補(bǔ)償收縮混凝土配合比論文

1、實驗研究論文 學(xué)校：建筑與工程測繪學(xué)院 班級： 專業(yè)： 姓名：北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院二零一四年十一月二號目錄目錄第一章：混凝土簡介31.1國內(nèi)外現(xiàn)狀分析31.2選題的目的和意義41.3什么是補(bǔ)償收縮混凝土？5第二章膨脹劑種類及其特點82.1膨脹劑種類82.2礦渣對混凝土的作用82.3粉煤灰對混凝土的作用112.4 UEA對混凝土的作用13第三章 C25補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計183.1設(shè)計說明：183.2 設(shè)計依據(jù)：183.3 工程要求：183.4 設(shè)計步驟：182.5確定配合比：22第四章 C30補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計2441設(shè)計說明：244.2 設(shè)計依據(jù)：244.3 工程要求：244.4

2、設(shè)計步驟：243.5確定配合比：27結(jié)論29參考文獻(xiàn)30第一章：混凝土簡介1.1國內(nèi)外現(xiàn)狀分析在建筑工程中,混凝土的種類繁多,普通混凝土是用途極廣泛的建筑材料.由于他的極限延伸率較低,在干縮,徐變溫度等作用下容易引起開裂,導(dǎo)致混凝土工程滲漏,鋼筋銹蝕,影響使用功能和使用壽命,為解決此問題,國內(nèi)外工程界在材料,設(shè)計,和施工等多方面開展了許多研究工作。在材料方面，國內(nèi)外學(xué)者一致認(rèn)為采用膨脹劑或膨脹水泥配置的補(bǔ)償收縮混凝土代替普通混凝土是較理想的材料，這主要有兩個原因：一是水泥石水化硬化過程中產(chǎn)生的體積膨脹，在鋼筋等限制的條件下，補(bǔ)償收縮混凝土產(chǎn)生的0.2-1.0MPa預(yù)壓應(yīng)力（即自應(yīng)力）能抵消或部

3、分抵消由于混凝土干縮，徐變，溫度的等原因引起的拉應(yīng)力，從而提高了混凝土工程的抗裂性能；二是由于鈣礬石的填孔作用，使水泥石中的大孔變小，總孔隙率減少，從而改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提高了混凝土的的抗?jié)B性能。各種抗裂防滲工程應(yīng)用補(bǔ)償收縮混凝土十多年的實踐來看，總的效果是良好的，但隨著用量的逐漸增大，有些設(shè)計，科研，和高校的專家學(xué)者反映，補(bǔ)償收縮混凝土工程從我國裂滲事故有隨用量的激增而增多之勢，這值得我們深思和在工程實踐中進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。1.2選題的目的和意義礦渣微粉具有潛在的水硬性和較強(qiáng)的混凝土活性，是水泥和混凝土的優(yōu)質(zhì)摻合料。隨著粉磨工藝技術(shù)的發(fā)展及預(yù)拌混凝土的興起，超細(xì)礦渣微粉得以廣泛應(yīng)用。自八

4、十年代以來，英、美、加、日、法、澳等國相繼制定了國家標(biāo)準(zhǔn)，使礦渣微粉的應(yīng)用得到有序的發(fā)展，我國在多年研究的基礎(chǔ)上，也于2000 年4 月發(fā)布、12 月開始實施國家新標(biāo)準(zhǔn)GB/T18046-2000 用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉，必將促進(jìn)我國礦渣粉的推廣使用和提高混凝土的性能及質(zhì)量。礦渣粉用于配制預(yù)拌混凝土，不但可以高比例的等量替代水泥(一般可代替30%50%的水泥)，而且可以大大改善混凝土的性能，如泌水少、流動度和可塑性好，水化熱降低，有利于防止大體積混凝土內(nèi)部溫升引起的裂縫和變形。摻有礦渣微粉的硬化混凝土具有良好的抗硫酸鹽、抗氯鹽、抗堿性能，并且能大幅度提高長期強(qiáng)度，具有良好的耐久性，

5、可達(dá)到節(jié)能、降本、環(huán)保、利廢的目的，已越來越多地應(yīng)用于各類重點建設(shè)工程。粉煤灰在混凝土中摻加粉煤灰節(jié)約了大量的水泥和細(xì)骨料；減少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增強(qiáng)混凝土的可泵性；減少了混凝土的徐變；減少水化熱、熱能膨脹性；提高混凝土抗?jié)B能力；增加混凝土地修飾性。1.3什么是補(bǔ)償收縮混凝土？補(bǔ)償收縮混凝土：補(bǔ)償收縮混凝土（英文名稱：Shrinkage compensating concrete）是一種膨脹混凝土，它是由水泥水化產(chǎn)生體積膨脹，通過膨脹對限制力做功，產(chǎn)生的限制膨脹抵消混凝土的干燥、降溫以及載荷作用引起的限制收縮，一般在使用配筋條件下能使混凝土內(nèi)部建立0.21.0MPa的壓應(yīng)力

