C80级高性能泵送混凝土的配制及试验研究.doc
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1、C80级高性能泵送混凝土的配制及试验研究 2006年3月6日点击数:456王玉棠(北京住总四元桥搅拌站)提要近年随着建筑技术的不断发展, 混凝土技术也朝着多性能、高性能混凝土(HPC)方面发展,目前国内外有关高强、高性能混 凝土(HPC)的研究及应用发展很快,国际上在工程上获得使用的混凝土强度已 达到100130MPa,在我国C80级混凝土已被建设部定为“九.五”重点推广项目,而C60级混 凝土我们于1995年进行了研制,并成功地应用于航华科贸中心、静安大厦等工程,并且荣获 科技进步一等奖。为适应现代化建设的需要,提高混凝土技术水平,增加技 术储备,我们在1998年开始研制C80级高性能混凝土
2、(HPC)的试验研究,目前已通过鉴定,通 过大量的试配,得到了一套完整的数据,获得了理想的结果。 1原材料的选择 根据原材料质量、供应能力、资源等,优选以下几种原材料进行C80级混凝土的配制。 1.1水泥 选用质量稳定、活性较高的琉璃河水泥厂的普硅525R水泥和怀北水泥厂拉法基普硅525R水泥 ,其物理学性能如表1。 表1水泥物理力学性能 项目 标准值 525R型普硅水泥 琉璃河 拉法基 细度(80m方筛筛余量) 10.0% 1.8% 1.8% 标准稠度用水量(%) 26.0 25.2 凝结时间 初凝 45min 2h10min 1h55min 终凝 10h 3h20min 4h20min 抗
3、折强度 (MPa) 3d 5.0 5.8 7.7 28d 7.0 7.3 9.7 39.4 3d 26.0 39.4 44.2 28d 52.5 60.6 62.0 安定性(沸煮法) 须合格 合 格 合 格 1.2 粗、细骨料 (1)砂:选用级配良好的怀柔龙凤山分厂的中粗砂,其技术指标见表2。 表2 砂子技术指标 细度模数 含泥量(%) 泥块含量(%) 2.8 1.8 0.5 (2)石:选用质地坚硬、表面粗糙、级配良好的三河520mm碎石,其技术指标见表3。 表3 石子技术指标 颗粒粒级 (mm) 含泥量 (%) 泥块含量 (%) 针片状颗粒含量(%) 压碎指标 (%) 520 0.8 0.3
4、 7.6 8.1 2 外加剂的选择 通过市场调研及混凝土试拌初步选定以下4种高性能外加剂,结合本单位混凝土生产工艺均 选用液体外加剂,其品种与基本性能见表4。 表4 外加剂品种与性能 名称 含固量(%) 掺量(%) (占胶凝材料) 减水率 (%) RH-8 402 4 25 JL118 302 3 26 DFS- 302 3 29 C-SF 302 3 28 表4中的外加剂掺量均为按液体计。在前期的混凝土试配工作中,采用这四种外加剂, 在相同原材料和等稠度条件下进行对比试验,其结果列于表5。 表5高性能外加剂对比试验强度值 编号 外加剂 品种 用水量 (L/m 3 ) 外加剂掺量(kg/m 3
5、 ) 坍落度 (mm) 抗压强度(MPa) 3D 7D 28D 1 RH-8 146 24.8 205 68.0 87.4 97.8 2 JL118 143 16.5 215 70.4 92.2 99.5 3 DFS- 143 16.5 205 76.7 97.4 100.8 4 C-SF 147 22.8 絮状 76.8 81.3 98.8 从试验得出以RH8所配制的混凝土过粘,以CSF配制的混凝土流动性差,JL118及DFS-早期强度高,且与各种细掺料及选定的水泥适应性良好,由此我们选择了JL118和DFS-两种外加剂。 3 细掺料的选择 在原材料及外加剂选定之后,我们采用10种细掺料(多
6、为复合型),进行对水泥、外加剂的适 应性试验,经综合分析,选择Z-1、Z-2、Z-6、Z-8、Z-8及Z-9六种细掺料,其试验 结果见表6和表7。 表6 坍落度及其经时损失 细掺料 名称 初始坍落度(mm) 坍落度保留值(mm) 扩展度 (mm) 30min 60min 90min Z-1 200 195 190 190 570 Z-2 220 220 215 210 585 Z-6 215 215 215 215 600 Z-8 215 215 215 215 550 Z-8 215 215 210 210 580 Z-9 215 210 210 210 560 表7C80级混凝土抗压强度值
