(zhì)性差。因此在 施工操作允許的條件下應(yīng)盡可能降低坍落度，高性能混凝土的坍落度一般在 18～ 20cm 之間。高性能混凝土比大多用于高層鋼筋混凝土建筑，這種建筑配筋率大，混凝土澆筑困難，坍落度若小于 15cm 則施工很困難，故工程中一般采用18cm 的坍落度。 青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 13 頁 高性能混凝土組成 材料的確定 水膠比 的確定 高性能混凝土的水膠比一般在 以下，從抗壓強度考慮，一般利用水灰比與抗壓強度成直線關(guān)系反算水膠比。低強混凝土的水膠比與抗壓強度的關(guān)系仍適用于 高性能混凝土。但當(dāng)水泥用量增加到一定值后，再增加水泥用量將不會提高強度，這是 由于需水量也增加了。設(shè)計標準強度為 50MPa 時，試配強度為 55～ 60MPa，其水膠比在 ～ 之間，設(shè)計標準強度為 60MPa，則水膠比在 ～ 以下，最終以實際試配確定水膠比。 單位用水量 的確定 在和易性允許的條件下，混凝土的單位用水量應(yīng)盡可能小，對于高性能混凝土來說，由于其骨料最大粒徑和坍落度波動范圍很?。ǚ謩e為 10～ 25mm 和 18～21cm），而且坍落度 可通過調(diào)整減水劑用量來控制。 用水量與強度的關(guān)系見表 31： 表 31 最大用水量 與試配強度的關(guān)系 試配強度 MPa 最大用水量 kg/m3 試配強度 MPa 最大用水量 kg/m3 50～ 60 165～ 175 90 140 65 160 105 130 75 150 120 120 水泥用量 的確定 由上述水膠比和單位用水量可計算得到水泥的用量。但應(yīng)注意當(dāng)水泥用量超過某一最佳值后，在等流動性下，混凝土強度不會再提高，尤其對于引氣混凝土，增加水泥用量時，對于強度的貢獻還不及在非引氣混凝土中。水泥用量超過一定數(shù)值后，混凝土將變的干硬，坍落度損失也增大，故將水泥摻和料 和砂進行試配，以考察水泥用量對混凝土澆筑性的影響。 超細粉的摻量 的確定 高性能混凝土一般要摻超細粉、礦物質(zhì)超細粉在膠凝材料中起填充空隙與化學(xué)反應(yīng)兩方面的作用，使水泥石致密，使硬化混凝土的強度與耐久性提高。經(jīng)實驗表明：硅粉、礦渣和沸石粉可等量代替水泥，混凝土中以 5%～ 7%的硅粉置換相青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 14 頁 應(yīng)的水泥，在用水量相同時，流動性不降低，但強度卻提高 10%左右。對于天然沸石粉以 5%～ 10%的超細粉代替水泥，流動性不變，強度也提高 10%左右，用礦渣取代 10%的水泥，混凝土的強度也提高 10%左右，流動性也有所改善。硅 粉和沸石粉的 適宜 摻量 約為 10%，礦渣約為 25%。當(dāng)以硅粉，礦渣或粉煤灰復(fù)合摻加時，效果更好，兩者的適宜比例為硅粉 10%，粉煤灰或礦渣 15% 。 而粉煤灰應(yīng)采用超量取代法摻入，超量取代系數(shù)為 ～ ,粉煤灰的適宜取代量約為水泥量的25%，但應(yīng)這時為了達到改善混凝土強度與抗?jié)B性的目的，在常溫下至少需濕養(yǎng)護28 天。 砂率 的確定 高性能混凝土的砂率一般取決于骨料的級配和顆粒的形狀，水泥漿的流變性和混凝土的工作性，由于高性能混凝土 中水泥漿體積相對較大，故砂率偏高，但砂的體積不超過骨料總體積的 40%，通 常對于 28 天抗壓強度為 60～ 120MPa 的高性能混凝土，砂率大多在 34%44%的范圍內(nèi)，當(dāng)強度在 80100MPa 之間時，砂率主要集中在 38%42%之間，且隨著混凝土強度的增高，砂率呈減少的趨勢。 高效減水劑 的確定 為了獲得一定的坍落度，混凝土必須使用新型的減水劑，既能增大坍落度，又能控制坍落度的損失，以固體用量計，高效減水劑的摻量通常為膠凝材料總重的 %%,第一次試配摻加 1%，但為了同時獲得所要求的工作性，凝結(jié)性能和經(jīng)濟性，往往需要根據(jù)施工條件，通過多次實驗確定最佳摻量。 