6、,主要是對干燥收縮進(jìn)行補(bǔ)償。機(jī)理：加入膨脹劑與水泥、水拌和后經(jīng)水化反應(yīng)生成鈣礬石水化硫鋁酸鈣(簡稱AFt)，使混凝土產(chǎn)生膨脹的外加劑。按膨脹源可分成：硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣一氧化鈣類、氧化鈣類三大類膨脹劑。膨脹劑依靠本身的化學(xué)反應(yīng)或與水泥其他成分反應(yīng)，在混凝土硬化過程中產(chǎn)生一定的限制膨脹補(bǔ)償混凝土硬化過程中的收縮。膨脹相是鐵礬石，在液相Cao飽和時，通過固相反應(yīng)或者液相反應(yīng)形成鈣礬石使得體積膨脹。在膨脹原動力方面一種是晶體生長壓力，一種是吸水膨脹。2、補(bǔ)償收縮混凝土設(shè)計強(qiáng)度不宜低于C25；用于填充的補(bǔ)償收縮混凝土設(shè)計強(qiáng)度不宜低于C30。3、水泥應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)通用硅酸鹽水泥GB175或中熱硅酸

7、鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥GB200的規(guī)定。水泥的礦物組成和細(xì)度等對補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹率和膨脹速度有一定的影響，也會影響混凝土的工作性。研究表明，水泥中的含鉛相、含硫相會對膨脹性能產(chǎn)生影響，水泥的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律也會影響膨脹，一般粉磨細(xì)、早期強(qiáng)度高的水泥膨脹較小，使用時應(yīng)該予以注意。4、膨脹劑的品種和性能應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)混凝土膨脹劑JC476的規(guī)定。膨脹劑應(yīng)單獨存放，并不得受潮。當(dāng)膨脹劑在存放過程中發(fā)生結(jié)塊、脹袋現(xiàn)象時，應(yīng)進(jìn)行品質(zhì)復(fù)驗。用于補(bǔ)償收縮的用量3050Kg/m3,用于澆帶、膨脹加強(qiáng)帶和工程接縫填充4060Kg/m3。5、骨料應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢

8、驗方法標(biāo)準(zhǔn)JGJ52的規(guī)定。輕骨料應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)輕集料及其試驗方法第1部分：輕集料GB/T17431.1的規(guī)定。6、拌合水應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)JGJ63的規(guī)定7、外加劑和礦物摻合料的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 減水劑、緩凝劑、泵送劑、防凍劑等混凝土外加劑應(yīng)分別符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)混凝土外加劑GB8076、混凝土泵送劑JC473、混凝土防凍劑JC475等的規(guī)定。 2 粉煤灰應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB1596的規(guī)定，不得使用高鈣粉煤灰。使用的礦渣粉應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉GB/T18046的規(guī)定8、補(bǔ)償收縮混凝土單位膠凝材料用量不宜小于3

9、00kg/m3，用于膨脹加強(qiáng)帶和工程接縫填充部位的補(bǔ)償收縮混凝土單位膠凝材料用量不宜小于350kg/m3. 9、補(bǔ)償收縮混凝土的水膠比不宜大于0.5010、研究表明、鈣礬石長期在80度的環(huán)境中會分解，所以規(guī)定膨脹源是鈣礬石的補(bǔ)償收縮混凝土不能再環(huán)境溫度大于80度的情況下使用。因此根據(jù)使用條件事先對膨脹劑類型進(jìn)行選擇。11、一般來說C25C40補(bǔ)償收縮混凝土的單位膠凝材料的用量為300450Kg/m3時，可獲得結(jié)構(gòu)致密及最佳的補(bǔ)償收縮效果。膠凝材料中混合材過多會降低膨脹性能，因此在配合比設(shè)計實驗過程中，需要根據(jù)水泥的品種、膨脹劑品種及混凝土強(qiáng)度等級等具體情況，適當(dāng)調(diào)劑膠凝材料中各組分的比例。第二

10、章 膨脹劑種類及其特點2.1膨脹劑種類種類有:膨脹劑是與水泥、水拌和后，經(jīng)水化反應(yīng)能生成鈣礬石(C3A.3CaS04·32H20)或氫氧化鈣Ca(OH)。，使混凝土產(chǎn)生膨脹的外加劑。這種膨脹作用，不僅可以減少或消除干縮的體積縮小，而且還可以堵塞和充填混凝土的毛細(xì)孔隙，提高抗?jié)B能力。膨脹劑可分為三類，即硫鋁酸鈣類膨脹劑(包括明礬石、UEA，AEA三種膨脹劑)、氧化鈣類膨脹劑(稱CEA)、復(fù)合膨脹劑(LrEA_H)。其中常用膨脹劑有：UEA,礦渣和粉煤灰。2.2礦渣對混凝土的作用渣粉對混凝土強(qiáng)度的影響：在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，水泥硬化28 天后，礦渣粉仍繼續(xù)水化，發(fā)揮強(qiáng)度效應(yīng)，其強(qiáng)度增長幅度在

11、14%38%，并與礦渣粉的比表面積呈負(fù)相關(guān)(見表1)。礦渣粉對混凝土耐久性的影響：混凝土在硬化過程中，水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生大量的水化熱，而混凝土的內(nèi)部和表面散熱速度不一樣，致使形成較大的溫差，就會導(dǎo)致混凝土不均勻溫度變形而產(chǎn)生拉應(yīng)力，一旦拉應(yīng)力超過混凝土即時的抗拉強(qiáng)度，就會在混凝土內(nèi)部或表面產(chǎn)生裂縫，是混凝土早期開裂的主要因素之一，這種裂縫通常是貫穿性有害裂縫，對混凝土的耐久性非常不利。根據(jù)高爐礦渣微粉生產(chǎn)技術(shù)及開發(fā)應(yīng)用研究資料中實測數(shù)據(jù)，礦渣微粉能降低水泥水化熱峰溫值34，延遲峰溫出現(xiàn)的時間(見表2)。由表中可以看出，混凝土中摻加礦粉可降低漿體的水化熱，摻量小于50%時，水化熱降低不明顯。當(dāng)達(dá)到

