西宝客专陈仓制梁场高性能混凝土对原材料的要求.pdf

西宝客专陈仓制梁场高性能混凝土对原材料的要求马淑琴中交二航局第六工程分公司湖北武汉430014摘要摘要摘要摘要：简要阐述了西宝客专陈仓制梁场高性能砼的特点及高性能砼对原材料的要求及控制要点。关键词：关键词：关键词：关键词：客运专线高性能砼、水泥、掺和料、骨料，外加剂、技术指标Abstract:this article expounds the XiBao guest ChenCang system is a high performanceconcrete beam and the characteristics of the high performance concrete for raw materialsrequirements and control points.Key words:high performance concrete,cement special passenger line,adulterating materials,aggregate,admixtures,technical index中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：高性能混凝土的定义高性能混凝土的定义高性能混凝土的定义高性能混凝土的定义：高性能混凝土这种新型混凝土是在 20 世纪 90 年代初才提出的。高性能混凝土这一名词的出现至今也就 10 多年，不同国家、不同学者按照各自的认识、实践、应用范围和目的要求，对高性能混凝土给出了不同的定义和解释。我国的吴中伟院士给出高性能混凝土的如下定义：高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质材料，在严格质量管理条件下制成的；除了水泥、水、骨料外，必须掺加足够数量的掺合料和高效外加剂，且水胶比较低；针对不同用途要求，高性能混凝土对下列性能有重点地予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性及经济性，但应以耐久性作为设计的主要指标。西宝客专采用的是高性能砼。高性能混凝土的特点及配置条件高性能混凝土的特点及配置条件高性能混凝土的特点及配置条件高性能混凝土的特点及配置条件：高强度混凝土不一定是高耐久性砼，但高性能混凝土应具有适当的高强性能，但必须有良好的耐入性，能抵抗各种化学侵蚀作用，体积稳定性好。所以，即高性能混凝土最核心内容是优异的耐久性，也就是说高性能混凝土首先应具备高耐久性。掺加较多的掺合料代替水泥，降低水化热。适当引气，提高流动性和抗冻性。限制胶凝材料用量。采用优质原材料，控制有害物质，注重水泥与减水剂的相容性。西宝客专陈仓制梁场高性能砼质量的控制主要从以下几个方面严格控制：施工前原材料方面的控制施工前原材料方面的控制施工前原材料方面的控制施工前原材料方面的控制优质的砼首先要从材料的源头上进行控制，优选原材料，西宝客专陈仓制梁场高性能混凝土是由水泥、砂、碎石、粉煤灰、矿粉、外加剂、水搅拌配合而成。1 1 1 1、水泥方面的控制：、水泥方面的控制：、水泥方面的控制：、水泥方面的控制：水泥占胶凝材料的主要部分，是混凝土强度的重要保证，水泥中的主要矿物组成有 C2S、C3S、C3A、C4AF，其中 C3A 的水化速度最快，水化热最高、水泥强度低、水泥很易收缩，混凝土发粘，严重时会造成混凝土闪凝。同时，C3A 对减水剂的分子吸附程度最大，C4AF 次之。水泥中的 C3A、C4AF 的比例越大，减水剂与水泥的相容性就越差，当含量较高时，容易造成需水量增加，混凝土的坍落度损失加快。因此，要严格控制 C3A 含量，也可以为降低砼升温，提高砼抵抗环境因素侵蚀的能力，在满足砼早期强度的前提下，尽量减少胶凝材料用料中的水泥用量，通过掺和料来缓解。水泥的水化热为 3-5 天，而外掺料的水化热在 3个月左右，水泥入库温度不宜过高，不宜过新鲜，水泥库存应在一周 以上，西宝客专陈仓制梁场采用的是冀东 PO42.5 低碱普通硅酸盐水泥。碱含量对水泥与外加剂的相容性也有着重要的影响，含量高有助于铝酸盐相的溶出，导致水泥对外加剂的吸附能力增强，所以随着水泥碱含量的增加，外加剂的塑化效果变差，而且还会导致混凝土凝结时间缩短和坍落度损失的加剧。水泥通过以下几个方面进行控制：水泥的技术指标如下:2 2 2 2、粉煤灰方面的控制：、粉煤灰方面的控制：、粉煤灰方面的控制：、粉煤灰方面的控制：随着高性能混凝土的出现，粉煤灰被国内外广泛应用。