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工程师怎样发表论文参考如何设计高强混凝土的复配比

发布时间:2014-07-18 15:04:07更新时间:2014-07-18 15:04:53 1

  用普通水泥、石、沙,按照普通的工艺制作,内加高效新型减水剂及超细矿物质粉,充分搅拌均匀,就配成了高强混凝土。这种高强混凝土具有优良的和易性,硬化后强度等级能达到C60及以上,这样的混凝土大量应用在民用与工业建筑、隧道、桥梁和道路等建设中,能够节省水泥、钢筋等建筑材料的使用量,还可以使建筑物结构界面尺寸缩小,也能使混凝土的耐久性得到大大提高,等等。

  摘 要:笔者主要阐述了设计高强混凝土复配比时需要达到的基本要求,在高强混凝土中,水泥、粗细骨料、高效减水剂以及矿物质超细粉等组分所起到的作用;并相应地提出了在配制技术方面的要求。并对如何设计高强混凝土复配比、试配以及如何进行配方调整进行了详细的阐述。

  关键词:怎样发表论文,超细矿物质粉,复配比,高效减水剂

  一、设计高强混凝土复配比应满足的基本要求

  1.需要满足建筑结构物设计强度的要求

  无论在混凝土路面,还是在混凝土桥梁、隧道等中,设计的时候,对不同的结构部位,肯定有不一样的强度设计要求,为了使建筑结构物达到一定的可靠性,设计混凝土复合的比例时,一定要顾及到建筑结构物的重要性以及建筑施工单位的施工水平高低等等因素,应使用比所设计的强度要高的复合配置强度,这样才能达到设计强度的要求。

  2.需要满足高施工性的要求

  复配的高强度混凝土,通常应用于大跨度的桥梁、长的隧道以及建筑高层钢筋混凝土建筑物中。在建筑这种建筑物时,使用钢筋的比率比较高,浇筑混凝土时比较困难,如果保证塌落度<15 cm,对施工水平要求很高,非常困难,所以,通常规定小于18 cm的塌落度。

  3.高耐久性的满足要求

  混凝土的高耐久性指的是混凝土高耐磨性、高抗渗透性、高抗化学药品的强腐蚀性、高抗冻性、高抗碳化性,等等,高强混凝土,用在高端建筑结构中,必须具有这样的高耐久性,否则,对建筑物的质量会有非常大的影响,甚至对人类生命造成威胁。

  4.需要符合经济的要求

  在满足以上几个基本要求下,高强混凝土的复配比设计,还要满足尽量低成本的要求,符合配比中应尽可能地减少高价材料的使用量,使工程造价尽可能地降低,与此同时,尽可能地减少高混凝土的实验次数,降低试验成本。

  二、配置高混凝土的原材料

  1.水泥

  复配高强度混凝土,通常情况下使用42.50以上的强度等级的含硅酸盐水泥、普通的硅酸盐水泥,或者特种水泥,比如活化水泥、陶粒水泥或者球状水泥等。要求控制水泥及添加的超细粉矿物质的总用量在500kg/m3~600kg/m3之间。

  2.骨料

  应当选择的骨料有石灰岩、硬质砂岩、玄武岩等母岩的碎石,用它们作为粗制骨料;应当用河沙或者碎石沙作为细骨料;

  应控制粗骨料及细骨料的表观密度在2.60kg/m3之上;在吸水率方面,细骨料必须不超过2.50%,粗骨料必须不超过1.00%;

  压碎值方面粗骨料须小于10.0%,最大粒径须在25.00mm以下,含有针片状的颗粒的量应当不超过5.00%,含有泥块的量须低于0.20%;

  对于细骨料,其细度模数应当高于2.60,含泥量须低于2.00%,含泥块的量应当低于0.50%;

  要想提高混凝土的密实度,须要有很好的粗、细骨料的级配,以此混凝土的和易性得以提高,还能提高混凝土硬化后的强度。

  3.高效减水剂

  将高效减水剂或者缓凝高效减水剂,添加到高强混凝土中,可以在满足和易性的同时,很明显地减少混凝土的用水量,减小水灰的掺和比例,这样,可以大大提高混凝土的密实度,也可以使混凝土硬化后的强度得以大大提高,等等。