12、70%摻量時，3d、7d 的水化熱明顯降低。礦渣微粉提高混凝土的抗?jié)B性能：礦渣微粉的主要化學(xué)成分有SiO2、AI2O3 等，具有超高活性，將其作為摻合料摻入水泥混凝土中，這些活性的SiO2、AI2O3 即可與水泥中C2S 水化產(chǎn)生的Ca(OH)2反應(yīng)，進(jìn)一步形成水化硅酸鈣產(chǎn)物，填充于水泥混凝土的孔隙中，大幅度提高水泥混凝土的致密度，從而改善孔結(jié)構(gòu)，減少孔隙率并減少最大孔徑的尺寸，使混凝土形成了密實充填結(jié)構(gòu)和細(xì)觀層次的自緊密堆積體系，達(dá)到提高混凝土的抗?jié)B性能，水滲透系數(shù)得到明顯降低(見表3)。同時也防止產(chǎn)生泌水、離析的現(xiàn)象。 礦渣微粉對混凝土工作性能的影響：商品混凝土要求有很好和易性和可泵送性，

13、在水泥水化初期，礦渣微粉分布并包裹在水泥顆粒的表面，起到了延緩和減少水泥初期水化物相互搭接的隔離作用。由于礦渣微粉摻入，降低了新拌混凝土的屈服應(yīng)力，使屈服應(yīng)力在較長時間內(nèi)在較低水平，及礦渣微粉的高比表面積具有優(yōu)越于水泥的保水效果，減緩水份的蒸發(fā)速度。因此，使坍落度經(jīng)時損失有所改善。在同樣混凝土配合比及摻用同樣高效減水劑的情況下，礦渣混凝土的坍落度經(jīng)時損失比普通混凝土小，有利于商品混凝土的泵送施工。要嚴(yán)格控制礦渣微粉的細(xì)度：由于礦渣微粉較難磨細(xì)，要長期穩(wěn)定控制在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)有一定難度，所以一定要加強(qiáng)檢測礦渣微粉的細(xì)度。一旦礦渣微粉的細(xì)度大幅度降低，會給混凝土帶來很多的問題，如粘聚性下降、出現(xiàn)離

14、析和泌水、凝結(jié)時間過長、早期強(qiáng)度降低，甚至28 天強(qiáng)度也會有不同程度降低。要注意礦渣微粉的摻量：“ 單摻”礦粉時，可按等量取代原則并根據(jù)以下方法確定礦粉的合適摻量：對于地上結(jié)構(gòu)以及有較高早期強(qiáng)度要求的混凝土結(jié)構(gòu)，摻量一般為20%30%；對于地下結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度要求中等的混凝土結(jié)構(gòu)摻量一般為30%50%；對于大體積混凝土或有嚴(yán)格溫升限制的混凝土結(jié)構(gòu)，摻量一般為50%65%；對于有較高耐久性能要求的特殊混凝土結(jié)構(gòu)(如海工防腐蝕結(jié)構(gòu)、污水處理設(shè)施等)，摻量可達(dá)50%70%。采用“ 雙摻”粉煤灰和礦粉時，由于受粉煤灰摻量和質(zhì)量波動的影響很大，只能根據(jù)上述基本原則，通過具體試驗確定各組份正確的摻加量。要注意礦

15、渣微粉混凝土的養(yǎng)護(hù)：當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度適宜、濕度較大時?；炷林兴终舭l(fā)少，水化充分，孔隙率及孔隙平均尺寸減小，因此良好的養(yǎng)護(hù)是混凝土強(qiáng)度、耐久性能的發(fā)展是非常重要的條件。而摻量(如30%40%)以上礦粉混凝土對早期養(yǎng)護(hù)條件非常敏感，應(yīng)有嚴(yán)格要求。早期養(yǎng)護(hù)應(yīng)在混凝土終凝前進(jìn)行(如噴灑養(yǎng)護(hù)劑、覆蓋濕麻布或塑料布等)；水養(yǎng)護(hù)時間至少為7 天;(3)當(dāng)摻量達(dá)50%以上時，水養(yǎng)護(hù)期應(yīng)延長至14 天。礦渣微粉的經(jīng)濟(jì)效益以及在商品混凝土的應(yīng)用：節(jié)約能源。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)1kg 水泥熟料需消耗4180KJ 的熱量和約0.065KWH 的電力，按年產(chǎn)100 萬噸礦渣微粉替代水泥計，每年可節(jié)約8.571 萬噸標(biāo)煤和39&

16、#215;106KWH 電力。適用范圍及市場前景。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，商品混凝土的需求量越來越大。礦渣微粉作為摻合料，不但能降低混凝土的成本(每方約降低1020 元)，經(jīng)濟(jì)價值可觀，而且能有效利用礦渣資源，解決環(huán)保問題，完全符合可持續(xù)發(fā)展的思想和戰(zhàn)略。同時，對混凝土來說，具有良好的能長期保持的力學(xué)性能、水化溫度小且延遲、體積穩(wěn)定性好等特性。礦渣微粉作為摻合料在混凝土中的應(yīng)用將會有良好的前景。商品混凝土應(yīng)用效益分析:用于普通水泥混凝土可節(jié)省水泥用量，降低混凝土成本；可有效抑制水泥混凝土的堿骨料反應(yīng)，顯著提高水泥混凝土的抗堿骨料反應(yīng)性能，提高水泥混凝土的耐久性；可有效提高水泥混凝土的抗海水浸蝕性能

