【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 凝土的抗化學(xué)腐蝕和抗堿 骨料反應(yīng)，提高強(qiáng)度和密實(shí)度，一般都要以礦物質(zhì)超細(xì)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(píng)價(jià)，也即混凝土在運(yùn)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(xiàng)綜合性能。坍落度是新拌混凝土流動(dòng)性的一個(gè)指標(biāo)，從施工操作來(lái)說(shuō)，坍落度越大，流動(dòng)性也越好，則認(rèn)為和易性也越好。但坍落度大時(shí)，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(yè) 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(qiáng)度考慮，一般利用水灰比與抗壓強(qiáng)度成直線關(guān)系反算水膠比。低強(qiáng)混凝土的水膠比與抗壓強(qiáng)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(huì)提高強(qiáng)度，這是 由于需水量也增加了。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為 50MPa 時(shí)，試配強(qiáng)度為 55～ 60MPa，其水膠比在 ～ 之間，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為 60MPa，則水膠比在 ～ 以下，最終以實(shí)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(duì)于高性能混凝土來(lái)說(shuō)，由于其骨料最大粒徑和坍落度波動(dòng)范圍很?。ǚ謩e為 10～ 25mm 和 18～21cm），而且坍落度 可通過(guò)調(diào)整減水劑用量來(lái)控制。 用水量與強(qiáng)度的關(guān)系見(jiàn)表 31： 表 31 最大用水量 與試配強(qiáng)度的關(guān)系 試配強(qiáng)度 MPa 最大用水量 kg/m3 試配強(qiáng)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(jì)算得到水泥的用量。但應(yīng)注意當(dāng)水泥用量超過(guò)某一最佳值后，在等流動(dòng)性下，混凝土強(qiáng)度不會(huì)再提高，尤其對(duì)于引氣混凝土，增加水泥用量時(shí)，對(duì)于強(qiáng)度的貢獻(xiàn)還不及在非引氣混凝土中。水泥用量超過(guò)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(jìn)行試配，以考察水泥用量對(duì)混凝土澆筑性的影響。 超細(xì)粉的摻量 的確定 高性能混凝土一般要摻超細(xì)粉、礦物質(zhì)超細(xì)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(qiáng)度與耐久性提高。經(jīng)實(shí)驗(yàn)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(yè) 應(yīng)的水泥，在用水量相同時(shí)，流動(dòng)性不降低，但強(qiáng)度卻提高 10%左右。對(duì)于天然沸石粉以 5%～ 10%的超細(xì)粉代替水泥，流動(dòng)性不變，強(qiáng)度也提高 10%左右，用礦渣取代 10%的水泥，混凝土的強(qiáng)度也提高 10%左右，流動(dòng)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(shí)，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(shí)為了達(dá)到改善混凝土強(qiáng)度與抗?jié)B性的目的，在常溫下至少需濕養(yǎng)護(hù)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(jí)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(duì)較大，故砂率偏高，但砂的體積不超過(guò)骨料總體積的 40%，通 常對(duì)于 28 天抗壓強(qiáng)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(qiáng)度在 80100MPa 之間時(shí)，砂率主要集中在 38%42%之間，且隨著混凝土強(qiáng)度的增高，砂率呈減少的趨勢(shì)。 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(jì)，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(shí)獲得所要求的工作性，凝結(jié)性能和經(jīng)濟(jì)性，往往需要根據(jù)施工條件，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)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(jiàn) 下 表 32: 表 32 HPC 的配合比 強(qiáng) 度 等 級(jí) 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(yè) 第 4 章 高性能混凝土 施工 過(guò)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(lái) 的工作 就 是對(duì)具體的施工過(guò)程進(jìn)行管理控制 。它包括高性能混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗 、泵送施工 及養(yǎng)護(hù)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(shí)又有較高的密實(shí)性要求 ， 對(duì)攪拌機(jī)的種類(lèi) 與攪拌工藝有一定的要求。因此，自落式攪 拌 機(jī)和翻轉(zhuǎn)攪拌機(jī)都無(wú)法滿(mǎn)足．應(yīng)采用臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)來(lái)攪 HPC。 不同的投料順序與拌合方式對(duì) HPC 拌合物的性能有很大響，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選用。當(dāng)采用雙錐式 攪拌機(jī)時(shí)可用圖 41 表 示的投料順序。在攪拌 HPC 時(shí)， 應(yīng)注意高效減水劑的投入時(shí) 。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(yán)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(guò)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(yè) 運(yùn)輸 從攪拌站到施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸主要應(yīng)解決好坍落度損失問(wèn) 題 。