但由于陕西境内的电厂少，煤的用量又大，出现供不需求的现象，煤的品质高低不齐，陈仓制梁场采用的是大唐韩城第二发电有限公司生产的 F 类 C50 以上的粉煤灰，高品质的灰需水量小，对所使用的粉煤灰，必须符合 GB1596-2006 和客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件120 号文。掺入粉煤灰，不仅可以代替部分水泥，降低成本，而且大大的改善了混凝土的性能，降低砼的发热量，减少干缩以及提高后期强度等性能。其优点为：填充作用填充作用填充作用填充作用：新拌混凝土的和易性受浆体的体积、水灰比、骨料的级配、形状、序号项目技术要求1比表面积 m2/kg300-3502密度 g/cm32.83凝结时间初凝(min)45终凝(min)6004安定性沸煮法合格5强度合格6烧失量(%)5.07氧化镁(%)5.08碱含量(%)0.69氯离子含量(%)0.0610三氧化硫(%)3.511氧化钙(%)1.512铝酸三钙 C3A(%)8.0孔隙的影响，掺与粉煤灰可增大浆体的体积，大量的浆体填充了骨料间的空隙。润滑效应润滑效应润滑效应润滑效应：大量的浆体包裹并润滑了骨料颗粒，粉煤灰中的微珠可减少浆体与骨料间的内摩擦力，提高了流动性。从而使砼具有较好的粘聚性和可塑性，从而提高了砼的和易性。增强作用增强作用增强作用增强作用：粉煤灰能够进行二次水化，二次水化的产物强度较高，试验证明，掺入粉煤灰的前期强度较小，但后期强度增长较快，可以提高后期强度。抑制砼的泌水：抑制砼的泌水：抑制砼的泌水：抑制砼的泌水：掺入粉煤灰可以补充砂子中细屑不足，中断了砂浆基体泌水渠道的连续性，适量的掺入对砼的抗冻性和抗渗性有明显的改善。同时粉煤灰替代一部分的水泥，在同样的稠度下会使混凝土的用水量不同程度的降低，从而降低水胶比。降低水化热降低水化热降低水化热降低水化热：因为水泥在水化过程中是放热的过程，掺和粉煤灰代替一部分的水泥会降低水化热。提高混凝土的耐久性、降低水灰比：提高混凝土的耐久性、降低水灰比：提高混凝土的耐久性、降低水灰比：提高混凝土的耐久性、降低水灰比：如果是高碱水泥，会与某些活性骨料发生碱骨料反应，会使混凝土产生膨胀、开裂，导致混凝土结构破坏，而这种危害难以补救。近年来，我国水泥含碱量增加，混凝土中水泥的提高及含碱量外加剂的使用，更增加了碱骨料反应的潜在危害性，掺入优质粉煤灰可以抑制碱骨料反应，提高耐久性同时，同时可以降低水胶比。因此，掺入粉煤灰优点：可以降低坍落度损失，增强流动性，提高和易性，缓解凝结时间，降低泌水，降低水化热。缺点是对早期强度有影响。粉煤灰的主要技术指标如下：粉煤灰的主要技术指标如下：粉煤灰的主要技术指标如下：粉煤灰的主要技术指标如下：序号项目技术要求1细度(%)122需水量比(%)1003烧失量(%)3.04游离氧化钙(%)1.05含水率(%)1.06三氧化硫含量(%)3.07碱含量(%)/8氯离子含量(%)0.029强度活性指数(%)7010安定性5.03 3 3 3、矿粉方面的控制：、矿粉方面的控制：、矿粉方面的控制：、矿粉方面的控制：矿粉是将粒化高炉矿渣主要原材料经过磨制达到规定细度的一种具有潜在活性的矿物掺合料，是一种新兴的建筑材料。表面积可达 400 2/g 以上，具有颗粒超细，活性较大的特点。可作为混凝土的掺和料取代等量水泥，是生产高性能混凝土的组成材料之一，也是目前客运专线广泛采用的原材料之一。陈仓制梁场采用的是陕西汇丰 S95 以上的矿粉。矿粉用作混凝土的掺合料能改善提高混凝土的综合性能。其作用：填充作用填充作用填充作用填充作用：混凝土作为连续级配的颗粒堆积体系，粗集料的间隙由细集料填充，细集料的间隙由水泥颗粒填充，而水泥颗粒之间的间隙则需要更细的颗粒来填充。因而改善混凝土的孔结构，降低孔隙率并减少了最大孔径尺寸，使混凝土形成密实充填结构。从而有效地改善并提高混凝土的综合性能。提高砼的耐久性。提高砼的耐久性。提高砼的耐久性。提高砼的耐久性。对 Cl-的物理吸附作用（矿粉混凝土水化时能产生较多的C-S-H 凝胶，而它会吸附一部分 Cl-，从而阻止其向混凝土内部渗透。因此它能改善混凝土抗氯离子渗透性的性能。随着水灰比的降低，强度越高，碳化深度也越小，平均渗透高度也越小，相应提高了混凝土的抗渗能力，同时也提高了混凝土的抗冻性增强作用增强作用增强作用增强作用。矿粉在混凝土水泥浆中的微集料效应，能细化孔径，提高水泥水化产物的均匀性分布，其活性在水泥水化时亦能得以充分发挥，从而提高混凝土后期强度。