17、，特別適用于抗海水工程；可顯著減少水泥混凝土的泌水量，改善水泥混凝土可顯著增加水泥混凝土的致密度，改善水泥混凝土的抗?jié)B性；可顯著降低水泥混凝土的水化熱，適用于配制大體積混凝土。(4)保護(hù)環(huán)境：礦渣微粉是對煉鐵廢渣的二次開發(fā)，是一項利廢工程。按年產(chǎn)100 萬噸礦渣微粉計，每年可節(jié)約大量廢渣堆積土地，并減少廢渣對土地的改性污染。礦渣微粉可等量替代混凝土中的水泥用量，而水泥在生產(chǎn)過程中要向空氣中排放大量CO2。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)1 噸水泥熟料要向大氣排放1 噸CO2，按每年100 萬噸礦渣微粉等量替代水泥計，可減少100 萬噸CO2 排放量，大大減輕了大氣層中CO2 的累積量，對減輕地球溫室效應(yīng)起了一定

18、的作用。2.3粉煤灰對混凝土的作用粉煤灰復(fù)合磨細(xì)礦渣粉對高性能混凝土技術(shù)性質(zhì)的影響：(1) 混凝土拌合物的和易性與強(qiáng)度試驗采用對比的方法，以基準(zhǔn)混凝土配合比為基礎(chǔ)(0 )，對比混凝土(1 )，按等和易性、等強(qiáng)度原則，摻加CM一1 高效減水劑(Mx25)，同時減少用水量24，用超量取代法摻加粉煤灰，粉煤灰摻量為40，超量系數(shù)取15，粉煤灰超量部分等體積取代砂子，來進(jìn)行配合比計算；對比混凝土(2 )在1 的基礎(chǔ)上，取代14粉煤灰，等量摻加礦渣粉。檢測混凝土拌合物的和易性，制作試件并標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到一定齡期后分別進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性、孔結(jié)構(gòu)以及抗凍融性試驗。 混凝土配合比及其流動性和抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果見表4

19、。從表4的試驗結(jié)果可以看出，(1 )摻加粉煤灰復(fù)合高效減水劑的混凝土拌合物的流動性要比基準(zhǔn)混凝土拌合物的流動性增大約14，說明了粉煤灰微珠在新拌混凝土中的“行態(tài)效應(yīng)”和“解絮”行為，提高了混凝土拌合物流動性；對于強(qiáng)度，盡管7 d和28 d的抗壓強(qiáng)度都比基準(zhǔn)混凝土的要低，但60 d抗壓強(qiáng)度卻提高了約3，也說明粉煤灰的火山灰活性效應(yīng)是逐步發(fā)揮的，并且增強(qiáng)作用隨時間延長越來越大。(2 )粉煤灰復(fù)合25礦渣粉、再復(fù)合高效減水劑的混凝土拌合物和易性比l 的更好，其28 d和60d抗壓強(qiáng)度分別提高12和9。說明混凝土拌合物中不僅有粉煤灰微珠的“形態(tài)效應(yīng)”和“解絮”行為，復(fù)合磨細(xì)礦渣粉后，更增加了體系中微粒

20、間的化學(xué)交互、誘導(dǎo)激發(fā)作用，同時，摻合料中的超細(xì)粉粒會強(qiáng)烈地吸附高效減水劑并形成雙電層，從而促進(jìn)超細(xì)粉粒子填充水泥漿體，把水泥粒子進(jìn)一步分散開，對混凝土拌合物的流動性產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，對硬化混凝土起到細(xì)化毛細(xì)孔、增加密實度和提高強(qiáng)度的作用?；炷恋目?jié)B性、抗凍性和耐化學(xué)腐蝕性：混凝土的抗?jié)B性采用逐漸施加水壓法，即每8 h增加水壓02 MPa，一直增加到30lPa，然后劈開試件測定其平均滲透深度；混凝土的抗凍融性采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d的棱柱體試件(100mmxl00mm400mm)進(jìn)行快速凍融，300次凍融循環(huán)后分別測定其相對動彈性模量，然后計算其耐久性系數(shù)DF；混凝土的耐化學(xué)腐蝕性采用模擬腐蝕介質(zhì)浸

21、泡法。腐蝕介質(zhì)的化學(xué)成分為：Mg 為3 000 mgL，s04 為6 000 mgL，C1 為6 000 mgL，NIL 為300 mgL，pHi<40。將標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d的立方體試件分別浸泡于(202)的淡水和腐蝕介質(zhì)中180 d，然后分別測定抗壓強(qiáng)度，計算耐腐蝕系數(shù)。綜合表4、5和圖1的試驗結(jié)果可以看出，在混凝土中復(fù)合摻加兩種磨細(xì)混合材料，不只是兩種混合材料的簡單混合，而是有意識地使兩種混合材料互相取長補(bǔ)短，相得益彰，產(chǎn)生單一混合材料不能有的優(yōu)良效果。磨細(xì)粉煤灰和磨細(xì)礦渣復(fù)合摻入混凝土后，混凝土拌合物的和易性更好，硬化混凝土的結(jié)構(gòu)更加密實，早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度都得到提高，孔隙結(jié)構(gòu)明顯細(xì)

