C80級(jí)高性能泵送混凝土的配制及試驗(yàn)研究（上）
[提要]近年隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展， 混凝土技術(shù)也朝著多性能、高性能混凝土（HPC）方面發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)高強(qiáng)、高性能混 凝土（HPC）的研究及應(yīng)用發(fā)展很快，國(guó)際上在工程上獲得使用的混凝土強(qiáng)度已 達(dá)到100～130MPa，在我國(guó)C80級(jí)混凝土已被建設(shè)部定為“九.五”重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，而C60級(jí)混 凝土我們于1995年進(jìn)行了研制，并成功地應(yīng)用于航華科貿(mào)中心、靜安大廈等工程，并且榮獲 科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。為適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的需要，提高混凝土技術(shù)水平，增加技 術(shù)儲(chǔ)備，我們?cè)?998年開(kāi)始研制C80級(jí)高性能混凝土（HPC）的試驗(yàn)研究，目前已通過(guò)鑒定，通 過(guò)大量的試配，得到了一套完整的數(shù)據(jù)，獲得了理想的結(jié)果。
1、原材料的選擇
根據(jù)原材料質(zhì)量、供應(yīng)能力、資源等，優(yōu)選以下幾種原材料進(jìn)行C80級(jí)混凝土的配制。
1.1 水泥
選用質(zhì)量穩(wěn)定、活性較高的琉璃河水泥廠的普硅525R水泥和懷北水泥廠拉法基普硅525R水泥 ，其物理學(xué)性能如表1。
表1 水泥物理力學(xué)性能
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項(xiàng) 目 |
標(biāo)準(zhǔn)值 |
525R型普硅水泥 | ||
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琉璃河 |
拉法基 |
|
|
|
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細(xì)度（80μm方篩篩余量） |
≤10.0% |
1.8% |
1.8% | |
|
標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（%） |
－ |
26.0 |
25.2 | |
|
凝結(jié)時(shí)間 |
初凝 |
≥45min |
2h10min |
1h55min |
|
終凝 |
≤10h |
3h20min |
4h20min |
|
|
抗折強(qiáng)度 （MPa） |
3d |
≥5.0 |
5.8 |
7.7 |
|
28d |
≥7.0 |
7.3 |
9.7 |
|
|
39.4 |
3d |
≥26.0 |
39.4 |
44.2 |
|
28d |
≥52.5 |
60.6 |
62.0 |
|
|
安定性（沸煮法） |
須合格 |
合 格 |
合 格 | |
1.2 粗、細(xì)骨料
（1）砂：選用級(jí)配良好的懷柔龍鳳山分廠的中粗砂，其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。
表2 砂子技術(shù)指標(biāo)
|
細(xì)度模數(shù) |
含泥量（%） |
泥塊含量（%） |
|
2.8 |
1.8 |
0.5 |
（2）石：選用質(zhì)地堅(jiān)硬、表面粗糙、級(jí)配良好的三河5～20mm碎石，其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。
表3 石子技術(shù)指標(biāo)
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顆粒粒級(jí) （mm） |
含泥量 （%） |
泥塊含量 （%） |
針片狀顆粒含量（%） |
壓碎指標(biāo) （%） |
|
5～20 |
0.8 |
0.3 |
7.6 |
8.1 |
2、外加劑的選擇
通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研及混凝土試拌初步選定以下4種高性能外加劑，結(jié)合本單位混凝土生產(chǎn)工藝均 選用液體外加劑，其品種與基本性能見(jiàn)表4。
表4 外加劑品種與性能
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名 稱(chēng) |
含固量（%） |
摻量（%） （占膠凝材料） |
減水率 （%） |
|
RH-8 |
40±2 |
4 |
25 |
|
JL118 |
30±2 |
3 |
26 |
|
DFS-Ⅱ |
30±2 |
3 |
29 |
|
C-SF |
30±2 |
3 |
28 |
表4中的外加劑摻量均為按液體計(jì)。在前期的混凝土試配工作中，采用這四種外加劑， 在相同原材料和等稠度條件下進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，其結(jié)果列于表5。
