高強混凝土的配制

徐州建筑職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文PAGE19高強混凝土的配制中文摘要高強混凝土由于其強度等級高，密實性好，減輕自重，節(jié)約成本，已被列為建設事業(yè)“十一五”重點推廣技術(shù)領(lǐng)域，重點項目之一。本文重點介紹了對配制高強混凝土原材料的選擇和預處理，并對高強混凝土配合比的設計、試配進行了論述。（中文摘要太簡單，需要將本論文的起因、研究要點、結(jié)論全部概括在摘要里）關(guān)鍵詞：高強混凝土原材料選擇與預處理配合比修改意見：你的論文有全盤抄襲的嫌疑，而且沒有任何參考文獻標識，論文中配合比設計公式的可信度有些懷疑，缺乏試驗數(shù)據(jù)支撐。論文內(nèi)容較少，不夠畢業(yè)論文的分量。修改后請將目錄和論文封面做好，一起發(fā)過來。下面是你發(fā)給我的論文大綱，你比較一下高強混凝土配合比設計高強混凝土的定義及特點高強混凝土在實際中的使用現(xiàn)狀高強混凝土發(fā)展前途高強混凝土的配合比設計原材料的選取外加劑的選取高強混凝土配合比設計的注意事項高強混凝土配合比計算過程五．高強混凝土的技術(shù)性能及指標六．高強混凝土的缺點及改進措施前言隨著規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)復雜的現(xiàn)代建筑的發(fā)展以及對高強混凝土材料性能要求的日益提高,當前很多國家在高強混凝土上投入大量的人力物力進行研究與開發(fā)。在配制過程中,其配合比的好壞直接關(guān)系到高強混凝土的性能和質(zhì)量優(yōu)劣。因此,高強混凝土配合比的優(yōu)化設計方法成為人們在高強混凝土配合比設計中研究的目標。本文作者通過實踐，對高強混凝土的配制進行了一些方面的研究。 高強混凝土在建筑工程中的應用1、高層建筑結(jié)構(gòu)高層建筑中采用高強混凝土可以大幅度縮小底層混凝土柱子的截面尺寸，擴大柱網(wǎng)間距，擴大空間，增大建筑使用面積。上下柱子采用不同強度等級混凝土有利于統(tǒng)一柱子尺寸和模板規(guī)格，方便施工，節(jié)約周轉(zhuǎn)耗材的投入，并可利用高強混凝土的早強特點加快施工進度。高強混凝土還因徐變小，彈性模量高，可以減少柱子的壓縮量和增加結(jié)構(gòu)剛度，這對高層建筑來源是非常重要的。2、大跨度結(jié)構(gòu)和預應力結(jié)構(gòu)高強混凝土徐變小，彈性模量高，可以減少預應力鋼筋的應力損失，減小構(gòu)件截面尺寸，減輕自重。處于侵蝕環(huán)境下的建筑物或構(gòu)筑物。高強混凝土有較強的抵抗化學物質(zhì)腐蝕能力，耐久性優(yōu)良，所以貯存某些化學物品的倉庫，周圍大氣中含有較多鹽份的工程建筑物，以及直接受到侵蝕性物質(zhì)作用或機械磨損的廠房、車庫等地面構(gòu)件均宜應用高強混凝土。我國在高強混凝土研究和應用方面起步并不算晚。早在20世紀70年代，就有不少單位開始用高效減水劑配制高強混凝土的試驗研究，隨著我國城市建設規(guī)模迅速擴大，高強混凝土在技術(shù)上和經(jīng)濟效益上的巨大優(yōu)越性正日益為人們所認識。二、高強混凝土的特點高強混凝土的抗壓強度標準值遠遠大于普通混凝土，其組成材料的質(zhì)量要求嚴，還要采取一定的技術(shù)措施，如外摻增強材料、高效減水劑、改善攪拌工藝等，因而，高強混凝土的配合比設計與普通混凝土有一定的差別。1、當混凝土強度等級大于等于60級時，水灰比與混凝土強度的線性關(guān)系較差，分散性較大，因此水灰比的計算與普通混凝土有所不同，水灰比的計算仍采用普通混凝土的強度公式《普通混凝土配合比設計規(guī)程》(JGJ55-20)中的強度公式：但式中回歸系數(shù)αa、αb取值與普通混凝土不同，回歸系數(shù)應使用工程用的水泥砂石并通過試驗建立水灰比與混凝土強度關(guān)系式來確定，亦可根據(jù)經(jīng)驗，即碎石混凝土αa=0.40，αb=0.31。