22、化，有害的孔隙基本被消除，孔隙率大幅度降低，表明混凝土耐久性的各項指標(biāo)諸如抗?jié)B性、抗凍融性以及耐化學(xué)腐蝕性等性能均有顯著提高。粉煤灰混凝土應(yīng)用中應(yīng)注意的問題：（一）粉煤灰在混凝土中的適宜摻量較小摻量的粉煤灰只是一定程度上降低了混凝土的水_化熱， 只有摻量超過25%時， 粉煤灰對混凝土的性能才會有明顯的改善， 粉煤灰混凝土最佳摻量范圍為30%-50%.但由于水泥本身所能提供的堿性環(huán)境是有限的， 因此在未摻入粉煤灰活化劑的情況下， 粉煤灰的摻量不宜大于20%， 若要加大粉煤灰的摻量， 就必須同時摻入粉煤灰活化劑。(二）粉煤灰混凝土的抗碳化問題粉煤灰的水化反應(yīng)消耗了混凝土中的Ca（OH）2， 使混凝

23、土的堿性降低， 會加大混凝土的碳化深度。雖然不能因碳化問題而影響粉煤灰的推廣使用， 但混凝土的碳化是混凝土耐久性的一個重要指標(biāo)， 應(yīng)給予足夠的重視。（三）粉煤灰的質(zhì)量控制粉煤灰混凝土特別是大摻量的粉煤灰混凝土對粉煤灰的質(zhì)量要求比較高， 而粉煤灰的質(zhì)量波動又比較大， 電廠收集的可直接用于混凝土工程的只是很少數(shù)， 這就要積極探索粉煤灰加工的先進(jìn)方法， 嚴(yán)格控制用于混凝土工程的粉煤灰質(zhì)量。只有選擇了質(zhì)量穩(wěn)定的粉煤灰， 才能保證混凝土質(zhì)量的控制， 才能有效推進(jìn)粉煤灰在混凝土中的大規(guī)模應(yīng)用。2.4 UEA對混凝土的作用簡介普通混凝土是用途極廣的建筑材料。由于它的極限延伸率較低，在干縮、徐變、溫度等作用下

24、易引起開裂，導(dǎo)致混凝土工程滲漏、鋼筋銹蝕，影響使用功能和使用壽命。為此，國內(nèi)外工程界在材料、設(shè)計和施工等方面進(jìn)行了許多研究工作。在材料方面國內(nèi)外學(xué)者一致認(rèn)為：采用膨脹劑或膨脹水泥配制的補(bǔ)償收縮混凝土，代替普通混凝土是較理想的材料。水泥石水化硬化過程中產(chǎn)生的體積膨脹，在鋼筋等限制條件下，補(bǔ)償收縮混凝土可產(chǎn)生0.20.7MPa預(yù)壓應(yīng)力(即自應(yīng)力)，能抵消或部分抵消由混凝土干縮、徐變、溫度等引起的拉應(yīng)力，從而提高混凝土工程的抗裂性能。由于鈣礬石填孔作用，使水泥石中的大孔變小，總孔隙率減小，從而改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提高了混凝土的抗?jié)B性能。 中國建材研究院是中國膨脹水泥、膨脹劑、膨脹砼研究的發(fā)祥地，對

25、補(bǔ)償收縮砼、自應(yīng)力砼的研究與應(yīng)用已有近四十年的歷史，在這一領(lǐng)域處國際領(lǐng)先地位。采用膨脹水泥配制補(bǔ)償收縮混凝土，因價格、運輸和供應(yīng)等因素的影響，廣泛推廣應(yīng)用受到一定限制。為了適應(yīng)工程的需要，我院在以往研究膨脹水泥的基礎(chǔ)上，研究成功了U型混凝土膨脹劑(簡稱UEA)。申請了國家發(fā)明專利。 1988年，“U型混凝土膨脹劑的研制和應(yīng)用技術(shù)”通過了部級鑒定，建設(shè)部、國家建材局把UEA列為1993年全國建筑防水新材料推廣項目【(93)建科字第014號】。建設(shè)部制訂了UEA補(bǔ)償收縮混凝土防水工法"(YJGF.2292)。1994年UEAM多功能高效混凝土膨脹劑、1996年低堿UEA膨脹劑通過部級鑒定

26、，并被列為國家級新產(chǎn)品，2003年新型高效硫鋁酸鈣混凝土膨脹劑通過省部級鑒定。 目前，UEA有30多個工廠生產(chǎn)，是國內(nèi)產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的混凝土膨脹劑，產(chǎn)品主要銷往國內(nèi)，少量出口國外。 1991年，1992年，“U型混凝土膨脹劑的研制和應(yīng)用技術(shù)"分別獲得國家建材局、國家科委科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎。 膨脹劑是從膨脹水泥中派生出來的混凝土外加劑，由于它應(yīng)用方便、靈活、用其配制的補(bǔ)償收縮混凝土和其它混凝土成本低，具有廣泛的應(yīng)用前景。這些優(yōu)點已被全國各地千余項，及國外一些重要工程所證實，表明了它的優(yōu)異性和良好的經(jīng)濟(jì)與社會效益。UEA補(bǔ)償收縮混凝土性能：相同水灰比條件下混凝土中UEA摻量與其塌落度

