简议高性能混凝土配制技术

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　　摘要:本文主要讨论了高性能混凝土新技术,传统混凝土是以强度为主要控制指标,而高性能混凝土则是以其耐久性为主要控制指标。
　　关键词: 高性能配合比混凝土配制
　　
　　前言
　　随着我国经济高速地发展,基础建设规模的不断扩大,对混凝土的要求不断提高,不但质量要求高,而且性能要求完善,因此出现了高性能混凝土,并且得到了广泛应用。
　　1.高性能混凝土的定义
　　高强度混凝土不是高性能混凝土。过分强调混凝土的强度,特别是早期强度,对混凝土的其他性能是不利的,因为要求了早期强度,则势必大幅度增加水泥用量,并还要用各种技术手段来加速水泥的水化。这样混凝土内部由于水化反应过快,水化物来不及迁移,造成局部应力,大孔隙问题,使混凝土的整体性能下降。它还有可能造成后期(28天或56天)强度大大超过设计强度。这是非常危险的,因为钢筋混凝土理论中,强度过高,与配筋不协调,成为少筋混凝土结构。这种结构在破坏以前没有任何先兆,为脆性破坏。所以在此条件下不能称为高性能混凝土。
　　高弹性模量混凝土不是高性能混凝土。混凝土的高弹性模量,在进行预应力施工时,可能会减少预应力的损失,从而混凝土结构在受力方面更为有利。这往往造成一种错误的认识,若混凝土结构处于温度变化较大,特别是全天温度变化较大的环境中时,由于高弹性模量,造成的温度应力也更大。同理,在其他环境中因混凝土体积变化造成的应力也越大。因为混凝土早期的化学收缩、塑性收缩及失水收缩等,均会形成混凝土的拉应力,而此时弹性模量增长过快,弹性模量越高,拉应力相应也越大,此时混凝土的抗拉强度还很低,极易造成混凝土开裂。所以这也不能叫高性能混凝土。大流动度混凝土不是高性能混凝土。过大的流动性,甚至自密实性混凝土,可能过多地使用胶凝材料,这会使混凝土的长期性及耐久性性能降低。只有在某些特定的施工场合下,才用高流动度或自密实混凝土。比如钻孔灌注桩,由于桩孔中有泥浆护壁或深桩孔等等。
　　高密实度、低渗透性混凝土也不是高性能混凝土。一般的认为,混凝土越密实、低渗透性,从而外界的侵蚀性介质不易渗透进入混凝土中。因而,混凝土不易遭受侵蚀,其耐久性更好,这样的混凝土可以认为是高性能混凝土,但是过于密实的混凝土,内部水分迁移也很困难,极有可能在外部水介质或湿度发生变化时造成内部水分不均衡,从而产生应力,特别是会产生拉应力,使混凝土开裂。因此单纯强调混凝土的密实度、低渗透性,也不是高性能混凝土。
　　高性能混凝土为一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。是以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途的要求,对下列性能有重点的加以保证:耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。
　　只有恰当的结构设计及根据混凝土设计能够顺利施工,硬化后能抵抗环境破坏的并保持混凝土结构的可用性的混凝土才是高性能混凝土。
　　2.高性能混凝土的配制技术
　　根据设计使用年限、环境类别及作用等级、高性能混凝土耐久性指标,在选定高性能混凝土配合比时,必须试验的项目如表:
　　2.1 原材料选择
　　配制高性能混凝土,应选用良好的原材料,各原材料的要求如下:
　　水泥:水泥是混凝土的主要胶凝材料,当前多数使用强度等级为42.5及以上的普通水泥,混合材料为矿渣或粉煤灰。不宜使用早强水泥。
　　掺和料:主要有粉煤灰、矿粉、硅粉。其中,粉煤灰材料易得,价格低廉。性能稳定。应选用一、二级粉煤灰。
　　细骨料:宜选用河沙,中砂。经过试验也可以使用粗砂或细砂。含泥量小于1.0%,泥块含量小于0.5 %,其他有害物质限量必须符合有关技术标准要求。
　　粗骨料:粗骨料约占混凝土的5O ,其质量对高性能混凝土影响非常明显。应采用质地坚硬,其抗压强度大于混凝土强度的1.5倍,采用两级配掺和成连续粒级使用。外加剂:必须是通过铁道部产品质量检测中心检测认可公布的聚羧酸盐系高效减水剂。
　　水:饮用水即可。
　　2.2 配合比设计
　　高性能混凝土的配合比设计按普通混凝土配合比设计程序进行,同时应注意以下事宜:
　　试配强度的确定:其配制强度要有≥95%的保证率。要充分考虑现场施工条件同实验室标准条件配制出的强度差异。
　　水胶比:水胶比是决定混凝土强度的主要参数,应使用低的用水量和低的水胶比,这是高性能混凝土设计的一个重要原则。为了达到这一目的,必须使用高效减水剂。
　　水泥用量与粉煤灰用量:为提高混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性和抗裂性能,宜适量掺加优质的粉煤灰,其掺量应根据混凝土的性能通过试验确定。
　　砂率:一般高性能混凝土的砂率为33～44% ,大流动度自密实混凝土可高达45～50%。
　　胶骨比:高性能混凝土是胶凝材料多而骨料少,比一般普通混凝土平均提高约5O ,比基准也有所提高。
　　外加剂:应选用高性能复合外加剂,其掺量应根据减水要求,通过试验确定。
　　3.高性能混凝土的施工技术与现场管理
　　搅拌:施工中,要选用先进的搅拌设备,采用计算机管理,高性能混凝土的搅拌时间应比普通混凝土适当延长,不少于2min、也不大于3min。以搅拌均匀,色泽一致为准。
　　运输:运输宜采用混凝土输送车,运送到现场的混凝土不得发生漏浆,离析和分层现象。
　　浇筑:混凝土入模前,应测其温度、坍落度、含气量、水胶比、泌水率等工作性能。入模温度一般为5～300C为宜。浇筑应采用连续推移的方式进行,间歇时问不得超过90min;一次摊铺厚度不应大于600mm。同时取样做好检查试件(耐久性、同条件、标养),以测定其各项性能。
　　振捣:应根据结构特点,选择适宜的振捣方式和振捣设备。每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准,一般不超过30S。
　　养护:混凝土振捣、抹面后,应及时对暴露面进行紧密覆盖,尽量减少暴露时间,防止表面失水过快,出现裂纹。注意混凝土炎热季节和冬季施工的天气骤然变化,提前做好防风、防寒、保暖、降温措施。
　　施工后管理:混凝土施工完毕后,应及时做好强度统计及质量验评工作,并对混凝土施工质量管理、控制做出分析、评价,总结经验教训,不断提高施工管理水平。
　　4.结束语
　　随着经济和技术的进步,高性能混凝土在地铁工程中的应用将日益增多。但必须认识到高性能混凝土的应用,是集配制技术和施工管理水平于一体的全过程协作过程。在工程实际应用中,应注意高性能混凝土应用技术和管理经验的积累,稳步推进高性能混凝土在地铁工程中的应用。
　　
　　参考文献 :
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