【技术先锋】浅谈C60高性能混凝土配合比及原材料选择

导读

本文根据某商住楼商业用房部分使用C60高性能混凝土，为了得到满足施工要求的和易性和强度有保证的混凝土配合比，从原材料的选择和砂率选取、水胶比的确定三个方面着手进行配合比的设计，并对设计的配合比进行试拌测试混凝土拌合物的性能。选择较合适的配合比进行施工，同时为以后生产类似标号混凝土积累一定的实践经验。

随着建筑行业的飞速发展，高层建筑越来越普遍，而且也应用广泛，此时高性能混凝土被施工建设所普遍使用。

在国际上所应用的C60高性能混凝土已经是成熟的配比技术，国内的一些大城市也成熬的应用C60高性能混凝土，例如北京、上海等一线城市。

但是在一线城市以外的地方，C60高性能混凝土技术还相对落后，使用这种材料过程中还有很多不足的地方，例如混凝土所用的材料、配比设计和施工等内容，在应用过程中还不是很完善。

本文根据某工程需要使用C60高性能混凝土，经过原材料的选择、配合比设计，经过反复实验得出最佳的配合比，并应用到实践当中。

工程中C60高性能混凝土主要原材料的选择

3.1水泥选择

C60高性能混凝土在选择材料过程中，应选择与高性能减水剂相适应的水泥，水泥等级应与配置混凝土等级相适宜，水泥标号低，水泥用量大，不利于混凝土水化热的控制，水泥标号高，水泥用量低，不利于和易性。本文选用海螺牌P.II52.5水泥。水泥的主要化学成分如表l所示。

3.2骨料选择

骨料形成混凝土骨架结构，并影响着混凝土的强度；而且细骨科要比粗骨料对混凝土的影响大，因此，骨料的选择非常关键，能使混凝土的工作性和耐久性得到有效改善。经过大量实践研究，泥在骨料中含量过大，不利于混凝土的干缩、强度和和易性等性能的发挥，特别会使混凝土的收缩增加，降低混凝土的抗拉强度。文章中选用2.8细度模数的天然砂，1.2%的含泥量，0.3%的泥块含量；5-25mm连续级配的碎石，0.5%的含泥量，0.1%的泥块含量和8.8%的压碎指标值。

3.3矿物掺合料选择

要想使混凝土达到高性能，水泥的用量就比较多，但是单纯使用水泥不仅增加混凝土的成本，而且会使混凝土产生较大的水化热造成较高温升，形成裂缝等质量问题，影响工程整体质量，因此，混凝土中需要掺人替代水泥的矿物掺合料，使水化热能够有效降低，避免出现建筑裂缝的问题。

3.3.1矿渣粉

混凝土制作过程中，矿渣粉的作用是改善胶凝材料的物理级配，让混凝土工作性得到改变，同时与水泥水化物(Ca(OH)2)发生化学作用。生成低钙型水化硅酸钙凝胶，有效提高混凝土的耐久性和强度。本文的矿粉为S95级，其主要化学成分如表1所示。

表1 主要原材料成分表

3.3.2粉煤灰

由于粉煤灰具有形态、微集料和火山灰效应，它的掺人改善料胶材的级配，不仅提高混凝土拌合物的工作性，而且改善硬化混凝土孔结构，提高混凝土密实性和耐久性match。并能使混凝土的水化热降低，从而使混凝土温差和干缩产生的裂缝有效降低。本文的粉煤灰是I级，具体的化学成分如表1。

3.4外加剂选择

高性能混凝土外加剂选择应从适应性，减水率，保塑性、减缩性四个方面考虑。宜选择与所用水泥适应性好、减水率大，坍落度损失小兼有减缩性能的外加剂，从而减低单位用水量，降低总胶材用量，不仅能提高混凝土初始流动性，并能有效降低混凝土坍落度损失，降低混凝土自收缩性。本工程中选用的PCA-I聚羧酸盐高性能减水剂，减水率26.2%，其掺量为0.8-1.0%。

工程中C60高性能混凝土配合比设计

4.1配合比设计要求

在设计C60高性能混凝土配合比时，一般要考虑以下四个方面：第一，满足结构设计的强度。第二，满足施工要求的工作性。施工中一般采用泵送方式，由于季节的不同，混凝土稳定的工作性能要求稳定，混凝土在长距离的运送情况下，也要使它的性能均匀稳定。第三，控制混凝土的水化热。随着水泥的用量增加，以及较高的胶凝材料的用量，所产生的水化热也会升高，因此，在设计混凝土过程中要限定水泥和胶凝材料的用量，使产生的水化热得以控制，确保混凝土能耐久性高。第四，混凝土的体积稳定性。主要通过控制集料含泥量降低混凝土自收缩。除此之外的抗渗、抗冻等指标，应该根据工程的需要来综合考虑。

4.2配合比设计参数确定

(1)C60高性能混凝土水胶比宜在0.29-0.34之间选取

(2)“双掺”技术是矿物掺合料使用的技术，主要是为了使混凝土的可泵的性能提高，降低产生的水化热，同时混凝土拌合物的粘度也能有效降低。

(3)因为混凝土中的砂率不仅能影响混凝土拌合物的工作性，而且能影响混凝土强度和收缩性，所以在确保混凝土和易性的前提下，尽可能选取低砂率

(4)220-240mm是混凝土控制出厂的坍落度，650-700mm是扩展度，入泵坍落度要大于等于210mm，扩展度也要大于等于570mm，并控制坍落度经时损失在较小值，这样形成混凝土和易性比较好。

4.3配合比试配

经过上述的混凝土材料技术和性能的参数配比实验，然后试配C60高性能混凝土，其中42%是所取的砂率。在试配表中可以看到，除了第一组，其他的各组的混凝土拌合物都能满足泵送要求，而且总量的胶凝材料越多，它的扩展度和坍落度就越大，经时损失减小；当矿渣粉和粉煤灰总掺量不变的情况下，总胶材的增加能够提高混凝土早期和后期强度，当总胶凝材料一定的情况下，混凝土抗压强度和粘聚性随着矿粉掺量的增加而增加，综合强度和工作性确定第六组是最佳的配合比例(如表2)。

表2 C60混凝土实验方案和实验结果

结论

(1)C60高性能混凝土制作必须严格控制所用原材料质量，保证所需材料的标准合格。

(2)混凝土的初始坍落度要控制在220-240mm，650-700mm是控制的扩展度；入泵坍落度和扩展度分别要大于等于210mm和570mm。

(3)C60高性能混凝土在配置优质掺合料，使高性能混凝土能够在水泥用量降低的情况下保证性能，同时使混凝土粘度降低，达到所需要的高性能混凝土标准。

参考文献
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