27、。當(dāng)UEA的摻量在8%以下時，塌落度基本上無變化，摻量大于8%以后，隨摻量增加，塌落度也有一定程度的增加，表明UEA有一定減水作用。 UEA混凝土與普通混凝土塌落度損失。摻有UEA膨脹劑的混凝土的塌落度損失較普通混凝土稍大。在施工中遠(yuǎn)距離運輸時，應(yīng)考慮UEA混凝土塌落度損失問題。未摻UEA的普通混凝土初、終凝時間分別為5：00和7：00，摻12UEA的混凝土為4：25和6：25?；炷恋哪Y(jié)時間縮短了。但是這種提前非常有限，不會影響施工。摻入10%UEA的混凝土初，終凝時間分別為5：10和l 7：1 5，與未摻UEA的普通混凝土相似。 摻UEA后，混凝上凝固前的性質(zhì)與普通混凝上差不多。所不同的

28、是凝結(jié)時間稍短一些，塌落度損失稍快些.如果是遠(yuǎn)距離運輸混凝土拌合物?？稍谄渲羞m當(dāng)?shù)丶尤刖從蜏p水劑，以改變混凝土的流變性能，適應(yīng)施工要求。摻12UEA混凝土的靜彈模為3.6162×104MPa。泊桑比為0.215，與普通混凝土大致相同。 按照港工混凝土有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在混凝土中預(yù)埋18×200mm鋼筋，在霧室中養(yǎng)護(hù)到齡期在壓力機(jī)上拔出。將16×50mm的光而鋼筋預(yù)埋入UEA膨脹混凝土內(nèi)，養(yǎng)護(hù)至28天，60天和1年分別破型觀察，鋼筋無絲毫銹斑。分析表明，UEA水泥漿體的PH值>12.5，不會銹蝕鋼筋。耐酸堿侵蝕試驗是參照了日本有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將養(yǎng)護(hù)28天后的混凝土試件分別

29、放人0.02N硫酸水溶液和0.05N氫氧化鈉水溶液中，定期測定其強(qiáng)度，與同齡期水中試件相對照。UEA混凝土與普通混凝土主要區(qū)別在于：由于限制膨脹的作用，改善了混凝土的應(yīng)力狀態(tài)；(2)由于鈣礬石填孔的作用使水泥石中的大孔變小，總孔隙率減小，改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，從而提高了混凝土的抗?jié)B性。 UEA混凝土與一般摻氯化鐵，三乙醇胺、FS、JP-1等防水劑的混凝土有本質(zhì)區(qū)別，盡管兩者都可提高抗?jié)B性，但一般防水混凝土沒有補(bǔ)償收縮能力，亦即不能產(chǎn)生0.20.7MPa的自應(yīng)力值，抗裂性差。我們認(rèn)為抗?jié)B的前提是抗裂，UEA混凝土同時具有抗裂和防滲之功能，這是它適用作結(jié)構(gòu)自防水工程的原因。UEA主要用途：1.地下

30、、水下、山洞建筑物。如高層建筑地下室、人防工程、地鐵、隧道、礦井。 2.建造水池、游泳池、污水處理池、水塔、糧倉、油罐等。 3.自防滲剛性屋面、砂漿防水層、防潮層；防裂路面。 4.后澆縫填充混凝土、管道、梁柱接頭、機(jī)器的無收縮灌注。 5.修補(bǔ)、堵漏、補(bǔ)強(qiáng)工程。 6.各種要求抗裂防滲的水泥制品，如下水管道、防水屋面板等。 UEA及補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)、連續(xù)式現(xiàn)澆混凝土超長結(jié)構(gòu)裂縫控制新技術(shù)，應(yīng)用于國內(nèi)1000余項重要工程(如北京西客站用UEA混凝土30余萬米3，深圳賢成大廈，地下4層，地上60層、北京亞運會十余項工程、石家莊火車站前地下2層商業(yè)街，長200m寬100m全部用UEA混凝土結(jié)

31、構(gòu)自防水，無外防水，蓋打法施工)，國外一些重要工程(如吉布堤體育場，尼泊爾國會大廈等)。結(jié)論：1.UEA可以摻入五大水泥中，但宜用425號以上的純硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥；UEA可與其他外加劑復(fù)合使用。 2.一般說來，在水泥中內(nèi)摻1012UEA，可以配制成補(bǔ)償收縮混凝土，內(nèi)摻2030UEA，可以配制成自應(yīng)力混凝土。 3.混凝土的膨脹率隨UEA摻入量的增加而增大。UEA混凝土強(qiáng)度在無限制狀態(tài)下比普通混凝土低510，在限制條件下比普通混凝土高1030。 4.UEA混凝土與普通混凝土比較： (1)UEA混凝土硬化前和硬化后的性能與普通混凝土相似。 (2)在混凝土攪拌時摻入UEA，可

32、以配制成補(bǔ)償收縮混凝土或自應(yīng)力混凝土，達(dá)到抗裂防滲或建立自應(yīng)力之目的。它所具有的某些優(yōu)良性能是普通混凝土無法相比的。 (3)UEA混凝土的凝結(jié)時間和塌落度損失比普通混凝土稍快。 5.UEA混凝土膨脹劑使用靈活、方便、保存期2年、價格便宜、用途廣泛，是一種很有發(fā)展前途的混凝土外加劑。生產(chǎn)和應(yīng)用混凝土膨脹劑，是發(fā)展我國補(bǔ)償收縮混凝土和自應(yīng)力混凝土的方向。 6.UEA尤其適用作各種抗裂防滲工程，把承重結(jié)構(gòu)與防水結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起.取消外防水，可延長伸縮縫間距，采用特殊工藝，可做到超長結(jié)構(gòu)無縫施工，省工省錢，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益明顯。第三章 C25補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計3.1設(shè)計說明：C25普通混凝土配合比主

