C60高性能预拌混凝土的生产及应用

水泥 2005-06-28

摘　要：介绍了C60高性能预拌混凝土的研制及生产应用的过程与方法，对材料的性能、搅拌工艺进行了深入分析，为生产高强高性能混凝土提供了详细的思路。
关键词：预拌混凝土，双掺，养护

引言
双掺技术加二次投料是近几年混凝土应用技术的一大进步，自从国家建设部推广预拌混凝土以来，混凝土的应用技术有了长足的发展，应用P·O42.5水泥，掺入高效减水剂和超细矿粉，从混凝土的亚微观入手，对投料顺序加以改进，用太原当地的地方材料，完全能配出高强、高工作性、高耐久性、低成本的高性能混凝土来。

    1 　原材料选择
    1. 1 　水泥
    选择的是：邯郸水泥厂生产的矿行牌R·O42.5水泥和太原狮头牌P·O42.5水泥。
    根据GB21997规定，其两种牌号的水泥各项检测结果均符合P·O42.5水泥的要求。

    1. 2 　粗骨料
    为了满足C60混凝土的强度和泵送需要，选择太原市北郊的河卵石，经过锤式破碎机的破碎和筛洗，加工成颗粒为5mm～20mm的连续级配的碎卵石。该碎卵石属于石灰岩，母材的颗粒坚硬，含软弱颗粒极少。取有代表性的母材加工成边长50mm的立方体试件，试压的强度在88 MPa～127 MPa ，能够满足C60对骨料的要求。

    根据JGJ53292规定，该碎卵石各项检测结果均合格，其颗粒级配属于5mm～20mm连续级配。

1. 3 　细骨料(砂子)
砂子选择的是忻州的豆罗砂和呼延产的水洗汾河砂，这两种砂子都是含泥量较大，不能直接用来配制C60 高强混凝土，都需要进行水洗处理。水洗后豆罗砂含泥量达到1.9% ，汾河砂含泥量2.7% ，坚固性：豆罗砂7%，汾河砂6.7% ，豆罗砂是由砂岩冲刷形成，汾河砂主要由石灰冲刷岩为最好，有关资料介绍说：用各种岩石配制的混凝土属石灰岩最好，所以得出结论，配制高强混凝土，汾河水洗砂比豆罗砂要好，因豆罗砂含SiO₂为90.5%～94.5% ，而汾河水洗砂含SiO₂只达49.5%～60%，所以汾河水洗砂更适合于配制高强混凝土。

根据JGJ52292规定，该两种砂各项检测结果，符合C60混凝土要求，细度模数属于中砂，筛分级配结果在Ⅱ区。

1. 4 　超细矿粉
超细矿粉是配制高性能混凝土的重要材料，在双掺应用技术中是混凝土必用材料中的第六组份，更充分的说，没有超细粉就不可能配出混凝土强度高于水泥强度成倍增长的高强混凝土来。

选择超细粉的条件是：1) 火山灰活性指数要高；2) 需水量小；3) 细度按比表面积要求不小于600m²/kg。这三项是检验超细矿粉的基本条件。另外需增加一条，即混凝土的后期强度有一定量的增长性。按照上述条件选择了山西文水县和天津豹鸣公司的矿粉。

两家的矿粉化学成分基本一致，开始试验在混凝土内天津加豹鸣的矿粉，前期强度比山西文水的强度要高10%左右，所以在施工中选用了天津豹鸣公司的超细矿粉，等到后期强度出来发现山西文水县的超细矿粉，后期强度增长潜力比较大，后来又采用了山西文水的超细矿粉。

1. 5 　混凝土外加剂
选择外加剂的准则是：1) 减水率高，大于28%；2) 适应于所用水泥，混凝土的可操作性(泵送性，流动度等) 要好；3) 混凝土拌合物的经时坍损要小，1.5h坍损不大于20mm；4) 耐久性要牢。

按照这四条要求，在常温下施工，选择河北正定外加剂厂生产的高浓SPA高效减水剂和太原市三元外加剂厂生产的SDF21树脂型高效减水剂复合使用。

1. 6 　拌合用水
使用太原狮头水泥公司企峰分公司的地下深井水，各项指标均满足JGJ63289混凝土拌合用水标准要求。

2 　C60高强混凝土的配合比试配
通过试配筛选，选定了两个配合比，分别为有自防水要求的C60P12和普通高强C60配合比，具体见表1 。

现将某工程C60 混凝土冬期随机取样的强度统计结果列入表2。

从表2 的检验结果可以看出，尽管是在冬季施工，预拌厂的取暖和砂石加热条件比较好，再有综合性能良好的防冻减水剂做保证，施工完立即采用加盖塑料布再压两层草袋的综合蓄热法，保温保湿养护，完全可以保证工程质量。

4 　高性能混凝土后期强度
高性能混凝土后期强度增长怎么样呢？这是人们所关心的一个问题，因为过去传统的高强混凝土都把强度富集于3d～7d内，后期强度增长不大，甚至还有退缩现象，那么现在的高性能混凝土还有无这种现象，为此做了两个配合比的试验：

A 组： R28=60.1MPa ，则R60=69.8MPa， R90=81.8MPa；
B组：R28=51.8MPa ，则R60=64.8MPa，R90=74.1 MPa。

从以上试验可以看出：高性能混凝土后期强度增长潜力还是很大的，60d强度较28d提高了16%～25%；90d强度较28d提高了36%～43%，说明高性能混凝土28d以后的强度还在继续增加，且增长潜力比普通混凝土的潜力大，由此提出如下建议：

1) 高性能混凝土不能依28d强度为准，视其工程相应以60d或90d强度为准；2) 高性能混凝土外加剂中适量增加缓凝剂组份，保证混凝土的初凝时间在任何气温下不少于10h，给予充分的时间，等到混凝土体积相对稳定后，再让混凝土凝固，这样可以减少混凝土横向裂纹的产生；3) 加强早期的保温保湿养护，制做完后，覆盖塑料布，再压上1层～2层草袋，早期洒水养护，减少温差裂缝，保证混凝土的后期强度持续发展，保证有优良的耐久性。

这项工程建设方、监理、设计院和施工方都很满意，以全优工程获得省市认可，全楼无有害裂纹产生。

5 　结语
5. 1 　配制高性能混凝土其关键是超细矿粉品质和细度，实际活性和需水量，第二位的是混凝土化学外加剂，减水率不小于25%，最好保持在30%以上，对胶料有良好的适应性，这是双掺技术中心配制高性能混凝土最关键的环节。

5. 2 　高性能混凝土与高强混凝土不同的地方，就是后期强度增长潜力大，建议在施工期和最终荷载使用期允许的情况下，采用56d、90d、180d或一年期的后期强度，这样高性混凝土会有很好的经济效益。

5. 3 　搅拌高性能混凝土，建议采用二次投料搅拌工艺，它可使混凝土强度增加10%左右，可以提高混凝土拌合物的和易性，减少泌水，增强混疑土的抗渗标号，在流动性不变的条件下，可节省10%的化学外加剂用量，防止水泥浆初凝期间的氢氧化钙棒状结晶物，向骨料界面富集的现象产生，利用这种富集现象来激发超细矿粉中的硅酸二钙(C2S) 早期水化提高水泥浆体与集料界面的粘结强度，变害为利，提高混凝土的整体性和粘结性。

5. 4 　加强高性能混凝土的早期养护。施工完抹平后，立即用塑料布盖严，再压1层～2层草袋或麻袋洒水养护，这样可以提高混凝土的后期强度，早期养护对高性能混凝土十分重要，必须严格注意。

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