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【粉煤灰和矿粉\硅粉和矿渣】高性能砼双掺经验来一波

 佛随心愿 2017-08-19


砼友杂谈

本人从事建筑一年有余。打算这个工程完了就走了。

总结了现场施工员的几大苦处,看看有没有中枪的孩子。

一:常年无假期。

我上班的施工单位一个月三天假,本来就在外面流浪三天都不知道去哪里。想回家时间不够,想去找朋友耍他们都在施工单位也没得什么假期。

二:流动性大

虽然我在这块工地一直待着,可是公司已经跟我说了这个工地完了就去西安。在工地整天面对的都是钢筋混凝土在哪里都一样,没得点新奇的。主要是离家远,没得点点归属感。

三:男孩子真的要变化

在工地基本都是男人,无聊的时候都不知道干什么。白天上班,晚上下班了其他同事要么打牌要么上网。本人以前啥都不沾如今学会抽烟喝酒了。自己都不想变成这个样子,可是慢慢就学会了。

四:无时间照顾家人、女友、参加朋友聚会

常年在外,家人女友可以说是想都别想。社交的圈子基本都是同事或者工人,真的很小接触不了新朋友。至于以前的老朋友,根本没得时间聚。有时候寂寞只有自己知道。

五:关系色彩重

在工地上基本都是有关系的,你想往上爬做什么项目经理没得关系难得很。或许考证是条出路,等你考出证来了同行也出来了。没得关系还是不好进的,像我这样没背景的如果混下去最多就是责任工长或者技术负责人吧。

我知道施工忙起来很累,什么风吹日晒、通宵守着混凝土这些作为一个男人都可以忍受!

不要说我吃不得苦,我不想以后一年回次家,一年见一次孩子、妻子以及家人。

砼行苦水多,工作还要继续。今天谈谈双掺的事儿。

粉煤灰和矿粉双掺

现在建筑越造越高,像在比赛。这要是地震逃都来不及。高度增加,泵送压力加大,再加之混凝土强度高、黏度大,使泵送施工难度增加,对混凝土的和易性、压力泌水率等都有很高的要求。干大工程钱真的很多吗?也不见得。干过大工程的都知道,一个工程下来不是浴火重生就是受伤很深,调配比做试验的脑细胞死了千千万,配比调得都快吐了。

超高混凝土设计中双掺是很常见的,几乎都会用到,现在很少把水泥用到底不掺的;掺一种效果不好,双掺性能就上去了。

骨料的颗粒形状及表面状态直接影响着新拌混凝土的流动性能,对于高标号的超高层泵送混凝土来说,石子的最大粒径和砂子的细度模数显得很关键。天津滨海新区于家堡金融商务区项目采用的碎石级配为5-20mm的连续级配,针片状为5.0%,压碎指标为8%。砂子为绥中河砂,模数为2.8的中粗砂,含泥量为0.8%。对于高标混凝土,减水率都超过20%。

配合比设计

考虑高标工程对混凝土强度、变形性能、耐久性及施工方式的要求,需在配合比设计上注意以下几点:

(1)低水胶比是混凝土强度和耐久性的保证,C60宜在0.23-0.37之间,本工程在前期试配过程中选用三个水灰比,分别为0.28、0.29、0.30,目的是增大配合比选择的空间,多角度、多方位去考虑配合比的优化空间。

(2)对于高强高性能混凝土来说,胶凝材料较多,从而需水量较大,但为了保证强度和耐久性,必须降低用水量。但是用水量的降低会导致混凝土黏度增大,甚至坍落度损失较快,这就要求在配合比设计上要合理调配矿物掺合料,本工程配合比矿物掺合料的比例在30%-39%之间。

(3)考虑到高层泵送和施工部位钢筋较密,在粗骨料的选择上应选用5-20mm的碎石,细骨料选用天然河砂,细度模数适中,砂率应在37%左右。

(4)胶凝材料总量在520-570kg/m3之间,要求混凝土和易性良好,初始坍落度在230mm以上,不离析、不泌水。

(5)考虑到在搅拌站实际生产时的易操作性和粉料罐的密封性,本工程在C60高强高性能超高层泵送混凝土中未掺加硅灰等其他超细粉料。

结论

(1)水泥量较多的混凝土,坍落度损失较快,粉煤灰和矿粉掺加比例较大的混凝土,和易性较好,坍落度损失较慢。这是由于优质粉煤灰能有效地降低胶凝材料的水化速度,具有较好的保水作用,也能提高水泥浆体的黏度,防止气泡逃逸,因此掺加优质粉煤灰可以有效降低新拌混凝土坍落度损失。矿粉的矿物组成是一些低钙型的水泥熟料矿物,这些矿物可以直接与水反应,生成水化产物,凝结硬化而产生强度,故矿粉具有良好的胶凝作用。

(2)矿物掺合料比例较大的混凝土压力泌水率相对较小,这是由于矿物掺合料颗粒比水泥颗粒要小,细度较大,用他们部分取代水泥可以减小胶凝材料的平均粒径,可以有效填充水泥颗粒之间的空隙,增加了混凝土的密实度,降低了压力泌水率。这样在保证混凝土和易性和抗压强度的同时,增大可泵送性,可以有效缓解因为过高的泵送压力导致混凝土流动性差的现象。

(3)当用水量一定的情况下,水胶比越大,混凝土抗压强度越低,这就要求在实际生产过程当中,要严格控制水胶比,在胶凝材料不变的情况下,严格控制用水量,以确保混凝土的实体强度。