因此，矿粉和粉煤灰复合配制的混凝土，能够充分发挥粉煤灰的“形态效应”粉煤灰对浆体起到“润滑作用”，增大拌合物流动性，减少泵送阻力，能改善由于矿粉的掺入导致混凝土粘度大的特点使新拌混凝土得到最佳的流动度和粘聚性，使其和易性得到改善。坍落度损失有所延缓，混凝土初凝时间相应延迟。泵送性能有所提高。矿粉的主要技术指标如下：矿粉的主要技术指标如下：矿粉的主要技术指标如下：矿粉的主要技术指标如下：项目技术要求比表面积(m2/kg)400-500需水量比(%)100烧失量(%)3.0流动度比（%）100含水率(%)1.0三氧化硫含量(%)3.0碱含量(%)/氯离子含量(%)0.02强度活性指数(%)7d7528d95氧化镁含量14.0密度（g/cm3）2.84 4 4 4、粗骨料方面的控制：、粗骨料方面的控制：、粗骨料方面的控制：、粗骨料方面的控制：1、粗骨料的选用，一般就地取材，选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石。陈仓制梁场选用的是扶风丰邑碎石，属于石灰岩。2、粗骨料的最大公称粒径不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的 2/3，且不得超过钢筋最小间距的 3/4.配制强度等级 C50 及以上混凝土时，粗骨料最大公称粒径不应大于 25 mm。级配良好的的骨料能最大限度的减少孔隙率，增强流动性，降低水泥浆的用量，从而降低成本，提高混凝土和易性。反之，级配不好，含泥量、泥块含量过高会降低和易性，降低混凝土的抗冻，抗渗性。粗骨料的技术指标如下：粗骨料的技术指标如下：粗骨料的技术指标如下：粗骨料的技术指标如下：序号项目技术要求1颗粒级配符合要求2岩石抗压强度（MPa）岩石抗压强度与混凝土强度等级之比23吸水率（%）2.04紧密空隙率（%）405压碎指标（%）106针片状颗粒含量（%）87含泥量（%）0.58泥块含量（%）0.19硫化物及硫酸盐含量（%）0.510碱活性（%）无碱碳酸反应，砂浆棒法0.111氯离子含量（%）0.0212坚固性（%）5注：粗骨料的碱活性矿物应首先采用岩相法检验，不得使用具有碱-碳酸盐反应活性矿物的骨料。若粗骨料含有碱-硅酸反应的活性矿物，其砂浆棒膨胀率应小于 0.10%，否则宜采取抑制碱-骨料反应的技术措施。5 5 5 5、细骨料方面的控制：、细骨料方面的控制：、细骨料方面的控制：、细骨料方面的控制：1、细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂。不得使用海砂、山砂，特殊情况下，可以使用符合要求的人工砂。2、用于高性能砼的细骨料的细度模数为 2.3-3.0，但预制梁的细度模数宜控制在 2.6-3.0，细骨料的技术要求如下：细骨料的技术要求如下：细骨料的技术要求如下：细骨料的技术要求如下：序号项目技术要求1颗粒级配符合要求2吸水率（%）2.03细度模数2.6-3.04含泥量（%）2.05泥块含量（%）0.16坚固性（%）87云母含量（%）0.58轻物质含量（%）0.59有机质含量（%）0.510硫酸盐及硫化物含量（%）0.511氯离子含量（%）0.0212碱活性无碱碳酸反应，砂浆棒法0.16 6 6 6、外加剂方面的控制：、外加剂方面的控制：、外加剂方面的控制：、外加剂方面的控制：外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。陈仓制梁场采用的是河北铁园聚羟酸高效减水剂，进场的每批外加剂都要测定减水剂与水泥之间的适应性。外加剂的技术要求如下：外加剂的技术要求如下：外加剂的技术要求如下：外加剂的技术要求如下：序号项目技术要求1减水率（%）252含气量（%）4.53坍落度保留值(mm)30min18060min1504常压泌水率比（%）205压力泌水率比906抗压强度比3d1307d12528d1207对钢筋的锈蚀作用无锈蚀8水泥净浆流动度 mm2409硫酸钠含量（%）5.010甲醛含量（%）0.0511收缩率比（%）11012氯离子含量（%）0.613碱含量（%）10综上所述，西宝客专陈仓制梁场高性能混凝土的控制首先从源头进行了严格的控制，对所采用的原材料层层把关，坚决杜绝了不合格材料的使用，为生产优质的高性能混凝土打下了基础。西宝客专陈仓制梁场高性能混凝土对原材料的要求西宝客专陈仓制梁场高性能混凝土对原材料的要求作者：马淑琴 作者单位：中交二航局第六工程分公司刊名：城市建设理论研究（电子版）英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu年，卷(期)：2012(7)本文链接：http:/