33、要用于全州安保工程。使用部位為防撞墩。設(shè)計所有原材料均取自當(dāng)?shù)亓蠄觥?.2設(shè)計依據(jù)：1、JGJ552000混凝土配合比設(shè)計規(guī)程； 2、JTG E302005公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程； 3、JTJ0412000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范。 4、JTJ058-2000公路工程集料試驗規(guī)程3.3工程要求：1、強(qiáng)度等級：C25普通混凝土； 2、混凝土入模坍落度：120140mm；3、水灰比：0.400.70；最大水泥用量500 kg/m3；4、砂率：3040；5、碎石針片狀含量25，最大粒徑37.5mm，含泥量2；6、砂含泥量5；3.4設(shè)計步驟：1、原材料的質(zhì)量檢測與選定：、水泥：夏河水泥有限公司生

34、產(chǎn)的安多牌P·O32.5水泥，各項指標(biāo)均符合要求。（試驗報告附后）、砂：下卡加砂場中砂，細(xì)度模數(shù)MX2.78，含泥量1.6（試驗報告附后）；、石子：采用下卡加石場碎石, 531.5mm連續(xù)級配，最大粒徑31.5mm，含泥量0.8。（試驗報告附后）d、水：河水。（試驗報告附后）e、外加劑：采用山西遠(yuǎn)大化工建材有限公司生產(chǎn)的YD1型緩凝UEA，最佳摻量經(jīng)試驗確定為水泥重量的2.0%。、配合比設(shè)計: 、基準(zhǔn)配合比設(shè)計（001-1）試配強(qiáng)度： fcu.0= fcu.k+1.645=25+1.645×5=33.2 (MPa)計算水灰比: W/C=aa·fce/(fcu0+a

35、a·ab·fce)=0.46×42.5/(33.2+0.46×0.07×42.5)=0.57根據(jù)經(jīng)驗選取W/C=0.53；計算用水量: mw0按經(jīng)驗選取215kg/m3， 摻緩凝UEA2.0%，則mw0=215×（118%）=176 (kg/m3)；計算水泥用量: mc= mw0÷W/C=176÷0.53=332 (kg/m3)該水泥用量滿足規(guī)范要求。計算砂率：s0按經(jīng)驗選取39%；計算減水劑用量：mj=332×2.0%=6.64(kg/m3)砂石重量，設(shè)混凝土密度為2380kg/m3。 332+ms0+

36、mg0+176+6.64=2380 39%=ms0/（ms0+mg0）×100%解之得：ms0=727(kg/m3) mg0=1138(kg/m3)初步配合比：水泥 ： 砂 ： 碎石 ： 水 ：UEA 332： 727： 1138： 176 ： 6.64 1 ： 2.19 ： 3.43 ： 0.53： 0.020試拌15L，則各檔材料用量為：注：實際用水量從外加劑用量中折減70的溶液水。實測拌和物性能良好，出機(jī)坍落度175mm；30min后實測坍落度155mm；實測混凝土密度為：2400 kg/m3；計算密度=332+727+1138+176+6.64=2380 kg/m3；則：24

37、002380/2380=0.82；根據(jù)JGJ552000混凝土配合比設(shè)計規(guī)程，當(dāng)混凝土表觀密度實測值與計算值之差的絕對值與計算值的比值不超過2%時，該配合比可不做調(diào)整。則基準(zhǔn)配合比確定為（編號為001-1）：水泥 ： 砂 ： 碎石 ： 水 ： UEA332： 727： 1138： 176 ： 6.64 1 ： 2.19 ： 3.43 ： 0.53： 0.020水灰比W/C=0.53，砂率s0=39%；、調(diào)整配合比（001-2）水灰比減少0.05，砂率減少1%，則水灰比：W1/C1=W/C0.05=0.530.05=0.48砂率:s1=39%-1%=38%用水量: mw0=176(kg/m3)

38、計算水泥用量: mc= mw0÷W/C=176÷0.48=367(kg/m3) 該水泥用量滿足規(guī)范要求；計算UEA用量：mj=367×2.0%=7.34(kg/m3)計算砂石重量，設(shè)混凝土密度為2380kg/m3。 367+ms0+mg0+176+7.34=2380 38%=ms0/（ms0+mg0）×100%解之得：ms0=696(kg/m3) mg0=1134(kg/m3)初步配合比：水泥 ： 砂 ： 碎石 ： 水 UEA 367： 696： 1134： 176 ： 7.34 1 ： 1.90 ： 3.09 ： 0.48： 0.020、調(diào)整配合比（0

39、01-3）水灰比增加0.05，砂率增加1%，則水灰比：W2/C2=W/C+0.05=0.53+0.05=0.58砂率:s2=39%+1%=40%用水量: mw2=176(kg/m3)計算水泥用量: mc1= mw2÷W2/C2=176÷0.58=303(kg/m3)該水泥用量滿足規(guī)范要求。計算UEA用量：mj=303×2.0%=6.06(kg/m3)計算砂石重量，設(shè)混凝土密度為2380kg/m3。 303+ms0+mg0+176+6.06=2380 40%=ms0/（ms0+mg0）×100%解之得：ms0=758(kg/m3) mg0=1137(kg/

