C70高性能混凝土配合比設(shè)計

劉在龍，孫建智，曹先廣

（1. 山東華森建材集團有限公司，山東 濟南 250000；2. 山東鼎成建材科技有限公司，山東 濟南 250001）

0 前言

隨著我國改革開放和現(xiàn)代化建設(shè)規(guī)模日益增大，高性能混凝土也得到了廣泛應(yīng)用。高性能混凝土組分較普通混凝土復(fù)雜，其技術(shù)途徑也多種多樣，目前高性能混凝土技術(shù)在國際上已經(jīng)比較成熟，在我國一些城市也有比較成熟的應(yīng)用。像濟南這種城市也開始向高層化大型化方向發(fā)展，高性能混凝土也開始廣泛的應(yīng)用，但使用還存在很多不足，在原材料控制、配合比設(shè)計、施工養(yǎng)護等諸多環(huán)節(jié)都還不夠完善。

本文根據(jù)濟南本地原材料的實際情況，通過大量試驗對 C70 高性能混凝土進行研究論證，確定一個良好的配合比。

1 原材料選擇與控制

1.1 水泥

高性能混凝土對水泥的要求尤為重要，需要考慮水灰比對強度的影響，外加劑對水泥的適應(yīng)性，還要注意水泥的水化熱和放熱速度等因素，當然水泥強度也要符合要求。本次采用山水 P·I52.5 水泥。其物理性能見表1，化學(xué)成分見表2。

表1 水泥的物理性能

1.2 礦物摻合料

礦物摻合料是高性能混凝土的必要組分，它能有效改善高性能混凝土的施工性能，也提高了混凝土密實度和可泵性；同時由于替代了部分水泥，能有效降低新拌混凝土的溫升，并降低了成本。

1.2.1 硅灰

平均粒徑 0.1～0.3μm，比表面積為 20000～28000m2/kg。硅灰能夠填充水泥顆粒間的孔隙，同時與水泥水化產(chǎn)物接觸生成 C-S-H 凝膠，顯著改善混凝土的粘聚性和泌水率，是高強度混凝土的必備成分。硅灰的化學(xué)成分見表2，物理性能見表3。

1.2.2 礦渣粉

礦渣粉能填充一般細骨料和水泥等膠凝材料的物理級配，改善混凝土的工作性，并與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)生成水化硅酸鈣凝膠，提高混凝土的抗壓強度和耐久性能。本文采用濟南魯新 S95 級礦渣粉，其化學(xué)成分見表2，礦渣粉的物理性能見表4。

表2 水泥、硅灰和礦渣粉的化學(xué)成分 %

表3 硅灰的物理指標

表4 礦渣粉的物理性能 %

1.3 骨料

粗骨料對混凝土的抗壓強度及耐久性能起著重要作用，而良好級配的細骨料對混凝土的工作性、耐久性有著較大的影響。含泥量是砂石材料的一個重要指標，含泥量過大會降低混凝土的工作性能、強度、耐久性。本文采用濟南張廣河機制砂，亞甲藍 MB=0.75，細度模數(shù)為 2.8，Ⅱ級中砂，石粉含量 7%；粗骨料采用濟南港溝5～25mm 碎石，連續(xù)級配，含泥量為 0.6%，壓碎指標值為 3.7%。

表5 C70 高性能混凝土試驗方案和試驗結(jié)果

1.4 外加劑

高效外加劑對改善混凝土的工作性能有著重大作用，能有效減少單位用水量，改善混凝土拌合物的流動性，避免拌合物產(chǎn)生泌水離析現(xiàn)象，或者降低單位水泥用量，節(jié)約水泥。采用蘇博特聚羧酸超高效泵送劑，減水率為 35%，摻量為 2.5%～3.0%， 7d 抗壓強度比145%，28d 抗壓強度比 135%。

1.5 水

飲用水。

2 C70 高性能混凝土配合比設(shè)計

2.1 高性能混凝土配合比中參數(shù)確定

（1）雙摻技術(shù)即礦物摻合料與高效外加劑同時配合使用。

（2）合理的砂率可使水泥礦物摻合料達到最佳級配，使混凝土更加密實，從而提高混凝土強度。

（3）水膠比控制在0.3～0.35，初始坍落度220～240mm，1h 后坍落度≥200mm，初始擴展度≥600mm，1h 后擴展度≥500mm。

2.2 C70 高性能混凝土試配

試驗方案和試驗結(jié)果見表5，砂率取 45%。表5 結(jié)論：

（1）水泥和膠凝材料總量固定時，隨硅灰摻量的提高混凝土抗壓強度也升高。

（2）膠凝材料總量不變時，礦渣粉摻量多的混凝土坍落度大，1h 經(jīng)時損失小。

通過比對表5 試驗結(jié)果與 C70 高性能混凝土對工作性、抗壓強度的要求，最終選取第 4 組試樣的配合比為最佳配合比。

3 C70 高性能混凝土配合比驗證

使用最佳混凝土配合比進行生產(chǎn)驗證，驗證 5 次，并對每次混凝土拌合物進行坍落度、擴展度、1h 經(jīng)時坍落度及擴展度損失測試，以及驗證混凝土各齡期的抗壓強度。生產(chǎn)驗證測試結(jié)果見表6。由表6 可以看出，各批次數(shù)據(jù)均達到理論要求，且離散性較小，因此此配合比可以確定為施工配合比用于實際生產(chǎn)。

表6 混凝土最佳配合比生產(chǎn)驗證測試結(jié)果

4 結(jié)論

（1）要嚴格篩選原材料，確保原材料全部合格。

（2）嚴格控制用水量，保證水膠比、坍落度、擴展度等達到 C70 高性能混凝土的技術(shù)要求。

（3） “雙摻”技術(shù)的使用既可以降低單位水泥用量，改善混凝土的工作性，還可以改善混凝土的后期收縮，減少開裂。

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