(4)使用粉煤灰和矿粉双掺技术,来配制C60高性能混凝土可以提高新拌混凝土的抗离析性能和可泵性能,水化热较小,可降低高标号混凝土的经时损失。

(5)外加剂的选择对超高层泵送混凝土至关重要,应该选择保塑性好,减水率大,大流态的聚羧酸高效减水剂。

(6)原材料的选择要符合设计要求,水泥中C2A含量、粉煤灰的需水量比、碎石的粒径、河砂的细度模数,对C60超高层泵送混凝土的配制都起着非常重要的影响和作用。


硅粉和超细矿渣双掺

武夷学院科技大楼位于福建省武夷山市西南部,主体结构五层,采用框架结构形式,建筑面积1 3942.2m2。2011年10月开始动工,总工期1.5年。采用的就是内掺硅粉和超细矿渣。

配合比设计

(1)水泥:万年青牌P.O 42.5级水泥,细度为1.2%,实测28天强度为53.1mpa。

(2)细骨料:天然河砂,细度模数为2.67,表观密度为2650 kg/m³,含泥量为2.1%,泥块含量0.48%。属于Ⅱ区中砂。                 

(3)粗骨料:选用武夷山市当地碎石,颗粒级配5-20mm。

(4)硅粉:Si≥99.99、Fe≤0.45、Al≤0.42、Ca≤0.23、Mg≤0.0025、Sn≤0.005,烧失量为2.88%。

(5)矿渣:CaO39.62、SiO36.18、Al2O3 14.9、MgO5.35、Fe2O3 0.52、SO3 0.55。

配制了14组不同配合比的混凝土。其中水胶比0.43,砂率35%,减水剂掺入比例为1.5%。

试验过程中,坍落度随着硅粉掺量的增加呈现先小幅度增大后大幅度减小的趋势,其变化拐点是5%,掺量15%时坍落度达到最低值62mm。掺入超细矿渣后坍落度逐渐增加,在掺量30%时达到最大值134mm。当双掺硅粉15%、超细矿渣20%时,坍落度降到78mm,总体坍落度情况良好。

硅粉控制重点

在硅粉掺量小于5%时,混凝土的坍落度比基准配合比有所增大,当掺量大于5%时,混凝土的坍落度出现较大幅度下降,说明当硅灰在一定掺量后能降低混凝土的流动性。这是由于在较小掺量(0-5%)下,硅粉的颗粒数量较少,具有明显的物理填充效应,能提高混凝土的坍落度。但是当硅粉掺量大于5%时,硅粉的颗粒数量增加,由于硅粉的粒径比水泥要细好几个数量级,直接导致了硅粉的表面积远比水泥的表面积大,拌合后需水量增大,填充效应降低,降低了混凝土的坍落度。因此,为了保证混凝土具有良好的工作性能,必须将硅粉的掺量控制在5%左右。

同时掺入硅粉和超细矿渣,混凝土坍落度变化明显放缓。

当硅粉掺量5%,超细矿渣15%~20%时,混凝土坍落度保持与基准配合比的坍落度基本一致;

而当硅粉掺量保持不变,超细矿渣掺量加大到25%时,混凝土坍落度的增大趋势明显;

当硅粉掺量大于5%时,无论超细矿渣的掺量如何变化,混凝土坍落度远小于基准配合比的坍落度;

当硅粉掺量继续加大达到15%时,坍落度下降更为明显,几乎不受矿渣掺量的控制。这说明硅粉掺量在小于5%时,双掺硅粉、超细矿渣混凝土的坍落度由硅粉、超细矿渣共同控制,超细矿渣起主导控制地位。而当硅灰掺量大于5%时,双掺硅粉、超细矿渣混凝土的坍落度几乎全部由硅粉控制,超细矿渣的影响基本消失

双掺硅粉、超细矿渣高性能混凝土,要想获得良好的工作性能,重点是把硅粉掺量控制在5%左右,而超细矿渣掺量则影响较小。

抗压强度影响重要

掺入硅粉主要能提高混凝土的早期强度,而对增加后期强度的贡献不大。

当超细矿渣掺量15%以下,其抗压强度与基准配合比的抗压强度基本无变化,但当超细矿渣掺量达到15%以上时,抗压强度出现显著地增长趋势,不仅大大超过基准配合比60d的抗压强度,同时也超过了同掺量硅粉混凝土同龄期的抗压强度。

超细矿渣对混凝土的早期强度影响较小,但掺量在高于15%后对提高混凝土的后期强度有很大贡献。

双掺硅粉和超细矿渣混凝土的抗压强度由硅粉和超细矿渣共同作用。双掺对增加混凝土强度的作用高于单掺;28d和60d龄期时,双掺硅粉和超细矿渣混凝土抗压强度仍然高于基准配合比,说明超细矿渣在掺入硅粉时,对提高混凝土后期强度仍旧有很好的效果。

结论

(1)硅粉、超细矿渣的掺量不能盲目的增加,当硅粉掺量达到15%,超细矿渣达到20%时,他们的各龄期抗压强度都会有所下降。对抗压强度而言,双掺硅粉、超细矿渣高性能混凝土的最佳配合比是硅粉掺量10%、超细矿渣掺量15%。

(2)硅粉掺入到混凝土中后,引起混凝土坍落度下降,超细矿渣的掺入对混凝土坍落度略有增加。从降低混凝土经济成本和拥有良好的工作性能两方面考虑,硅灰掺量5%,超细矿渣掺量15%为宜。

(3)硅粉对提高混凝土早期强度有很好的效果,而超细矿渣对提高混凝土的后期强度有非常好的功效。双掺硅粉和超细矿渣时,混凝土各龄期抗压强度均优越于两者单掺的混凝土。

(4)综合试验结果,充分考虑科技大楼C50高性能混凝土的工作性能和强度后,确定硅粉掺量5%,超细矿渣掺量25%。





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