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利用陕西地区原材料研制C90高强高性能混凝土[日期：2012-05-28]来源：中国混凝土与水泥制品网作者：[字体：大中小]1、引言随着社会经济和生产力的高速发展带来物质文明高度发达混凝土已逐渐成为人类社会、经济、文化、生活的基础。混凝土是以水泥为主要胶凝材料的建筑材料水泥生产历来是一种污染源在其制造过程中原生资源耗量大废气、粉尘排放量大水泥的生产对环境的恶化已造成不可低估的影响。如何解决建设发展对混凝土的需求和环境保护需限制水泥生产的这对矛盾需要我们进行深入地思考。发展应用绿色混凝土将是解决这矛盾一个途径而高强高性能混凝土又是绿色混凝土发展的主要方向。这是由于高强高性能混凝土能有效地减轻结构自重这样就可大幅度减少水泥和混凝土用量增加建筑使用面积和缩短施工工期带来了明显的经济效益。高强高性能混凝土能大幅度地提高混凝土的耐久性降低建筑物的维修费用和增长使用寿命。同时应用高强高性能混凝土还能使工程的材料用量及建筑成本将大量减少生产、运输和施工能耗也将大量降低减小对环境的破坏。研究高强高性能混凝土技术途径就是要严格筛选控制原材料尽量降低混凝土内部的缺陷（如大孔、弱界面、弱体相等结构缺陷）。混凝土是非匀质材料硬化的混凝土由集料、水泥浆体和界面过渡区三个重要环节组成。这三个节环环相扣任何一个环节出现问题则必然影响混凝土的总体性能。2、原材料2.1水泥水泥是混凝土中最主要的胶凝材料选择优质的水泥对高强混凝土的配制非常重要。经过初期的筛选试验优选的冀东P.O52.5R水泥来配制C90高强高性能混凝土冀东P.O52.5R水泥28d抗压强度达到63.4MPa。2.2集料对集料总的要求是岩石强度尽量高、粒形和级配尽可能好集料与水泥浆体最好能产生化学或物理啮合。本试验采用陕西泾阳石灰石碎石粒径分别为0～5mm、5～20mm该产地岩石抗压强度在120～140MPa之间。细集料选用西安灞河的中砂细度模数2.6为Ⅱ区砂。2.3减水剂主要解决配制高强混凝土要求低水胶比、低用水量与工作性之间的矛盾。本试验中选择了SNF型萘系高效减水剂与XC型聚羧酸系高效减水剂减水率均在25%以上外加剂与水泥具有良好的适应性水泥浆体均无出现离析、泌水或闪凝现象。2.4膨胀剂加入混凝土中可改善混凝土内部的应力状态提高混凝土的抗裂能力；另一方面水化生成的钙矾石晶体能填充、堵塞混凝土的毛细孔改善混凝土的孔结构。本试验选用HCSA型膨胀剂。2.5矿物掺合料利用矿物掺合料的形态、微集料、火山灰活性三项效应使混凝土强度、密实度和工作性得到改进增加粒子密集堆积减低孔隙率改善孔结构对抵抗侵蚀和延缓性能退化等都有较大作用。试验中选用三种矿物掺合料：宝鸡二电厂Ⅰ级粉煤灰S95型矿渣粉埃肯硅灰。高强高性能混凝土是一种多组分复合材料各组分性能的叠加甚至超叠加效应表现得十分明显。因此选用两种或两种以上矿物掺合料和外加剂同时掺入混凝土可以进一步改进混凝土性能还可能取得某种特殊性能。3、实验内容3.1配合比设计在完成原材料筛选和性能检验基础上从水胶比、水泥用量、减水剂选择掺量、掺合料复掺比例、硅灰掺量等方面考虑进行了大量混凝土配制试验。配制混凝土时用水量根据混凝土拌合性能来确定要达到泵送要求。表3.1选取部分代表性数据进行说明。表3.1C90高强高性能混凝土配合比编号水胶比水水泥砂石粉煤灰矿渣粉硅灰膨胀剂聚羧酸/萘系*K-30.24136.7385646114911055/23.17.15K-40.25143.3385646114911055/23.117.2*K-120.22140450754999150//278.15K-140.23145.34507549996090/278.15K-150.23146.7450754999/150/278.15K-210.2214045070110529060/276.27K-23-10.21140480700/10509060308.58K-23-20.19127.5480700/105090603025.74K-250.211424807001050906012.9308.58K-280.211524807001050906054.8308.58注：①“/”表示该掺量为零；②表中将膨胀剂归入胶凝材料组分计算；③“*”代表掺的是萘系高效减水剂同一列内其余的都是掺聚羧酸高效减水剂。3.2混凝土耐久性混凝土结构耐久性是基于材料耐久性的进一步深化。混凝土结构在自然环境和使用条件下随着时间的推移材料逐渐老化和结构性能不断劣化出现损伤甚至损坏继而影响建筑结构的使用功能和承载力下降最终影响整个结构的安全。课题组在混凝土配制强度达到C90基础上进行了大量耐久性试验研究（抗冻性、