2、普通混凝土配合比設計的基本原則是砂子填充石子空隙，水泥漿填充砂子空隙，現(xiàn)根據(jù)施工條件的要求乘以大于1的系數(shù)來改善拌合物的工作性能。因此可以在采用水灰比控制強度的基礎上調(diào)整砂率和用水量來控制混凝土稠度。但高強混凝土的水灰比較小，水泥漿本身比較干稠，采用增大用水量（即水泥漿體積）的辦法來改善稠度是不經(jīng)濟也是不可能的。3、高強混凝土的水泥用量相對較多，配合比設計時設法降低水泥用量的潛力也大，這樣不但有明顯的經(jīng)濟價值，還可以改善混凝土各項技術(shù)性能，特別對提高混凝土耐久性和長期性利。4、高強混凝土拌合物因水灰比較小而干稠，須用高效減水劑改善和易性，并需要強力攪拌才能使其均勻和充分發(fā)揮水泥活性。鑒于上述特點與情況，對高強混凝土的配合比設計方法進行探討，有助于它的推廣應用。原材料選取與處理水泥水泥是影響混凝土強度的主要因素。配制高強度混凝土，應采用礦物組成合理、細度合格的高強度水泥，一般宜優(yōu)先選取旋窯生產(chǎn)的強度等級不低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。水泥磨的愈細，比表面積就愈大，水化反應愈充分，早期強度就愈高。然而細度不宜過高，否則會造成水化熱過大，導致混凝土產(chǎn)生溫度應力裂縫，反而降低混凝土強度和耐久性，影響混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命。高強混凝土要求低水膠比，要降低水膠比就必須使用高效減水劑。但是并不是每一種符合國家標準的水泥在使用一定的高效減水劑時都有相同的流變性能;同樣，也并不是每一種符合國家標準的高效減水劑對每一種水泥流變性能的影響都相同。這就是所謂的水泥和高效減水劑之間存在相容性問題。當水泥與高效減水劑的相容性不好時，不僅會造成高效減水劑的減水效果差，更為重要的是會造成混凝土坍落度的嚴重損失。影響水泥與高效減水劑相容性的主要因素，對高效減水劑來說，主要包括其化學性質(zhì)、分子量、交聯(lián)度、磺化程度和平衡離子等;對水泥來說，主要包括:(1)水泥的C3A含量和總堿含量;C3A含量不宜超過8%，當C3A含量過高時，一般來說，用于高強混凝土的水泥，拌制出來的混凝土流動度損失會很快。(2)水泥的細度;用于高強混凝土的水泥細度一般在3000一4000m2/g，水泥的細度會影響拌制混凝土的需水量，水化過程的放熱速度，在空氣中的硬化收縮等，進而影響混凝土發(fā)生裂縫的可能性，還會影響混凝土坍落度的損失。2、粗集料粗集料在混凝土的結(jié)構(gòu)中主要起骨架作用，因此骨料的性能對于高強度混凝土的抗壓強度具有重要影響。粗集料可從抗壓強度、表面特征、最大粒徑、雜質(zhì)含量等對其進行優(yōu)選和預處理。2.1.抗壓強度制備高強度混凝土，應優(yōu)先選取質(zhì)地堅硬的碎石。根據(jù)配制混凝土的等級，合理確定粗集料的強度，其強度通過壓碎值或巖石立方體強度的來測定。碎石的壓碎指標值一般應小于10%?？箟簭姸炔粦∮谝笈渲频幕炷量箟簭姸戎笜说?.5倍。因此，一般采用質(zhì)地堅硬，級配良好的花崗巖、硬質(zhì)砂巖以及石灰?guī)r等。另外一般碎石的抗壓強度在110-130MPa左右，再加上其各相不均勻性，故在配C100以上混凝土的時候尤其需要考慮粗集料的選擇，甚至普通的碎石可能無法達到要求，轉(zhuǎn)而考慮不要粗骨料或者改為活性陶粒，即通常所說的RPC。2.2.表面特征在混凝土初凝時，水泥砂漿與粗集料的粘結(jié)受集料表面特征的影響較大。一般應選取近似立方體形的碎石，其表面粗糙、多棱角，這樣提高了混凝土的粘結(jié)性能，從而提高了混凝土的抗壓強度，應避免使用鄂破碎石，因該方式生產(chǎn)的碎石級配不好且針、片狀較多，而選用反擊式破碎石其級配較好且碎石形狀近似立方體。