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5063 高强混凝土

目前,我国尚无高强混凝土的明确定义,比较普遍的观点认为,从我国当前的设计施工技术水平出发,认为强度等级超过 C50 的混凝土称为高强混凝土是比较合适的,我们可以将不高于 C25 的混凝土称为低强混凝土,将 C30 ~ C50 的混凝土称为中强混凝土,而将 C80 以上的混凝土则称为超高强混凝土。
与普通中等强度的混凝土相比,使用高强混凝土具有以下优越性:
1 .可以有效地减轻结构自重在通常情况下,钢筋混凝土结构的自重为其有效荷载的 8 ~ 10 倍。当混凝土的强度提高时,结构自重必然降低。当混凝土的设计强度达到 1 000MPa 时,预应力钢筋混凝土与钢结构的比强度 ( 强度与重量的比值 ) 大致相等,自重也相接近。因而, 80 %~ 90 %的钢结构工程可以用预应力钢筋混凝土代替。
2 .可以提高混凝土的耐久性 混凝土内部结构得到改善,收缩减小,抗渗性能与抗冻性能提高',因而提高了混凝土的耐久性。
3 .截面减小高强可以使截面小,节省了材料和能耗,建筑物也能获得更大的使用空间。
混凝土的高强化和流态化是当代混凝土科学的发展方向。
由于混凝土的强度来自水泥浆的强度、水泥浆与骨料的界面黏结强度以及骨料的颗粒强度,因而在采用普通材料与常规工艺配制高强混凝土时,应特别注意以下几个方面:
一、原材料的质量控制
水泥宜优先用硅酸盐水泥,水泥用量不宜超过 55 ㎏ /m 3 。水泥必须经过质量复查试验,成批的水泥质量需均匀,不得使用含碱量高的水泥 (K 2 O+Na 2 O 量低于 0.6 %, C 3 A 量不超过 8 % ) 。
粗骨料宜用最大粒径不超过 25 ㎜ 的质地坚硬、吸水率低的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石。针片状颗粒含量不超过 3 %~ 5 %,含泥量低于 1 %。定期测定含水量。
细骨料宜用洁净的天然河砂、云母及黏土,杂质总含量不超过 2 %,必要时需清洗,定期测定含水量。
高效减水剂应符合《混凝土外加剂质量标准和试验方法》 (GB8076 — 87) ,并经过试验。外掺的活性矿物掺合料应符合有关的规定,并经过质量检验,并保证来料的均匀性。
各种材料不宜在露天堆放,并有严格的管理制度。
各种材料按重量计的允许偏差不应超出以下数值:水泥± 2 %;活性矿物掺合料± 1 %;粗、细骨料± 3 %;水、高效减水剂± 0.1 %。
二、搅拌
高强混凝土应采用强制式混凝土搅拌机拌制,搅拌时间可适当延长。同时对进料、贮存、计量、装料、搅拌各环节严格监督。
高强混凝土搅拌时,必须注意高效减水剂投入的时间,高效减水剂不能与干水泥接触,否则将使混凝土质量严重下降,宜在其他材料充分拌合后再加入高效减水剂。
搅拌时应准确控制用水量,应仔细测定砂石中的含水量,并从用水中扣除。
三、混凝土运输
在运输中高强混凝土的坍落度较普通混凝土损失大,因此,施工中应尽量缩短运输时间,以保证混凝土有较好的工作度。高强混凝土要加强对拌合物性能的现场测定。
拌合物中的空气含量, l 在运输中可能会增加,对于水灰比大于 0.35 的 60MPa 的混凝土,空气含量每增加 1 %,抗压强度约损失 5 %;对水灰比低的高强混凝土损失更多,如对 100MPa 左右的高强混凝土,空气含量每增加 1 %,强度损失可达 9 %。所以,在运输中要尽力避免含气量的变化,并且要进行必要的测试。
四、混凝土的振捣
高强混凝土宜用高频振动器振捣,振捣必须充分。对于使用高效减水剂,具有较大坍落度的高强混凝土,亦应充分振捣。
五、混凝土的养护
高强混凝土水灰比小、含水量少,所以养护好坏对混凝土强度的影响比普通混凝土大。应在浇筑后 8 h 内覆盖并浇水养护,或在其表面喷洒养护剂。养护时间应不少于 14 天。
高强混凝土由于水泥用量大,水化热多,水化热升温较多。除采用活性掺料压缩水泥用量以外,应避免在炎热条件下施工,或采取原材料的降温措施,加强养护也是避免产生温度裂缝的重要措施。
六、高强混凝土的泵送
高强混凝土中的粗骨料粒径小,水泥用量大,这对泵送施工有利,另一方面由于水泥用量大,水灰比小,黏度高,混凝土拌合物管壁阻力要大于普通混凝土的泵送。
影响高强混凝土泵送性能的因素是多方面的,如水泥品种及用量、混凝土配合比、高效减水剂的品种及掺量、外掺活性矿物掺合料的品种及数量、泵送工艺等。为了改善高强混凝土的泵送性能,可采用以下措施:
1 .通过掺加活性矿物掺合料,控制水泥用量,使其不大于 500 kg /m 3 。
2 .掺加水泥重量的 5 %~ 10 %的磨细粉煤灰,每掺 1kg 粉煤灰相当于 0.5kg 水泥,而且由于粉煤灰中含有一定数量的玻璃珠,可有利地改善混凝土的泵送性能、和易性,并减少泌水。
3 .选择适宜的外加剂,宜采用减水率高、有一定缓凝作用、有少量引气作用的复合型减水剂 ( 控制在 3 %左右 ) ,可以改善高强混凝土拌合物黏度过大且易发生板结现象的问题。
4 .适当控制砂率,砂率选择要兼顾强度、和易性和泵送施工要求。砂率过大,使骨料的表面积增大很多,为达到相同坍落度所需的用水量就增多,且硬化后会使混凝土的弹性模量降低较多。在满足泵送要求的前提下,砂率控制在 37 %以内。



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