高性能混凝土技术应用探讨

2018-02-09蔡广生

新疆有色金属 2018年2期

关键词：水胶减水剂耐久性

蔡广生

（新疆金辉房地产开发有限责任公司乌鲁木齐 830000）

1 高性能混凝土的概念及特性

1.1 概念

高性能混凝土的概念是指在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术制成的混凝土。

1.2 高性能混凝土的特性

它采用的是高性能外加剂，如高效减水剂或缓凝高效减水剂和掺入足够的超细活性掺合料，如：硅灰、优质粉煤灰、超细磨矿渣等达到低水胶比，并具有耐久性、工作性、各种力学性能的新型混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途的要求，保证混凝土的适用性和强度并达到高耐久性、高工作性、高体积稳定性和经济性。应当清楚的是，强度高的混凝土不一定就是高性能混凝士，高性能混凝土也不一定就是高强度混凝土。强度高了性能不好，也不是高性能混凝土。建设部推广应用的是既强度高又性能好的新型混凝土。在实际推广应用中要避免重强度、轻性能的错误倾向。

2 高性能混凝土的施工控制

2.1 配合比设计原则

⑴高性能混凝土配合比设计应采用试验计算法，其配制强度确定原则应与普通混凝土相同，即强度保证率为90%。

⑵粗骨料最大粒径不宜大于25 mm。这有利于保证混凝土的均匀性，强度和抗氯离子渗透性。

⑶通过试验证明，减水剂与采用的水泥必须匹配。

⑷胶凝材料浆体体积宜为混凝土体积的35%左右。主要为了保证高性能混凝土具有高的尺寸稳定性。

⑸应通过试验确定最佳砂率。

⑹应通过降低水胶比和调整掺合料的掺量，使抗氯离子渗透性和强度指标满足规定要求。

2.2 原材料选择

⑴水泥的选择

选用的水泥应质量稳定，含碱量低，C3A含量小，强度富余系数大，活性好，标准稠度用水量小，并且原材料色泽均匀一致，强度等级不宜低于42.5普通硅酸盐水泥，保证相邻结构构件使用的水泥为同一批熟料。

⑵石子的选择

石子选用的原则是强度高、连续级配好且同一颜色的碎石，其产地、规格必须一致，含泥量小于1%，大于5 mm的泥块含量要小于0.5%，针片状颗粒含量不大于15%，骨料不带杂物。25 mm以下连续级配碎石。

⑶砂子的选择

选用中粗砂，细度模数必须在2.3以上，颜色一致，含泥量控制在3%以内，大于5 mm的泥块含量小于1%。

⑷掺和料的选择

选用优质的ⅱ级粉煤灰，掺量控制在胶凝材料总量的35%左右。

⑸外加剂的选择

采用高效减水剂以尽量减少混凝土的水胶比，从而提高混凝土的密实度、强度、抗氯因子渗透性能，能满足混凝土抗渗、抗冻性能要求，且与水泥相适应。

2.3 配合比设计

提高砼抗渗性和抗化学侵蚀性措施：掺入粉煤灰掺合料，使混凝土的导电量明显降低，抗氯离子渗透性明显提高，可以抵抗温度、湿度、盐害和冻害等混凝土耐久性病害的侵蚀。

提高砼抗碳化措施：碳化速度与混凝土密实度有关，需通过控制砂石级配，掺入磨细掺合料并控制砂率、水胶比等配合比的设计参数，达到提高结构密实度的目的。最终确定砂率42%，水胶比0.34。混凝土胶凝物质的总量≥400 kg/m3,坍落度≥120，抗氯因子渗透性(c)≤1 000。

原材料质量的合格和质量稳定性时保证高性能混凝土质量的重要因素。高性能混凝土施工，应建立严格的原材料质量检验制度。

2.4 施工

⑴ 搅拌。混凝土拌制的目的，除了按设定的配合比达到均匀混合外，还要达到强化、塑化的作用。高性能混凝土由于水胶比较小，同时掺入的掺合料的细度比水泥细，所以，高性能混凝土对单位提及的用水量极为敏感。因此，高性能混凝土拌制时对水泥和外加剂的称量偏差的规定比普通混凝土严格，因此高性能混凝土原材料称量允许偏差有严格的要求.称量最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、掺合料等）±1%；外加剂±1%；骨料±2%；拌合用水±1%。应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土，采用电子计量系统计量原材料。搅拌时间不宜少于2 min，也不宜超过3 min。炎热季节或寒冷季节搅拌混凝土时，必须采取有效措施控制原材料温度，以保证混凝土的入模温度满足规定。