這就需要攪拌站和施工現(xiàn)場(chǎng)之間密切配合，使運(yùn)送速度和 澆 筑速度相協(xié)調(diào)：運(yùn)輸時(shí)應(yīng)盡可能縮短運(yùn)輸?shù)牡缆泛蜁r(shí)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(shí)加入一部分，在運(yùn)輸中或運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)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(lái)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(zhǔn)備工作，基于 HPC 拌合物的特性，準(zhǔn)備工作應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)對(duì)模板的要求 由于 HPC 的坍落度大、流動(dòng)性 高，對(duì)模板的壓力增大，接近于液體壓力，因此設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)側(cè)壓力的取值，對(duì)模板的選型、選材都要經(jīng)過(guò)特別的計(jì)算，同時(shí)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(duì)填充性的檢查 填充性是評(píng)價(jià) HPC 工作性的重要指標(biāo)，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(lèi)似于結(jié)構(gòu)物的鋼筋阻礙物，以要求的速度通過(guò)，不能正常通過(guò)該裝置的混凝土則認(rèn)為填充不合格。環(huán)境溫度和水化熱對(duì) HPC 拌合物的坍落度 和硬化后的 強(qiáng)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(duì)強(qiáng)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(shí)混凝土，不經(jīng)振搗的 HPC 強(qiáng)度和抗?jié)B性均有所降低。因此，短時(shí)間的振搗是必要的。針對(duì)HPC 的高粘性， 振搗工序應(yīng)采取相應(yīng)措施：澆筑薄板時(shí)．不宜將振搗棒水平拖動(dòng)，宜采用小間距、淺插頻換插點(diǎn)的辦法；澆筑梁、柱或墻時(shí)，則應(yīng)上下振動(dòng)，垂直青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 17 頁(yè) 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(shí)，由于 HPC 材料或性能 等 造成的 泵送困難問(wèn)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(shí)間太長(zhǎng)，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(dòng)的阻力大 。 (3)若外加劑的含氣量過(guò)度，氣泡將泵送壓力吸收．停止加壓時(shí)又將其釋放 不能對(duì)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(hù) 混凝土的養(yǎng)護(hù)是混凝土澆筑成型以及在成型后硬化的早期階段，保護(hù)混凝土不受低溫、干燥、溫度激烈變化等有害影響以及振動(dòng)、沖擊及荷載等作用，為了使混凝土結(jié)構(gòu)獲得充分的強(qiáng)度和耐久性所必不可少的一項(xiàng)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(shí)后，蓋上濕布或濕草簾進(jìn)行早期養(yǎng)護(hù)，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(qiáng)度來(lái)源于水泥的水化，而水化只有在被水充滿(mǎn)的毛細(xì)孔中才能發(fā)生。如果混凝土在干燥環(huán)境下養(yǎng)護(hù)，水泥水化作用會(huì)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(lái)控制水分蒸發(fā)，促使水泥最大程度的水化。當(dāng)質(zhì)量?jī)?yōu)良的混凝土澆注于工作區(qū)中，養(yǎng)護(hù)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(hù)對(duì)混凝土的耐久性也有重要影響，如果缺乏良好的養(yǎng)護(hù)操作，即使質(zhì)量?jī)?yōu)良的混凝土也會(huì)劣化，引起混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的降低。而在我國(guó)歷史建筑中，混凝土耐久性不足引起的結(jié)構(gòu)破壞問(wèn)題非常嚴(yán)重。其原因之一是過(guò)去的結(jié)構(gòu)青島理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 18 頁(yè) 設(shè)計(jì)，不考慮耐久性，忽視了結(jié)構(gòu)的壽命，加上養(yǎng)護(hù)管理不當(dāng)，施工偏差，致使結(jié)構(gòu)的破壞速度極快，達(dá)不到預(yù) 定的目標(biāo)就需要加固處理，加重了國(guó)家、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。再者水泥工業(yè)是一個(gè)高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)，若因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不良使結(jié)構(gòu)的耐久性不高而導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)，勢(shì)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(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)有著現(xiàn)實(shí)的必要性。 高性能混凝土 養(yǎng)護(hù)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(kāi)始澆水，以保證環(huán)境濕度。灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間，對(duì)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(duì)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(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70%以上時(shí)，方可停止養(yǎng)護(hù)。為保證養(yǎng)護(hù)期內(nèi)的濕潤(rùn)狀態(tài)，在一般氣溫下約 15OC～ 20OC,開(kāi)始養(yǎng)護(hù)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(shí)，不得澆水養(yǎng)護(hù)，但混凝土表面仍需覆蓋。 生產(chǎn) 過(guò)程 中 的質(zhì)量控制 高性能混凝土生產(chǎn)過(guò)程 中 的質(zhì)量 控制，是指在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)規(guī)定的控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)混凝土性能進(jìn)行經(jīng)常性的抽檢，及時(shí)糾正偏差，以保持生產(chǎn)過(guò)程中混