C100超高强高性能混凝土技术研究-中国期刊网

C100超高强高性能混凝土技术研究

李琪

临沂市政集团有限公司山东临沂 276000

摘要：通过充分利用高性能减水剂和多组分复合料的超叠加效应,对骨料和配合比重要参数的优化和优选,配制出强度满足要求的C100混凝土,并对其综合性能进行了研究,表明该C100混凝土工作性能优异、耐久性能良好,达到高性能混凝土要求。

关键词：C100高性能混凝土；制备技术；研究

引言

如今，高强高性能混凝土得到越来越多的应用。为适应建筑需求，混凝土科学技术水平不断提高，C60—C70混凝土已经成为通用混凝土，许多结构开始使用C100及更高强度等级的混凝土，因此研究开发C100混凝土具有重要意义。

1配制C100高强高性能混凝土研究的主要关键因素

低水胶比所需的优质原材料如下：

水泥:选用P.O52.5中联水泥;

外加剂:选择高性能外加剂的标准以达到减水率高、分散性好，满足混凝土和易性好且具有3h以上保塑功能;

矿渣粉:主要作用是改善混凝土的工作性，故选择矿渣粉应以碱性为好;

粉煤灰:选用SiO2和Al2O3含量高的粉煤灰，使其活性指数、颗粒填充效应发挥更佳;

硅灰:选用硅灰颗粒细小、比表面积大、SiO2含量高，具有较高的火山灰活性者;

粗集料:选择高强、致密、级配合理、粒型良好、粒径不大于20mm、质地均匀坚固的洁净碎石。

2C100强度试配

多组分矿物掺合料合理组合匹配，以提升水泥石及其与集料的界面强度。多组分矿物掺合具有特殊的技术效应，可用以下两个方面反映复合组分对混凝土性能的贡献。一是通过对混凝土单位用水量的影响来体现复合组分的作用。当混凝土用水量确定时，除外加剂能降低单位用水量，合理匹配的复合矿物掺合料也具有较强的减水作用。它可以使混凝土单位用水量进一步减水，水胶比进一步降低。二是通过强度贡献来反映复合掺合料的作用。以下试验使用超细磨矿粉(矿粉的比表面积800m²/kg)。

2.1不同水胶比的混凝土拌合物性能与强度

不同水胶比的混凝土配合比见表1，不同水胶比的混凝土拌合物性能与强度见表2。

表1不同水胶比的混凝土配合比

原材料单方用量/(kg/m³)	水泥	矿粉S105	硅灰	天然砂	10-20碎石	5-10碎石	外加剂	单位用水量
A1	500	60	40	650	1000	100	15.6	120
A2	500	60	40	650	1000	100	15.0	126
A3	500	60	40	650	1000	100	14.4	132
A4	500	60	40	650	1000	100	13.8	138
A5	500	60	40	650	1000	100	13.2	144

表2不同水胶比的混凝土拌合物性能与强度

试验编号	水胶比	倒坍时间/s	出机坍落度/mm	倒坍扩展度/mm	3d强度	7d强度	28d强度	60d强度
A1	0.20	30	240/660	620	84.8	97.8	112.5	114.5
A2	0.21	25	240/640	600	82.0	93.9	111.5	114.6
A3	0.22	16	240/660	640	78.5	95.8	109.0	115.5
A4	0.23	15	240/700	660	75.9	93.1	110.3	112.4
A5	0.24	14	240/700	650	83.3	93.2	105.5	110.0

2.2不同矿粉掺量的混凝土拌合物性能与强度

不同矿粉掺量的混凝土配合比见表3，不同矿粉掺量的混凝土拌合物性能与强度见表4。

表3不同矿粉掺量的混凝土配合比

原材料单方用量/(kg/m³)	水泥	矿粉S105	硅灰	天然砂	10-20碎石	5-10碎石	外加剂	单位用水量
B1	500	40	40	650	1000	100	14.4	132
B2	500	60	40	650	1000	100	14.4	132
B3	500	80	40	650	1000	100	14.4	132