40、m3)初步配合比：水泥 ： 砂 ： 碎石 ： 水 ：UEA 303： 758： 1137： 176 ： 6.06 1 ： 2.50 ： 3.75 ： 0.58： 0.020、試拌校正（均按35L試拌，并已扣除外加劑中70的溶液水）根據(jù)JGJ552000混凝土配合比設(shè)計規(guī)程，當(dāng)混凝土表觀密度實測值與計算值之差的絕對值與計算值的比值不超過2%時，該配合比可不做調(diào)整。2.5確定配合比：根據(jù)28天立方體抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果，確定設(shè)計編號為0011的配合比為C25普通混凝土的理論配合比，則：水泥 ： 砂 ： 碎石 ： 水 ： UEA332： 727： 1138： 176 ： 6.64 1 ： 2.19 ：

41、3.43 ： 0.53： 0.020水灰比W/C=0.53，砂率s0=39%；第四章 C30補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計41設(shè)計說明：C30高性能混凝土配合比，用于橋梁、隧道、箱涵、路基工程，塌落度要求160200mm,電通量要求1200庫倫。4.2 設(shè)計依據(jù)：普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程 （JGJ55-2000）鐵路混凝土隧道工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn) 鐵建設(shè)【2005】160號混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范 GB50240-92路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn) TB10424-2003普通混凝土力學(xué)性能試驗方法不標(biāo)準(zhǔn) GB/T50081-2002普通混凝土拌合物性能試驗方法不標(biāo)準(zhǔn) GB/T50080

42、-2002鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定 鐵建設(shè)【2005】157號4.3 工程要求：水泥：湖南金大地材料股份有限公司的金大地牌。細(xì)骨料：懷化沅江河沙，區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)2.8。粗骨料：懷化市中方縣下萍鄉(xiāng)鋼灣里采石場的5-31.5mm碎石。外加劑：江蘇博特新材料有限公的JM-PCA（1）聚羧酸高效減水劑。UEA：拌合水：飲用水。4.4 設(shè)計步驟：（1）確定配置強(qiáng)度根據(jù)普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程（JGJ55-2000）混凝土的配合比配置強(qiáng)度采用下式確定：cu,ocu,k1.645根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范(GB50240-92)規(guī)定，取值為5.0MPa，則cu,o(501.645×

43、5.0)58.2MPa。（2）初步配合比計算與試樣根據(jù)鐵路混凝土隧道工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求，粉煤灰摻量30%，混凝土拌合物用水量為160Kg/m3,水泥用量為255Kg/m3，初選砂率為43%，外加劑摻合量為膠凝材料總量的1%，水膠比取0.44，按以上初步配合比在試驗室進(jìn)行試拌，在分別調(diào)整水灰比為0.46和0.41，等到相近的兩個配合比進(jìn)行試拌，見表1表1 C30高性能混凝土配合比（Kg/m3）注：實際用水量從外加劑用量中折減70的溶液水。實測拌和物性能良好，出機(jī)坍落度165mm；30min后實測坍落度150mm；實測混凝土密度為：2430 kg/m3；計算密度=376+704+1

44、148+184+7.52=2420 kg/m3；則：24302420/2420=0.42；根據(jù)JGJ552000混凝土配合比設(shè)計規(guī)程，當(dāng)混凝土表觀密度實測值與計算值之差的絕對值與計算值的比值不超過2%時，該配合比可不做調(diào)整。則基準(zhǔn)配合比確定為（編號為001-1）：水泥 ： 砂 ： 碎石 ： 水 ： UEA376： 704： 1148： 184 ： 7.52 1 ： 1.87 ： 3.05 ： 0.49： 0.020水灰比W/C=0.49，砂率s0=38%；、調(diào)整配合比（001-2）水灰比減少0.05，砂率減少1%，則水灰比：W1/C1=W/C0.05=0.490.05=0.44砂率:s1=38

45、%-1%=37%用水量: mw0=184(kg/m3) 計算水泥用量: mc= mw0÷W/C=184÷0.44=418(kg/m3) 該水泥用量滿足規(guī)范要求；計算減水劑用量：mj=418×2.0%=8.36(kg/m3)計算砂石重量，設(shè)混凝土密度為2420kg/m3。 418+ms0+mg0+184+8.36=2420 37%=ms0/（ms0+mg0）×100%解之得：ms0=670(kg/m3) mg0=1140(kg/m3)初步配合比：水泥 ： 砂 ： 碎石 ： 水 ：UEA 418： 670： 1140： 184 ： 8.36 1 ： 1.60

46、 ： 2.73 ： 0.44： 0.020、調(diào)整配合比（001-3）水灰比增加0.05，砂率增加1%，則水灰比：W2/C2=W/C+0.05=0.49+0.05=0.54砂率:s2=38%+1%=39%用水量: mw2=184(kg/m3)計算水泥用量: mc1= mw2÷W2/C2=184÷0.54=341(kg/m3)該水泥用量滿足規(guī)范要求。計算減水劑用量：mj=341×2.0%=6.82(kg/m3)計算砂石重量，設(shè)混凝土密度為2420kg/m3。 341+ms0+mg0+184+6.82=2420 39%=ms0/（ms0+mg0）×100%解之得：ms0=736(kg/m3) mg0=1152(kg/m3