為了盡量減少混凝土內(nèi)部的缺陷，粗集料在使用前可考慮用水清洗晾干，以除去泥塊、粉屑和一些有害的輕物質(zhì)等。另其中針、片狀的含量不應超過8%。2.3.最大粒徑對于中、低強度混凝土來說，適當增加骨料粒徑對混凝土強度有利，但對于高強度混凝土由于石材的強度的不均勻性則可能導致強度下降。在混凝土拌和物中，相同重量的大粒徑集料比小粒徑集料表面積要小，其與砂漿的粘結(jié)面積相應要小，則粘結(jié)力要低，且混凝土的工作性差，所以大粒徑集料很難配制出高強度混凝土。對強度等級為C60的混凝土，其粗骨料的粒徑不應大于31.5mm;對強度等級高于C60的混凝土，其粗骨料的粒徑最大不應超過25mm，采用標準為5~15或5~20規(guī)格的集料最適宜。2.4.級配集料的級配要符合要求且集料的空隙要小，通常采用二種規(guī)格的石子進行摻配。如5~31.5mm連續(xù)級配采用5~16mm和16~31.5mm二種規(guī)格的碎石進行摻配。5~25mm連續(xù)級配采用5~16mm和10~25mm二種規(guī)格進行摻配。摻配時符合級配要求的范圍內(nèi)，可能有二種或三種符合級配范圍要求的摻配方案，選取其中體積密度較大者使用，因體積密度大則空隙率小。3、細集料砂材質(zhì)的好壞，對高強混凝土的和易性影響比粗集料要大。一般應優(yōu)先選取Ⅱ級、含泥量少、石英顆粒含量較多的江砂或河砂。砂的細度模數(shù)最好在2.6~3.1的范圍內(nèi)的中砂或者中粗砂，當細度模數(shù)<2.6時，拌制的混凝土拌和物會顯得粘稠，施工中難以振搗。另外如果砂子過細，在滿足拌和物和易性要求時，就要增大水泥用量。砂也不宜太粗，細度模數(shù)在3.1以上時，容易引起新拌混凝土的運輸澆筑過程中離析及保水性能差，從而影響混凝土的內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量。同時應檢測其中5mm以上小石子的含量如果超過10%應在計算配比時將其換算成石頭的量。在使用前同樣考慮用水清洗晾干。4、水拌合水使用飲用水時一般可不經(jīng)試驗直接使用，其他水拌制混凝土要選擇不含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害物質(zhì)、油脂、糖類等，且水的PH值應大于4。5、高效減水劑配制高強混凝土降低水膠比必須使用高效減水劑，高效減水劑實際減水率可達到25%左右，摻人混凝土后，可以提高混凝土的流動性，改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗壓、抗彎性能，同時降低了水泥用量，減少工程成本。但摻高效減水劑的混凝土容易出現(xiàn)的坍落度損失較快，所以施工時宜采用二次摻人法或摻人相應的緩凝劑。另外，當日最低溫度低于0℃時，高效減水劑雖能提高拌合物和易性，但對混凝土強度的貢獻會大大降低，因此，必須對混凝土拌合物采取有效保溫措施。目前第三代減水劑聚羧酸的出現(xiàn)及普及使用，由于其梳形分子結(jié)構(gòu)及羧基的影響使得的聚羧酸系減水劑具有減水率高、混凝土塌落度經(jīng)時損失小，摻量低等優(yōu)點。但聚羧酸的使用影響因素較復雜在施工過程中必須注意的以下幾個方面:(1)對水敏感，水的波動會造成減水的效果差別很大，因此必須控制砂石的含水率，最好有室內(nèi)堆場，以利于水份均勻，并且在施工中嚴禁私自向混凝土中加水。(2)聚羧酸的配制材料的不同導致其實際效果也不同，故提供聚羧酸的廠家換原材料時應重新對相容性做檢測，以確定合適的摻量。6、礦物摻合料6.1.粉煤灰粉煤灰來自于火力電廠，燒煤后收集的灰粒。對其有效使用不但有利于環(huán)保，減少污染。且對混凝土的性能也產(chǎn)生很多影響。對于混凝土拌合物能夠減少拌合物用水量、提高保水性、降低泌水量，而且由于粉煤灰顆粒的表面光滑起到潤滑和分散作用能夠提高混凝土的坍落度，坍落度經(jīng)時損失也得到明顯緩解。