表5 高性能外加劑對(duì)比試驗(yàn)強(qiáng)度值
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編號(hào) |
外加劑 品種 |
用水量 （L/m 3 ） |
外加劑摻量（kg/m 3 ） |
坍落度 （mm） |
抗壓強(qiáng)度（MPa） | ||
|
3D |
7D |
28D |
|
|
|
|
|
|
1 |
RH-8 |
146 |
24.8 |
205 |
68.0 |
87.4 |
97.8 |
|
2 |
JL118 |
143 |
16.5 |
215 |
70.4 |
92.2 |
99.5 |
|
3 |
DFS-Ⅱ |
143 |
16.5 |
205 |
76.7 |
97.4 |
100.8 |
|
4 |
C-SF |
147 |
22.8 |
絮狀 |
76.8 |
81.3 |
98.8 |
從試驗(yàn)得出以RH－8所配制的混凝土過(guò)粘，以C－SF配制的混凝土流動(dòng)性差，JL118及DFS-Ⅱ早期強(qiáng)度高，且與各種細(xì)摻料及選定的水泥適應(yīng)性良好，由此我們選擇了JL118和DFS-Ⅱ兩種外加劑。
3、細(xì)摻料的選擇
在原材料及外加劑選定之后，我們采用10種細(xì)摻料（多為復(fù)合型），進(jìn)行對(duì)水泥、外加劑的適 應(yīng)性試驗(yàn)，經(jīng)綜合分析，選擇Z-1、Z-2、Z-6、Z-8、Z-8′及Z-9六種細(xì)摻料，其試驗(yàn) 結(jié)果見(jiàn)表6和表7。
表6 坍落度及其經(jīng)時(shí)損失
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細(xì)摻料 名稱(chēng) |
初始坍落度（mm） |
坍落度保留值（mm） |
擴(kuò)展度 （mm） | ||
|
30min |
60min |
90min |
|
|
|
|
Z-1 |
200 |
195 |
190 |
190 |
570 |
|
Z-2 |
220 |
220 |
215 |
210 |
585 |
|
Z-6 |
215 |
215 |
215 |
215 |
600 |
|
Z-8 |
215 |
215 |
215 |
215 |
550 |
|
Z-8’ |
215 |
215 |
210 |
210 |
580 |
|
Z-9 |
215 |
210 |
210 |
210 |
560 |
表7 C80級(jí)混凝土抗壓強(qiáng)度值
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細(xì)摻料 |
組數(shù) |
坍落度 （mm） |
水膠比 |
f cu，3d 均值 |
f cu，7d 均值 |
f cu，28d 均值 |
|
Z-1 |
5 |
160～200 |
0.26～0.28 |
70.3 |
83.9 |
99.3 |
|
Z-2 |
7 |
155～220 |
0.25～0.27 |
79.0 |
94.5 |
102.4 |
|
Z-6 |
4 |
195～215 |
0.26～0.28 |
66.3 |
78.6 |
96.6 |
|
Z-8 |
5 |
190～215 |
0.25～0.28 |
69.7 |
80.6 |
99.7 |
|
Z-8’ |
5 |
175～215 |
0.25～0.28 |
68.9 |
84.2 |
99.0 |
|
Z-9 |
5 |
200～230 |
0.25～0.29 |
64.6 |
84.8 |
95.9 |
|
總計(jì) |
31 |
155～230 |
0.25～0.29 |
70.5 |
85.2 |
99.1 |
由表6、表7可見(jiàn)，被選定的6種細(xì)摻料與選定的水泥和高性能 外加劑有很好的適應(yīng)性，配制的混凝土具有良好的流動(dòng)性、粘聚性和 保塑性，硬化后的混凝土具有早期強(qiáng)度高（3d強(qiáng)度平均值達(dá)到28d的 71%，7d強(qiáng)度平均值達(dá)到28d的86%），具備了配制高強(qiáng)、高性能混凝 土的基本性能。
由表7還可看出，在被選定的6種細(xì)摻料中Z2配制的混凝土強(qiáng) 度最高，特別是早齡期強(qiáng)度好，本應(yīng)作為首選細(xì)摻料，但因運(yùn)輸不便 等原因，在C80級(jí)混凝土復(fù)驗(yàn)時(shí)選用了細(xì)摻料Z-8。
4、主要設(shè)備及相關(guān)技術(shù)要求
4.1主要設(shè)備
攪拌機(jī)：中國(guó)建筑科學(xué)研究院HJW－60型混凝土攪拌機(jī)。
4.2相關(guān)技術(shù)要求
攪拌時(shí)間：180～240s；養(yǎng)護(hù)條件：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)（溫度20±3℃，濕度＞90%）。
編輯：
監(jiān)督：0571-85871513
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