對低水化熱高抗?jié)B性高性能混凝土的分析

王 濤 劉繼濤 邵 琦 王 婷

（新疆研科節(jié)能科技有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

所謂的低水化熱高滲性高性能混凝土相較于普通混凝土配置方式，其用料不僅局限于傳統(tǒng)的水泥和砂石，還在其中放置了大量的超細磷渣粉以及粉煤灰，以此來形成鑲嵌效應(yīng)，混凝土的密度也因此大大提升，并且在混凝土中加入粉煤灰，可以強化混凝土的抗?jié)B效果，這種抗?jié)B性能強的混凝土被廣泛應(yīng)用于高層建筑頂部澆筑施工，并取得了良好的效果。

1 低水化熱高抗?jié)B性高性能混凝土概述

在上世紀90 年代，國外發(fā)達國家為滿足建筑施工的需要，對混凝土進行了研究，并將研究成果命名為高性能混凝土。高性能混凝土相較于普通混凝土，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐用性、應(yīng)用性和力學(xué)性能尤為突出[1]。在應(yīng)用普通混凝土進行施工時，水泥會釋放大量的熱能，再加之混凝土不具備均勻的散熱結(jié)構(gòu)，很容易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部性質(zhì)發(fā)生改變，從而對原有結(jié)構(gòu)造成影響。而利用磷渣粉和粉煤灰代替水泥作為混凝土的主要原材料，則可以有效降低混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的水化熱溫度。

2 低水化熱高抗?jié)B性高性能混凝土的分析

2.1 中試試驗

為了進一步分析低水化熱高抗?jié)B性高性能混凝土的效果，可以通過試驗的方式，對其參數(shù)進行明確，并對其性能進行模擬檢驗[2]。首先，在應(yīng)用高性能混凝土施工之前，需要進行中試試驗，選擇的試驗對象為立方體混凝土，其尺寸為1.3×1.3×8m3。本次試驗所澆筑的混凝土一部分在地下，其深度為3m,而另一部分在地上，高度為5m，并且周圍都有模板保護溫度，盡可能還原出混凝土絕熱溫升的現(xiàn)象。

由于澆筑對象，其中一小部分位于地下，而另一部分位于地表，為模擬真實的澆筑施工情況，試驗人員在建設(shè)模型時，需要考慮第三類邊界條件，這里的條件是指混凝土表面與空氣接觸后，會產(chǎn)生熱對流效應(yīng)，同時還要考慮地基內(nèi)固體材料與混凝土之間的熱量交換。

2.2 溫度分析

為了明確水泥使用量對于混凝土溫度的影響，試驗人員需要選擇兩個樣品，第一個樣品為水泥使用量極低的混凝土，另一個樣品為市面上常見的混凝土，在選擇樣品后對其進行模擬分析，這兩種混凝土配合比如表1 所示。

根據(jù)表1 中的數(shù)據(jù)可以看出，第一種混凝土樣品使用了大量的粉煤灰和磷渣粉代替水泥，致使混凝土的水化放熱量大大下降，其放熱速率也隨之降低，從而確保了混凝土的施工質(zhì)量。

表1 試驗樣品混凝土配合比

3 混凝土耐久性分析

3.1 電通量試驗

由上述可知在普通混凝土中加入大量磷渣粉和粉煤灰，可以使優(yōu)勢互補性得到充分的實現(xiàn)，粉煤灰和磷渣粉可以彌補水泥與砂石間的縫隙，起到消除縫隙的作用，不僅可以降低水泥的使用量，混凝土的密度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也會因此而提升。此外，這種混合混凝土?xí)趦?nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，繼而生成水化硅酸鈣，這種化學(xué)物質(zhì)可以有效改善混凝土微觀結(jié)構(gòu)的性能，尤其是水泥和骨料連接面的性能。

混凝土耐久性和滲透性具有十分緊密的關(guān)系，對于混凝土來說，其防水性能十分顯著，使用普通的透水法，無法有效得到檢測結(jié)果，因此，需要對其進行電通量試驗，以此來檢驗混凝土的性能。

3.2 試驗結(jié)果分析

如果混凝土對氯離子的抵抗能力較強，則證明混凝土具有較強的抗?jié)B性，其中氯離子擴散系數(shù)和電通量是體現(xiàn)混凝土抗?jié)B性能的主要因素。分析試驗結(jié)果可知，如果混凝土內(nèi)部存在大量的粉煤灰和磷渣粉，則會在混凝土內(nèi)部形成鑲嵌效應(yīng)，彌補混凝土內(nèi)部的縫隙，使混凝土的密度得到有效提升，再加之粉煤灰和磷渣粉具有相對惰性，這種特性的存在促使其代替水泥成為了可能，混凝土的水化反應(yīng)能力會得到有效提升；另一方面，磷渣粉和粉煤灰組成的超細粉，在水化反應(yīng)初期，會發(fā)揮緩凝功能，促使混凝土在逐漸凝固的過程中，溫度應(yīng)力不會變化過大，混凝土固有的裂縫問題也因此得到解決[3]。此外，早期的磷渣粉細料表面活性相對較低，二次水化反應(yīng)是提高其活性的主要方式，因此，這種材料的活性會在后期實現(xiàn)快速增長。

從試驗得到的數(shù)據(jù)來看，這種摻磷渣粉和粉煤灰的高性能混凝土同普通混凝土相比，電通量低149C，繼而證明了這種摻細料混凝土具有更強抗?jié)B性和耐久性。

3.3 試驗結(jié)論

通過上述試驗，可以得試驗結(jié)論是：將磷渣粉和粉煤灰等細料摻入混凝土中，混凝土的抗?jié)B性會得到提升。并且這種摻料的使用，可以降低水泥用量，致使混凝土水化放熱總量實現(xiàn)降低；通過對配合比不同的混凝土進行模擬試驗，其結(jié)果表明摻加磷渣粉和粉煤灰數(shù)量較多的混凝土，其水化熱溫度較低，降幅可達6%左右。

4 結(jié)語

綜上所述，為進一步明確低水化熱高抗?jié)B性高性能混凝土的各項參數(shù)，本文通過進行各項試驗，分別對其溫度、抗?jié)B性和耐久性進行了分析。試驗結(jié)果表明，在混凝土中摻入磷渣粉和粉煤灰等細料，可以彌補水泥與骨料連接面的縫隙，混凝土的抗熱性和耐久性會得到提升，并且，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生水化硅酸鈣，這種物質(zhì)能夠有效改善混凝土內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，有利于提高混凝土的性能。