由 以 上 可 得 出 C30 、 C60 的 高 性 能 混 凝 土 配 合 比 見 下 表 32: 表 32 HPC 的配合比 強 度 等 級 水 泥 kg/m3 水 kg/m3 砂 kg/m3 石 kg/m3 摻合料 kg/m3 減水劑 kg/m3 水膠比 沙率 % C30 200 163 712 1068 200 11 40 C60 380 169 614 1046 180 37 青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 15 頁 第 4 章 高性能混凝土 施工 過程 管理 高性能混凝土在材料選定與施工配合比確定之后，接下來 的工作 就 是對具體的施工過程進行管理控制 。它包括高性能混凝土的攪拌、運輸、澆筑、振搗 、泵送施工 及養(yǎng)護等 相關(guān)的工作。 高性能混凝土的施工工藝 攪拌 HPC 由于水膠比低、粘性大 同時又有較高的密實性要求 ， 對攪拌機的種類 與攪拌工藝有一定的要求。因此，自落式攪 拌 機和翻轉(zhuǎn)攪拌機都無法滿足．應(yīng)采用臥軸強制式攪拌機來攪 HPC。 不同的投料順序與拌合方式對 HPC 拌合物的性能有很大響，應(yīng)結(jié)合實際情況選用。當(dāng)采用雙錐式 攪拌機時可用圖 41 表 示的投料順序。在攪拌 HPC 時， 應(yīng)注意高效減水劑的投入時 。應(yīng)在其它材料充分拌合后再加入，而不能使其與水泥接觸。 則將嚴重影響 HPC 質(zhì)量并導(dǎo)致離析。若高效減水劑制成溶 液后加入，則 在拌合水中扣除這部分溶液用水。 圖 41 HPC 的攪拌過程 水泥 摻合料 沙子 水 攪拌 40s 砂漿 攪拌 1min 出料 減水劑 粗骨料 青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 16 頁 運輸 從攪拌站到施工現(xiàn)場的運輸主要應(yīng)解決好坍落度損失問 題 。這就需要攪拌站和施工現(xiàn)場之間密切配合，使運送速度和 澆 筑速度相協(xié)調(diào)：運輸時應(yīng)盡可能縮短運輸?shù)牡缆泛蜁r間。采有效的保溫、防熱、 防雨和防風(fēng)措施。另外，還可以采用如 下 方 法： (1)分次添加高效減水劑。即在攪拌時加入一部分，在運輸中或運抵現(xiàn)場后再次投入余下部分。 (2)使用載體流化劑，使高效減水劑逐漸緩慢的釋放出來或使用復(fù)合型高效減水劑。 澆筑和振搗 澆筑 HPC 之前要作好準備工作，基于 HPC 拌合物的特性，準備工作應(yīng)注意以下兩點： (1)對模板的要求 由于 HPC 的坍落度大、流動性 高，對模板的壓力增大，接近于液體壓力，因此設(shè)計時對側(cè)壓力的取值，對模板的選型、選材都要經(jīng)過特別的計算，同時還應(yīng)考慮模板的形狀和大小、配筋情況、澆筑速度和高度、凝結(jié)速度、環(huán)境溫度等因素。 (2)對填充性的檢查 填充性是評價 HPC 工作性的重要指標，在某些有特殊要求或配筋復(fù)雜的情況下，混凝土拌合物的填充性決定 了其硬化后的質(zhì)量，因此，在澆筑之前要作填充性檢查。方法是在 泵送前的位置設(shè)置類似于結(jié)構(gòu)物的鋼筋阻礙物，以要求的速度通過，不能正常通過該裝置的混凝土則認為填充不合格。環(huán)境溫度和水化熱對 HPC 拌合物的坍落度 和硬化后的 強度都有較大的影響。減小水化熱的影響主要應(yīng)采取措施降低內(nèi)外溫差。 在酷暑期減小環(huán)境溫度對強度的影響，則應(yīng)采取一定的冷卻措施，如降低拌合物溫度，澆筑安排在夜間等。 HPC 并不就是免振 自密實混凝土，不經(jīng)振搗的 HPC 強度和抗?jié)B性均有所降低。因此，短時間的振搗是必要的。針對HPC 的高粘性， 振搗工序應(yīng)采取相應(yīng)措施：澆筑薄板時．不宜將振搗棒水平拖動，宜采用小間距、淺插頻換插點的辦法；澆筑梁、柱或墻時，則應(yīng)上下振動，垂直青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 17 頁 緩慢拔棒，以免留下孔洞。 泵送施工 高性能混凝土 泵送施工時，由于 HPC 材料或性能 等 造成的 泵送困難問題 應(yīng)采取相應(yīng)措施。 泵送困難產(chǎn)生原因： (1)從攪拌至泵送入模，經(jīng)歷時間太長，由此產(chǎn)生坍落度損失。 (2)水灰比低，粘性高，故拌合物在泵送管內(nèi)流動的阻力大 。 (3)若外加劑的含氣量過度，氣泡將泵送壓力吸收．停止加壓時又將其釋放 不能對混凝土形成足夠的推力 。 相關(guān)的 預(yù)防措施 有以下幾種 ： (1)考慮減水劑的添加方式 (如分次添加 )或在膠凝材料的選擇上采取措施，減小坍落度損失。 (2)選用引氣作用適宜的高效減水劑。 (3)增加泵送壓力和速度，輸送管不得使用鋁質(zhì)材料， 以免與堿性成分反應(yīng)生成氣 體，增加含氣量。 養(yǎng)護 混凝土的養(yǎng)護是混凝土澆筑成型以及在成型后硬化的早期階段，保護混凝土不受低溫、干燥、溫度激烈變化等有害影響以及振動、沖擊及荷載等作用，為了使混凝土結(jié)構(gòu)獲得充分的強度和耐久性所必不可少的一項工作。 高性能混凝土由于用水量低、水灰比低、易發(fā)生自收縮而產(chǎn)生裂縫，所以澆筑搗實后，蓋上濕布或濕草簾進行早期養(yǎng)護，以保證內(nèi)部水分不逸散，是保證高性能混凝土性能的重要工藝措施。混凝土的強度來源于水泥的水化，而水化只有在被水充滿的毛細孔中才能發(fā)生。如果混凝土在干燥環(huán)境下養(yǎng)護，水泥水化作用會隨著 水分的逐漸蒸發(fā)而停止，引起了千縮裂縫及結(jié)構(gòu)松散，從而影響其各技術(shù)性能。所以必須采取一定措施來控制水分蒸發(fā)，促使水泥最大程度的水化。當(dāng)質(zhì)量優(yōu)良的混凝土澆注于工作區(qū)中，養(yǎng)護是保證其在壽命期內(nèi)獲得良好工作能的必要條件。養(yǎng)護對混凝土的耐久性也有重要影響，如果缺乏良好的養(yǎng)護操作，即使質(zhì)量優(yōu)良的混凝土也會劣化，引起混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的降低。而在我國歷史建筑中，混凝土耐久性不足引起的結(jié)構(gòu)破壞問題非常嚴重。其原因之一是過去的結(jié)構(gòu)青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 18 頁 設(shè)計，不考慮耐久性，忽視了結(jié)構(gòu)的壽命，加上養(yǎng)護管理不當(dāng)，施工偏差，致使結(jié)構(gòu)的破壞速度極快，達不到預(yù) 定的目標就需要加固處理，加重了國家、企業(yè)的經(jīng)濟負擔(dān)。再者水泥工業(yè)是一個高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)，若因為養(yǎng)護不良使結(jié)構(gòu)的耐久性不高而導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)，勢必造成人居環(huán)境的破壞及能源的極度消耗，這在目前能源緊張的環(huán)境下，其弊端日益突出。所以加強混凝土的養(yǎng)護有著現(xiàn)實的必要性。 高性能混凝土 養(yǎng)護的具體措施 應(yīng)在澆筑成型即用薄膜覆蓋，以免混凝土中的水分蒸發(fā)，終凝后即開始澆水，以保證環(huán)境濕度。灑水養(yǎng)護時間，對于采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于 7 天，對于抗?jié)B性要求高的混凝 土及高性能混凝土，不得少于 14 天，而且只有當(dāng)混凝土強度達到設(shè)計強度的 70%以上時，方可停止養(yǎng)護。為保證養(yǎng)護期內(nèi)的濕潤狀態(tài)，在一般氣溫下約 15OC～ 20OC,開始養(yǎng)護的最初 3 天，每隔 2～ 3 天澆水一次，以后可視氣溫高低而調(diào)整澆水次數(shù)。當(dāng)日平均氣溫低于 5 OC 時，不得澆水養(yǎng)護，但混凝土表面仍需覆蓋。 生產(chǎn) 過程 中 的質(zhì)量控制 高性能混凝土生產(chǎn)過程 中 的質(zhì)量 控制，是指在生產(chǎn)過程中，根據(jù)規(guī)定的控制標準，對混凝土性能進行經(jīng)常性的抽檢，及時糾正偏差，以保持生產(chǎn)過程中混