表4不同矿粉掺量的混凝土拌合物性能与强度

试验编号	水胶比	倒坍时间/s	出机坍落度/mm	倒坍扩展度/mm	3d强度	7d强度	28d强度	60d强度
B1	0.22	18	240/660	640	85.9	98.6	105.1	110.5
B2	0.22	17	240/640	640	84.8	100.5	112.5	113.2
B3	0.22	15	240/680	650	86.1	98.6	107	118.6

根据上述影响和配制试验结果看:

(1)采用水胶比0.22～0.23所配制的28d抗压强度均可达到所要求的配制强度，且水胶比在0.22以下坍落度时间容易过长。

(2)进行3、7、14、28、60d抗压强度试验，其强度发展规律为:混凝土在14d前强度增长迅速，14～28d增长缓慢。

3C100混凝土配合比

C100混凝土配合比见表5。

表5C100混凝土配合比

水胶比	用水量	水泥	矿粉	硅灰	砂	10-20碎石	5-10碎石	外加剂
0.22	132	500	60	40	650	1000	100	14.4

4C100高强高性能混凝土试生产

4.1拌合物性能

拌合物性能见表6。

表6拌合物性能

混凝土强度等级	坍落度				扩展度	倒坍时间/s
混凝土强度等级	出机	1h	2h	3h	扩展度	倒坍时间/s
C100	230/660	230/660	230/640	210/600	640	17

4.2混凝土力学性能

C100混凝土运输到施工现场后，同时留置了3、7、28、60d边长150mm×150mm×150mm立方体试件。28d分送法定检测机构进行抗压强度检测，自留试件进行不同龄期的试压。根据检测报告提供的28d抗压强度，数据进行统计分析评定。

5混凝土耐久性试验

5.1混凝土早期收缩试验曲线

混凝土早期收缩试验曲线见图1。

图1混凝土早期收缩试验曲线图

本试验对混凝土自初凝开始进行收缩变形测试——非接触法测试收缩形变。本试验方法的测试数据采用计算机自动采集处理。

5.2抗渗性能

为验证C100混凝土的抗渗性能，按照标准试验方法进行试验抗渗等级达到P20时，渗水高度为5～10mm。

5.3混凝土抗氯离子渗透

采用电通量法，C100混凝土实测电通量为68C。

5.4混凝土碳化性能

C100混凝土碳化实测值见表7。

表7C100混凝土碳化实测值

碳化龄期/d	3	7	14	28
碳化深度/mm	0.0	0.0	0.2	0.5

5.5混凝土抗冻性能

抗冻性能试验:采用快冻法，抗冻融试验箱符合《混凝土抗冻试验设备(JG/T243—2009)》规定，C100混凝土不同循环次数的质量损失率和相对动弹性模量实测值见表9。

表9C100混凝土质量损失率和相对动弹性模量实测值

循环次数	质量损失率/%	相对动弹性模量/%
200	1.5	80.1
300	2.0	73.6
350	2.3	65.7

6结束语

(1)C100高强高性能混凝土的配制要注重胶凝材料的合理组成和匹配，使胶凝材料得以连续微级配，以提升胶凝体系的界面粘结能力，调动水泥、活性矿物掺合料和混凝土外加剂的协同作用。

(2)采用P.O52.5水泥可以配制C100高强、高性能混凝土，所用粗集料必须选用粒形好、针片状含量少、压碎指标小于5%、粒径不大于20mm的洁净碎石。

(3)不同养护条件对C100高强高性能混凝土的养护影响显著，试件最好采用水中养护。

(4)要重视C100高强高性能混凝土的强度检验评定和耐久性能的评定是否符合设计规定和相关要求。

参考文献：

[1]王成启,刘思楠.C100超高强高性能混凝土配制技术的试验研究[J].新型建筑材料,2018,45(09):52-55.

[2]李新刚, C100高性能山砂混凝土配制及331米超高泵送技术. 贵州省,贵州中建建筑科研设计院有限公司,2018-06-13.

[3]秦廉,邓平,沈俊,吴姝娴,林佳伟,钱君,胡国恩.C100高强高性能混凝土预制构件制备关键技术研究[J].新型建筑材料,2018,45(01):72-76.

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