高强流态混凝土的研究与工程应用

　　磨细矿渣硅灰加之我国地域广阔、各地原材料及施工管理水平相差很大，很多问题需要从理论和实践上进行不断研究。

　　二工程概况燕都大酒店是河北省重点工程，该工程结构设计跨度大，混凝土强度等级高，基础以上至+47.60m以下梁、板、柱混凝土强度均为C60，各楼层后浇带混凝土强度设计等级为C65，整个工程C60混凝土用量超过3万m3.地下部分工程中C60钢筋混凝土柱由于设计承重较大，设计钢筋绑扎密集，且按照施工组织要求，采用定型柱模，柱子模板一次支成，中间不留施工洞口，因而要求C60级新拌混凝土具有很好的和易性和自密实性。施工时采用国产“中联牌”

　　混凝土输送泵进行混凝土泵送施工，要求C60级新拌混凝土具有很好流动性和流动性保持能力，在90min内混凝土塌落度基本上不损失。为保证C60高强大流态混凝土施工的顺利进行，中建一局六公司与武汉工业大学北京研究生部联合成立了高性能混凝土课题研究组，结合石家庄地区原材料特点及施工管理水平，进行了大量。

　　试验结果与讨论水泥作为胶结材料，由于其化学和矿物成分不同，对于混凝土硬化前的可施工性和硬化后的物理力学性能及耐久性有重要影响。所以，水泥质量的好坏是决定混凝土能否达到高强、高性能的关键。冀东525普通硅酸盐水泥是北方地区在配制高强混凝土时经常采用的质量较好的水泥，用它配制C60级大流态混凝土质量较易控制和保证。但由于价格较贵和运输问题，施工单位希望采用本地的邯郸水泥厂的525普通硅酸盐水泥，或石家庄市水泥厂产普通525硅酸盐水泥。

　　从配制高性能混凝土角度选用水泥，除要求水泥具有较高的胶砂强度以外，更重要的是要求水泥矿物组成中C3A和C4AF含量不能太高，碱含量要尽量低。上述几种水泥配制混凝土试验结果如表4.结果表明，3种水泥强度指标都能满足要求，同样条件下C3表现出更好的工作性。

　　表4不同水泥配制；' 1凝土的工作性：印抗压强度水泥配合比塌落度工作性抗压强度（MPa）品种好较好好表5新拌混凝土的塌落度经时损失序新拌混凝土和易性和塌落度损失泵送混凝土的塌落度损失问题是一直困扰工程施工的重要问题。目前，虽然有一些措施控制新拌混凝土的塌落度损失，但由于我国水泥品种复杂，加上不同厂家的水泥的化学和矿物组成有较大区别，还没有一个统一有效的方法解决各种塌落度损失问题。采用高效减水剂与缓凝剂复合是实用可行的控制塌落度方法，选择适当缓凝剂的品种与掺量是解决问题的关键。选择缓凝剂的类型应以水泥的矿物成分和石膏的性质为依据。

　　我们通过选择合适缩合度的减水组分与特殊的缓凝组分，并采用了优质掺和料，有效地控制的塌落的损失。部分试验结果如表5.燕都大酒店工程混凝土泵送全部采用国产中联牌泵，C60混凝土泵送施工正值炎热夏季，没有出现过因混凝土塌落度损失快堵泵现象，有时，混凝土出机后3个小时入泵，仍能顺利泵送。

　　泵送过程中，混凝土混合物均匀稳定、流动性好，无离析分层现象，大泵送压力不超过20― 21Mpa左右。从现场泵送效果来看，C60混凝土完全可以用国产输送泵进行泵送。

　　另一个工程中可能完全不适用。综合我国经常采用的高强、高性能混凝土设计方法和ACI提出的高强混凝土设计方法，在设计高性能混凝土时，以下几点引起注意和进一步研究。

　　（1）以假定容重法设计高性能混凝土配合比时，应反向计算各组分材料的体积之和（包括含空气体积）是否为lm3，如超出或不足应加以修正。

　　特别是在采用掺合料（粉煤灰、矿渣和硅灰）等取代水泥后，由于掺和量的比重与水泥不同，取代后胶结材的体积发生变化，此时，应根据胶结材体积之变化调整砂子用量以保持总体积不变。