7、 细掺料 组数 坍落度 (mm) 水胶比 f cu,3d 均值 f cu,7d 均值 f cu,28d 均值 Z-1 5 160200 0.260.28 70.3 83.9 99.3 Z-2 7 155220 0.250.27 79.0 94.5 102.4 Z-6 4 195215 0.260.28 66.3 78.6 96.6 Z-8 5 190215 0.250.28 69.7 80.6 99.7 Z-8 5 175215 0.250.28 68.9 84.2 99.0 Z-9 5 200230 0.250.29 64.6 84.8 95.9 总计 31 155230 0.250.29
8、70.5 85.2 99.1 由表6、表7可见,被选定的6种细掺料与选定的水泥和高性能 外加剂有很好的适应性,配制的混凝土具有良好的流动性、粘聚性和 保塑性,硬化后的混凝土具有早期强度高(3d强度平均值达到28d的 71,7d强度平均值达到28d的86),具备了配制高强、高性能混凝 土的基本性能。 由表7还可看出,在被选定的6种细掺料中Z2配制的混凝土强 度最高,特别是早龄期强度好,本应作为首选细掺料,但因运输不便 等原因,在C80级混凝土复验时选用了细掺料Z-8。 4 主要设备及相关技术要求 4.1主要设备 搅拌机:中国建筑科学研究院HJW60型混凝土搅拌机。 4.2相关技术要求 搅拌时间:
9、180240s; 养护条件:标准养护(温度203,湿度90)。 5推荐配合比 混凝土配合比设计一般是通过计算和试配调整后确定。 5.1配制强度 C80级混凝土配合比设计参照JGJT5596普通混凝土设计规程和GBJl0787混凝土强度检验评定标准要求进行。由于工程应用时的生产施工条件与试验室各种条件存在差异,而试验条 件对高强混凝土的强度影响又特别敏感。因此在试配中,我们充分考虑了上述因素,按选定的原材料、高性能外加剂及细掺料配制的31组C80级混凝土,其28d平均强度为99.1MPa,留有比较大的强度富余量以弥补生产施工条件不同所产生的影响。 5.2水胶比与坍落度 为确保C80级混凝土现场施
10、工的可行性,考虑 路途坍落度损失情况,混凝土出机坍落度需控制在200mm左右。经试验,水胶比应控制在0.20.30之间,胶凝材料(水泥+细掺料)总用量不超过550kgm 3 ,其中细掺料用量为50100kgm 3 。 5.3 砂率 高强混凝土常用砂率在2832之间,但从泵送混凝土角度考虑,砂率过小,导致流变参数下降,对可泵性不利。工程实践证明,砂率大于0.40对混凝土泵送有利;在一般情况下砂率的变化对混凝土强度无明显影响,较大砂率有利于减少粗集料界面氢氧化钙聚集,提高混凝土强度的稳定性。经试验,混凝土砂率应控制在4045之间。 由此确定了C80混凝土适宜的材料组成和配合比参数范围:水泥 450
11、500kgm 3 ,砂率4045,细掺料50100kgm 3 ,水胶比0.25 0.30,高性能外加剂掺量为胶凝材料的33.5。 6混凝土性能的试验研究 6.1混凝土拌合物性能 我们研制的C80级高性能混凝土拌合物具有如下性能指标: 坍落度:155230mm; 坍落大,不离析,不泌水,和易性好; 扩展度:550600mm; 表观密度:24102470kgm 3 含气量:0.681.07 压力泌水:21 坍落度损失:各种细掺料所拌制混凝土,坍落度损失90min最大 值为10mm(见表6)。 6.2混凝土力学性能 6.2.1立方体试件抗压强度及其随龄期的增长 6.2.1.1不同尺寸立方体抗压强度的
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- C80 性能 混凝土 配制 试验 研究
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