C60混凝土于鋼板剪力墻之應(yīng)用分析

深圳市寶安區(qū)工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站 廣東深圳 518000

摘要：由于剪力墻對(duì)于建筑來說有著防止結(jié)構(gòu)剪切破壞的作用，十分重要，所以通過探索實(shí)驗(yàn)選擇最佳材料能有效地提高剪力墻的性能，對(duì)建筑來說也有著積極的意義。本文以某建筑項(xiàng)目為例，分析了其剪力墻對(duì)混凝土性能的要求，通過使用不同材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)篩選，制備出滿足該施工工程需要的高性能混凝土。使用結(jié)果說明該配比方法能使混凝土性能得到提升且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，值得人們參考借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼板剪力墻；混合砂；自收縮

鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)在我國(guó)已有著幾十年的發(fā)展歷史，其對(duì)比起混凝土剪力墻來說不僅可以節(jié)省更多的使用空間，還可以承受更大的風(fēng)荷載。但是在許多的建筑施工中，我們都發(fā)現(xiàn)鋼板剪力墻的混凝土施工經(jīng)常會(huì)發(fā)生許多的事故，對(duì)建筑施工造成了不良的影響，如果解決此類問題已經(jīng)成為了施工人員的當(dāng)務(wù)之急。下面就某施工項(xiàng)目對(duì)此進(jìn)行討論分析。

1試驗(yàn)方法

1.1.抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法

以28d齡期強(qiáng)度作為C60鋼板剪力墻混凝土的強(qiáng)度評(píng)定。

1.1.收縮性能試驗(yàn)方法

試件成型后立即帶模放入溫度（20±2）℃、濕度（60±5）%的室內(nèi)，混凝土初凝后開始測(cè)試收縮性能，早齡期即3d內(nèi)收縮性能測(cè)試采用非接觸式收縮儀進(jìn)行，長(zhǎng)齡期收縮采用接觸式法進(jìn)行測(cè)試，按以下齡期進(jìn)行收縮變形值的測(cè)量：3d、7d、14d、28d。

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1混合砂對(duì)C60鋼板剪力墻混凝土性能的影響

2.1.1混合砂性能試驗(yàn)

機(jī)制砂用字母“J”表示，天然河砂用字母“H”表示。對(duì)混合砂、河砂及當(dāng)?shù)貦C(jī)制砂進(jìn)行篩分試驗(yàn)。

由試驗(yàn)可知，機(jī)制砂級(jí)配較差，粒徑大于2.36mm的粗顆粒和粒徑小于0.3mm的細(xì)微顆粒含量較高，中間粒徑顆粒較少，其中大于2.36mm的顆粒超過Ⅱ區(qū)砂級(jí)配上限；河砂粒徑主要分布在0.15～4.75mm之間，小于0.15mm的細(xì)粉極少，故將機(jī)制砂和河砂按一定比例混合后級(jí)配效果優(yōu)于二者單獨(dú)使用時(shí)。當(dāng)J∶H=4∶6時(shí)，混合砂中4.75mm與2.36mm的累計(jì)篩余超過了Ⅱ區(qū)砂級(jí)配上限；當(dāng)J∶H=6∶4及J∶H=7∶3時(shí)，混合砂中4.75mm顆粒含量超過Ⅱ區(qū)砂級(jí)配上限，且石粉含量超過10%，對(duì)混凝土的工作性不利；當(dāng)機(jī)制砂和河砂按照5∶5混合時(shí)，砂粗細(xì)顆粒分布均勻，級(jí)配效果較好。優(yōu)良的級(jí)配可使砂達(dá)到最緊密堆積狀態(tài)，此時(shí)空隙率較小；同時(shí)，機(jī)制砂中適量石粉的存在更有利于砂達(dá)到最佳堆積狀態(tài)，降低空隙率，因此，采用一定比例的混合砂有利于混凝土工作性能的提高。