  4.超细矿物质掺合料

  复配高强混凝土时,通常使用的矿物质超细粉料,包括有硅粉、磨细的矿渣、煤灰粉、天然的沸石粉,等等。它们所起的作用有:润滑滚球作用;微集料作用;火山灰反应作用。

  三、设计高强混凝土的复配比

  1.水灰比W/C

  通常情况下,要对高强混凝土进行增密,采用的水灰比通常为小于0.4,这个强度变化规律,与鲍罗米公式比较起来,差的很远,其标准的水灰比例,只有依据现实的实验资料来确定,再根据试配结果进行调整、确定。

  2.单位用水量W

  混凝土在硬化后的强度与用水量往往成反比,所以,在和易性许可的情况下,应当尽可能减少混凝土的单位用水量。高强混凝土,因为它的骨料的最大粒径变化范围很小,一般为10mm~25mm之间;18cm~21cm的塌落度变化范围也很小。

  3.水泥用量C

  根据上面的水灰比W/C及单位用水量W,很容易得出水泥用量C=W/(W+C)。在相同的流动性条件下,在水泥的用量大于最佳值时,混凝土的强度就不会再提高了。

  4.矿物质超细粉的种类及掺量

  通常,硅酸盐粉、磨细矿渣以及天然的沸石粉,可以等量掺和来代替水泥,在保证混凝土塌落度及单位用水量不变化的情况下,用5.0%~7.0%的硅酸盐粉代替相应的水泥,可以提高强度约为10.0%,用5.0%~10.0%的天然沸石代替相应的水泥,可以提高强度约为10.0%,用25.0%的磨细矿渣代替相应的水泥,也可以提高强度约为10.0%,然而煤灰粉需要采用过量取代法添加,过量取代系数K=1.20~1.40,如用1.20~1.40kg的煤灰粉代替1.1kg的水泥,可以使28d强度与它的标准混凝土一样。

  当矿物质超细粉添加料的加入,超过了胶凝材料的绝对体积的时候,必须相对应地减少砂的用量。如果以复配形式添加矿物质超细粉,会有更加好的效果。

  5.粗骨料的用量

  干燥、密实的情况下,混凝土中粗骨料的体积含量应当是0.40m3/t。

  6.砂率

  在高强混凝土中,水泥浆比较多,所以砂率往往偏高。抗压强度在60.0MPa~120.0MPa范围内的高强混凝土,砂率变化范围在34%~39%,而且,随着混凝土强度的提高,砂率在下降。

  7.高效减水剂的种类及添加量

  高效减水剂的品种不同,在与矿物质超细粉及水泥等掺合料的兼容性方面,差异很大,所以,针对确定的矿物质超细粉及水泥掺合料,必须经过实验筛选高效减水剂的品种。增加高效减水剂的添加量,可以相应地减少混凝土单位用水量,减少多少,跟高效减水剂的添加量和质量有很大关系。

  8试配及配比的调整

  第一,试配:均在干燥情况下称量试配用的骨料,还要尽量保持与施工相同的搅拌方法,每盘用混凝土应大于15.0L;

  第二,调整和易性:通过渐渐增加单位用水量及高效减水剂的用量,来改善混凝土的过于干硬状况,直到和易性达到施工的要求;

  第三,检验强度:通常可以增加水泥强度及使用量、减少单位用水量以及添加矿物质超细粉等方法,来提稿混凝土的抗压强度,以适应高强混凝土的配制强度。

  四、结语

  其一,应该选择质量稳定、强度等级高于42.50级的硅酸盐水泥,或者普通水泥来配制高强度混凝土,在混凝土中,胶凝材料的总用量在500kg/t~600kg/t之间;其二,水灰比通常在0.4以下时,混凝土强度可以达到高强度的要求,水泥的密实度足够高;其三,高强混凝土中不能没有高效减水剂,要减少水灰比,必须添加高效减水剂,添加量是胶凝材料总用量0.80%~2.00%;其四,高强混凝土的功能组分—矿物质超细粉,对水泥的颗粒细度有调整作用,有增密、增塑、见水及火山灰的作用,对粗、细骨料的界面效应有改善作用,还对混凝土的强度有提高作用。

  参考文献

  [1]冯乃谦.高性能混凝土[M].北京:中国建筑工业出版社,1996.

  [2]朱大宇.高性能混凝土施工技术[J].建筑施工,2000.22(5):27229.


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