不同的拌合方式与投料程序，对混凝土拌合的均匀性有较大的影响，高性能混凝土拌合物比较粘稠，为了保证混搅拌均匀，本工程采用性能良好，卧轴式强制搅拌机，搅拌机中不得使用磨损的叶片。高性能混凝土拌合物先以拌合料和细骨料干拌，再加水泥和部分拌合用水，最后加粗骨料、减水剂溶液和余额拌合用水，搅拌时间应比常规混凝土延长40s以上.

⑵运输。应采取有效措施，保证混凝土在运输过程中保持均匀性及各项工作性能指标不发生明显波动。应对运输设备采取保温隔热措施，防止局部混凝土温度升高（夏季）或受冻（冬季）。应采取适当措施防止水分进入运输容器或蒸发。

⑶混凝土的浇筑。高性能混凝土的工作性的好坏，直接关系到混凝土的密实性、强度和耐久性，高性能混凝土在浇筑时，应不离析、不分层，并保证施工所要求的稠度。

混凝土的保护层厚度是影响耐久性的重要技术指标，浇筑前应仔细检查模板、钢筋、预埋件、预留孔、保护层垫块等的位置、规格和数量，对于浪溅区构件，保护层厚度不得有负偏差。

高性能混凝土应采用高频振捣至混凝土顶面基本上不冒气泡，当混凝土浇筑至顶面时，宜采用二次振捣及二次抹面。对于流动性大的高性能混凝土，振捣时应注意不能过振，以防止骨料下沉引起的混凝土不均匀现象，混凝土振捣、抹面后，应刮去表面浮浆，确保混凝土的密实性。

⑷振捣。可采用插入式振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备振捣混凝土。振捣时应避免碰撞模板、钢筋及预埋件。采用插入式振捣器振捣混凝土时，宜采用垂直点振方式振捣。每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，一般不宜超过30s，避免过振。若需变换振捣棒在混凝土拌合物中的水平位置，应首先竖向缓慢将振捣棒拔出，然后再将振捣棒移至新的位置，不得将振捣棒放在拌合物内平拖。

⑸混凝土养护。养护质量对确保高性能混凝土质量非常关键，特别是对掺合料的高性能混凝土的耐久性影响十分明显。高性能混凝土早期强度增长较快，一般3天达到设计强度的60%，7天达到设计强度的80%，大量实验研究证明，因为掺合料的水化滞后效应，如果养护不够，掺合料不能充分完成水化反映，使高性能混凝土的潜在高性能优势不能充分发挥，从而达不到应有的高耐久性。

高性能混凝土收抹后，应立即覆盖、防止水分散失。终凝后，混凝土顶面应立即开始持续潮湿养护。拆模前12 h，应拧松侧模板的紧螺帽，让水顺模板与混凝土脱开面渗下，养护混凝土侧面。整个养护期间，尤其从终凝到拆模的养护初期，应确保混凝土处于有利于硬化及强度增长的温度和湿度环境中。在常温下，应至少养护14 d，气温较高时可适当缩短湿养护时间；气温较低时，应适当延长养护时间。

因而，混凝土早期养护特别重要。通常在混凝土浇注完毕后采取以带模养护为主，浇水养护为辅，使混凝土表面保持湿润。

3 高性能混凝土的推广前景

根据国家建设部提出的目标和措施：在大中城市普及C60级以下（C60、C55、C50）高性能混凝土在工程中的应用，扩大C60级以上高性能混凝土的技术试点，解决C80级以下高性能混凝土的应用技术；开发性能更佳的超塑化剂和超细活性掺合料，降低水泥用量，改善混凝土性能，到2014年在工程中较普遍使用高性能混凝土。由于高性能混凝土在工程应用中有不同的用途、不同的使用部位、不同的施工方法、不同的使用环节，因此，其应用范围十分的广泛。这正是高性能混凝土成为混凝土发展方向的重要原因。不仅如此，超细活性掺合料都是利用工业废料磨细而成，是充分地进行了废物利用，与生产水泥相比，减少了对环境的污染，达到了保护环境、大量的取代水泥，节约能源的根本目的。