2.1.2混合砂對(duì)C60鋼板剪力墻混凝土工作性能的影響

通過混合砂級(jí)配試驗(yàn)可知，機(jī)制砂與天然河砂按照5∶5比例混合可以達(dá)到Ⅱ區(qū)砂的要求，為了研究混合砂對(duì)混凝土的性能的影響，將天然河砂、混合砂與機(jī)制砂進(jìn)行混凝土對(duì)比試驗(yàn)。三種不同細(xì)集料C60鋼板剪力墻混凝土配合比如表1所示。

表1 三種不同細(xì)集料C60鋼板剪力墻混凝土配合比

倒筒時(shí)間指用倒置的坍落度筒測(cè)定混凝土的排空時(shí)間，是用于檢驗(yàn)混凝土拌合物粘聚性的一種方法，可以作為評(píng)價(jià)混凝土工作性的一項(xiàng)指標(biāo)。

混合砂配制的C60鋼板剪力墻混凝土與河砂配制的C60鋼板剪力墻混凝土工作性能相當(dāng)，采用全機(jī)制砂配制的C60鋼板剪力墻混凝土工作性能相對(duì)較差，倒筒時(shí)間為11.1s，混凝土粘度較大，導(dǎo)致流動(dòng)性較差，出機(jī)坍落度/擴(kuò)展度僅為245/575mm。采用全機(jī)制砂制備的混凝土略有泌水，包裹性差，原因是機(jī)制砂級(jí)配差，石粉含量高，對(duì)水和外加劑吸附作用強(qiáng)，導(dǎo)致混凝土工作性能變差。

試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)J∶H為5∶5時(shí)，混凝土不泌水，和易性良好，與采用全河砂制備的混凝土差別不大，滿足施工要求。

2.1.3混合砂對(duì)C60鋼板剪力墻混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

三種不同細(xì)集料配制的C60鋼板剪力墻混凝土不同齡期抗壓強(qiáng)度：采用全河砂制備的C60鋼板剪力墻混凝土早期強(qiáng)度與后期強(qiáng)度均最小，3d強(qiáng)度為42.6MPa，28d強(qiáng)度為78.3MPa；采用全機(jī)制砂制備的C60鋼板剪力墻混凝土強(qiáng)度較采用全河砂制備的混凝土強(qiáng)度略高，其28d強(qiáng)度為80.8MPa；而采用J∶H為5∶5混合砂制備的C60鋼板剪力墻混凝土強(qiáng)度最高，3d強(qiáng)度較前兩者提高約5MPa左右，28d強(qiáng)度可達(dá)84.9MPa。

采用混合砂制備的混凝土強(qiáng)度在三者中最高。綜合考慮混凝土各方面的性能，采用機(jī)制砂與河砂比例為5∶5時(shí)，配制的C60鋼板剪力墻混凝土綜合性能較好。

2.2不同膠凝材料體系對(duì)C60鋼板剪力墻混凝土性能的影響

選擇不同的礦物摻合料，對(duì)C60鋼板剪力墻混凝土的膠凝材料體系進(jìn)行優(yōu)化，以提高混凝土各項(xiàng)性能。考慮水泥對(duì)混凝土水化熱及收縮的影響，膠凝材料總量控制在500kg/m3。不同膠凝材料體系C60鋼板剪力墻混凝土的配合比如表2所示。