　　3.高性能混凝土配合比设计问题近几年大流态高强混凝土的研究不断深入，应用范围逐渐扩大，C50、C60级大流态高强混凝土的配合比己不是神秘的技术。在有关高强混凝土的中，多数是在试验基础上提出高强混凝土的配合比设计原则和各种原材料的用量范围，还没有一种统一的适用于各种材料的方法。一个设计合理使用效果也好的配合比在另一个地区或表6单方混凝土材料体积序号单方材料体积400L），新拌混凝土虽流动性好，但易产生离析，硬化混凝土体积变形大；水泥浆体积过小C<310L）造成新拌混凝土和易性变差。表5中混凝土配比用体积表示时见表6，水泥浆体积Vp =Vc+VFA+Vsg+Vsf+Va，砂刑寤m=Vp+Vs石子空隙体积Vk=Gx（l―Yg/dg）/Yg.砂浆拨开系数K=Vm/Vk.水泥浆体积约为350L，石子拨开系数在1.51.8之间，与美国P.K.Mehta教授提出的水泥浆与骨料体积比应为35：表7盐对砂浆强度的影响编号灰砂比水灰比外加剂掺量，相对强度，F-l1：2.50.48画100F-21：表8掺高强混凝土用防冻剂的混凝土强度（-10编别。考虑到砂石内部的水分对新拌混凝土的流动性无任何贡献，所以，扣除砂石含水时应只扣除其饱和面干以外的含水。实际上，美国、日本等国家的混凝土配合比设计都是以饱和面干状态为准。两种扣除拌和水的方法的结果使水灰比相差0.02-0.04之多，对低水灰比（切。35）混凝土而言，这对流动性和强度的影响都是不可忽略的。

　　4.高性能混凝土冬季施工用防冻剂高强流态混凝土在冬季施工时应如何考虑防止冻害，保证混凝土质量是个新问题。高强混凝土的特点是早强、高强，常温下C60级混凝土3天强度可达4060MPa，而且新拌混凝土的水灰比低，游离水分少，不象普通混凝土那样容易受到冻害，因此，普通混凝土用防冻剂不宜用于高强混凝土。

　　常用混凝土防冻剂（防冻泵送剂）含有较多盐，如亚硝酸钠、硫酸钠等，这些盐在防止新拌混凝土受到冻害的同时，也将碱带入混凝土中，容易引起碱集料反应。另外，作为防冻组分的盐对混凝土的后期强度有不利影响，盐越多后期强度下降约大，见表7.在燕都大酒店C60混凝土冬季施工中，使用的防冻泵送剂中只有适量的防冻组分，保证了混凝土冬季施工质量，又保证高强混凝土后期强度正常发展，也消除了发生碱集反应的隐患。结果见表8.结论针对燕都大酒店高强高性能混凝土试验研究结果与工程实践表明，石家庄地区的原句：料完全可以配制出质量稳定的C60级高强流态混凝土。消除了设计、施工单位对C60大流动性混凝土使用的疑虑，为今后本地区使用高强流态混凝土起到模范和促进作用。

　　燕都大酒店工程C60级高强、高性能混凝土成功地应用在结构的柱、梁、楼板、墙板，突破了以前高强混凝土用于梁、柱等小截面构件的局限，表明C60级高强流态混凝土能够在结构上广泛使用。

　　采用优质粉煤灰、磨细矿渣或硅灰配制高性能混凝土，有利于新拌混凝土的和易性，容易控制混凝土的塌落度损失，改善硬化混凝土的体积稳定性。冬季施工应采用高强混凝土专用防冻泵送剂。

　　高强高性能混凝土的施工必须有一套严格完整的质量保质体系。首次使用C60级大流动性混凝土的施工单位好与有关科研单位合作以保质施工质量。