但通常隨著粉煤灰在混凝土中摻量的增加，粉煤灰混凝土的強度發(fā)展特別是早期強度降低較為明顯，其強度的增長效應隨齡期增長其作用才逐漸體現(xiàn)出來，1年后的強度甚至超過普通混凝土強度。由于粉煤灰的摻人有效的改善了普通混凝土的工作性，在同樣的工作性能的情況下，粉煤灰混凝土的收縮比普通混凝土低。粉煤灰混凝土能夠提高混凝土的密實度、抗?jié)B性，但會降低抗凍性可適量加人引氣劑來改善。在選取粉煤灰的時候除了細度上的差別外，應重點考慮其燒失量。細度是其活性的重要指標，比表面積在6000cm2/g以上較合適。燒失量的高低主要由含碳量決定，含碳量高則會吸附減水劑、引氣劑等降低其使用效果，提高需水量，降低混凝土的密實度。6.2.礦渣粉?；郀t礦渣來自于煉鐵的副產(chǎn)品，對于混凝土拌合物能降低抗離析能力，延緩初凝、終凝時間，降低水化熱、推遲溫峰出現(xiàn)時間。提高混凝土的坍落度，減少坍落度經(jīng)時損失。因其改善水泥石與骨料界面，減小Ca(OH)2晶體，細化水泥石結(jié)構(gòu)，從而有效提高混凝土抗?jié)B性能。耐蝕性能也得到改善，尤其抑制氯離子優(yōu)異，因為礦渣與堿先行反應，即固定了水泥中的Na20,K20弱化或消除了潛在的堿骨料反應。為了更有效地激發(fā)礦渣粉的活性，在選擇時成分變化不大的情況下需重點考慮細度，比表面積在5000cm2/g以上較合適。6.3.硅粉硅粉來源于硅鐵合金廠、硅金屬廠冶煉進人煙道、收塵裝置收集的極細微粒。在混凝土中摻加能提高密實度減少大晶格的Ca(OH)2和鈣礬石、降低泌水率、減弱水膜危害、強化了界面狀態(tài)，提高強度和耐久性，尤其對早期強度貢獻較大，抗?jié)B、抗侵蝕、抗銹蝕、抗沖擊磨損都有所提高，由于其消耗OH-，能夠抑制堿骨料反應。但摻量不宜過量，會增加混凝土稠度，不易施工。6.4.其他摻合料天然沸石、片高嶺土等磨細后均可以加入混凝土用以替代部分水泥使用。由于礦物摻合料之間微粉顆粒的填充效應與和后期水化的化學效應的復合疊加，在選取礦物添加劑的時候應考慮選用兩種或兩種以上礦物摻合料和外加劑同時摻人混凝土，從而產(chǎn)生各組分性能的疊加甚至超疊加效應以進一步改進混凝土性能和取得某種特性。高強混凝土的配合比設計1.計算施工配制強度fcu,o=fcu,k+1·645σ式中fcu,o—混凝土的施工配制強度,MPa;fcu,k—設計的混凝土強度標準值,MPa;σ—施工單位的混凝土強度標準差,MPa。如施工單位不具有近期同一品種混凝土強度資料時,σ值取6MPa。2.計算水灰比W/C=Afce/(fcu,o-A·Bfce)式中fce—水泥強度等級;A、B—回歸系數(shù),A=0.40,B=0.31。水灰比一般為0·25~0·40。3.計算砂石用量3.1碎石用量G0=(0·9~0·95)γ′式中G0—碎石用量,kg/m3;γ′—碎石的松散密度,g/cm3。3.2計算砂用量式中S0—混凝土砂用量,kg/m3;QS—砂率,一般取0.28~0.32。4.計算水和水泥用量4.1質(zhì)量法GW+C=γh-(So+Go)式中Gw+c—混凝土水泥漿質(zhì)量,kg/m3;Γh—混凝土混合物假定密度,kg/m3。一般取2500~2600kg/m3,與碎石的密度有關(guān);WO—混凝土用水量,kg/m3;CO—混凝土水泥用量,kg/m3。4.2體積法式中VP—每m3混凝土中水泥漿體積,m3;γC—水泥密度,g/cm3;γs—砂密度,g/cm3;γg—碎石密度,g/cm3;Co—混凝土水泥用量,kg/m3;Wo—混凝土用水量,kg/m34.3配合比設計示例某建筑物混凝土強度等級為C60,要求坍落度30~50mm。所用水泥:普通硅酸鹽水泥,強度等級52.5級,密度為3.10g/cm3;砂:中砂密度2.65g/cm3;碎石:5~31.5mm,松密度1400kg/cm3,密度2.675g/cm3;水:飲用水;減水劑:UNF-5高效劑。計算配制強度fcu,o=fcu,k+1.645σ=60+1.645×6=69.9MPa計算水灰比