表2 不同膠凝材料體系C60鋼板剪力墻混凝土配合比

摻有硅灰的膠凝材料體系無論是早期強(qiáng)度還是后期強(qiáng)度均比未摻硅灰的體系強(qiáng)度高，28d齡期抗壓強(qiáng)度提高13%以上；摻有礦粉的膠凝材料體系混凝土粘度較大，當(dāng)?shù)V粉摻量為膠凝材料總量20%時(shí)，混凝土的倒筒時(shí)間為10.7s，這是由于礦粉為磨細(xì)顆粒，不具有優(yōu)質(zhì)粉煤灰和硅灰那樣好的顆粒形狀，因而沒有潤(rùn)滑作用，對(duì)混凝土的工作性能不利；Ⅰ級(jí)粉煤灰的摻入有利于混凝土工作性能的改善，采用大摻量粉煤灰與硅灰復(fù)摻的方式有利于混凝土工作性能的改善及強(qiáng)度的提高。這是因?yàn)楣杌覍?duì)混凝土的影響表現(xiàn)在物理與化學(xué)作用兩個(gè)方面，由于硅灰的顆粒微細(xì)，比表面積大，在混凝土體系中起到超細(xì)填充料的作用；另一方面，硅灰具有高火山灰活性，并且在早期水化過程中起到晶核的作用，可以顯著提高混凝土的強(qiáng)度。同時(shí)粉煤灰也具有良好的微集料填充效應(yīng)及一定的減水效果，兩種摻合料的共同作用在混凝土的結(jié)構(gòu)形成過程中相互促進(jìn)和補(bǔ)充，使混凝土的結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，強(qiáng)度得到了一定提高。綜上可知，C60鋼板剪力墻混凝土的膠凝材料體系為“水泥+粉煤灰+硅灰”時(shí)較好。

2.3 C60鋼板剪力墻混凝土自收縮性能

混凝土收縮性能是影響其早期抗裂性能的重要參數(shù)，混凝土早期收縮越大，混凝土出現(xiàn)裂縫的可能性越大。對(duì)C60鋼板剪力墻混凝土收縮性能進(jìn)行測(cè)試，在保證膠凝材料總量不變的情況下，摻入6%的膨脹劑或礦粉等量取代粉煤灰進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，設(shè)計(jì)配合比見表3，初凝后（初凝時(shí)間8h）64h收縮性能見圖1，28d齡期收縮性能見圖2。

表 3 C60鋼板剪力墻混凝土自收縮試驗(yàn)設(shè)計(jì)配合比

圖1 初凝后64h自收縮曲線

圖2 28d齡期自收縮曲線

由圖1、圖2可知，C60鋼板剪力墻基準(zhǔn)混凝土在60h時(shí)的自收縮率為132×10-6，28d齡期的自收縮率為289×10-6；膨脹劑的摻入可以明顯抑制混凝土的自收縮，摻6%HCSA膨脹劑的混凝土早期膨脹較快，3d后減緩，養(yǎng)護(hù)60h和28d齡期的自收縮率分別為-206×10-6和-50×10-6，表明HCSA膨脹劑摻量為6%時(shí)，可保證混凝土28d基本不收縮。

摻入6%礦粉取代粉煤灰的混凝土，早期自收縮率較基準(zhǔn)混凝土的有所降低，60h的自收縮率降低約50%；而從28d齡期自收縮曲線來看，后期自收縮較基準(zhǔn)混凝土的大，28d齡期時(shí)其自收縮率為344×10-6。這是因?yàn)榈V粉具有一定的膠凝活性，但其本身的水硬性很弱，需要有堿或熱的激發(fā)，才表現(xiàn)出明顯的水硬性，礦粉的反應(yīng)是隨著水泥水化產(chǎn)物Ca（OH）2量的增加而加快的，礦粉的反應(yīng)又促進(jìn)水泥的進(jìn)一步水化，水化產(chǎn)物逐漸細(xì)化毛細(xì)孔，毛細(xì)管負(fù)壓作用也逐漸增強(qiáng)，因此，后期摻入礦粉的混凝土自收縮明顯增加。

3結(jié)語

由上文可見，當(dāng)我們按照5∶5的比例將機(jī)制砂和河砂進(jìn)行混合時(shí)，能制備出性能良好的C60鋼板剪力墻混凝土。此方法研制出的混凝土在各方面均達(dá)到了工程的設(shè)計(jì)要求，并且有著容易投入生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。在進(jìn)行建筑施工時(shí)，我們一定要努力探索更佳的建筑材料，以提高建筑的使用性能。

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