水泥用量對(duì)高強(qiáng)自密實(shí)混凝土性能的影響

1、2013年第2期(總第280期)Number2in2013(TotalNo280)混凝土Concrete預(yù)拌混凝土READYMIXEDC0NCRETE水泥用量對(duì)高強(qiáng)自密實(shí)混凝土性能的影響程寶軍’，羅作球，亓維利，陳景’，張建亮(1中建商品混凝土有限公司，湖北武漢430000；2中建商品混凝土天津有限公司，天津300000)摘要：對(duì)比研究了不同水泥用量對(duì)超細(xì)粉煤灰配制的高強(qiáng)自密實(shí)混凝土工作性能、力學(xué)性能、水化溫升和收縮性能的影響規(guī)律。結(jié)果

2、表明：膠凝材料總量560～600kg／m3、超細(xì)粉煤灰摻量30％、水泥摻量在25％～60％之間時(shí)，均可配制出28d抗壓強(qiáng)度不低于8OMPa的高強(qiáng)混凝土；隨著混凝土膠凝材料中水泥用量的減少，混凝土達(dá)到最高溫峰的時(shí)間逐漸延長、混凝土最高水化溫升值和自收縮率均逐漸的降低。關(guān)鍵詞：超細(xì)粉煤灰；高強(qiáng)混凝土；抗壓強(qiáng)度；自收縮中圖分類號(hào)：TU528041文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—3550(2013)02—0097—05Cementconten

3、tontheinfluenceontheperformanceofmiscrospherehighstrengthofselfcompactingconcreteCHENGBaojtm，LUOZuo—qiu，0IWei一Ⅱ，CHENJingIZHANGJian—liang(1ChinaConstructionReadyMixedConcreteCo，Ltd，Wuhan430000，China；2ChinaConstructionRead

4、yMixedConcreteTianjinCo，Ltd，Tianjin300000，China)Abstract：Thecementcontentontheinfluenceontheworkperformance，mechanicalproperties，hydrationtemperatureandautogenousshrinkageperformanceofmiscrospherehighstrengthconcretewere

5、researchedExperimentalresultsdemonstratedthatcementmaterialstotaled560600kg／m3，miscrospherecontentwas30％，cementadmixturewas25％60％，couldmakethecompressivestrengthof28d≥80MPahilghstrengthconcrete，withthereductionofthecemen

6、t，thepeaktimeofhightemperatureoftheconcretegraduallyextended，thehighesthydrationtemperatureriseandautogenousshrinkageoftheconcretegraduallyreducedKeywds：miscrosphere；highstrengthconcrete；compressivestrength；autogenousshr

7、inkage0引言高強(qiáng)高性能混凝土的優(yōu)越性已被廣泛推廣應(yīng)用。如在高層建筑中，應(yīng)用高強(qiáng)混凝土，可以節(jié)省材料用量，減輕構(gòu)件或建筑物自重，增加有效使用面積；可以通過增加結(jié)構(gòu)剛度而減少高層房屋的壓縮量與水平荷載下的橫向位移[1]。目前，配制C60及其以上強(qiáng)度等級(jí)的高強(qiáng)混凝土，混凝土配合比設(shè)計(jì)中水泥用量均較高(約占60％～80％)，并摻加諸如硅灰、超細(xì)礦粉等活性較高的超細(xì)礦物摻合料，同時(shí)添加高效減水劑。研究表明：摻加硅灰的混凝土與不摻硅灰混凝土相

8、比自收縮值明顯增大[2]。細(xì)度為338m2／kg的礦粉，在摻量為0~90％范圍內(nèi)，自收縮隨著礦渣摻量的增加而減少；細(xì)度為836m2／kg的超細(xì)礦粉，摻量在0~70％范圍內(nèi)，自收縮隨著礦渣摻量的增加而增大翻。摻加粉煤灰、石灰石粉或憎水石英粉的混凝土的自收縮值會(huì)降低，王強(qiáng)等凹研究了在保持混凝土7d抗壓強(qiáng)度不變的條件下，水膠比和粉煤灰摻量變化對(duì)混凝土自收縮的綜合影響。其研究表明降低水膠比會(huì)增大自收縮，而增加粉煤灰摻量會(huì)減小自收縮，在一定范圍內(nèi)

9、，增加粉煤灰摻量所帶來的減縮效應(yīng)大于降低水膠收稿日期：2012—08—04比所帶來的增縮效應(yīng)。文獻(xiàn)資料表明：摻加硅灰能提高水泥的水化熱；礦粉也能在一定程度上降低水泥的水化熱，但是和粉煤灰相比，降低水化熱效果不明顯；I級(jí)粉煤灰能明顯的降低水泥的水化熱，當(dāng)粉煤灰摻量在0~71％變化時(shí)，水泥的水化熱降低率達(dá)到51％。丁慶軍等研究表明超細(xì)粉煤灰和粉煤灰均主要是球形顆粒，堿性條件下的侵蝕過程需要一定齡期；養(yǎng)護(hù)齡期至150d時(shí)，粉煤灰的反應(yīng)程度不到

10、35％。采用較高的水泥用量并摻加硅灰、超細(xì)礦粉等活性較高的超細(xì)礦物摻合料配制高強(qiáng)混凝土，其水化熱較大、水化溫升較高且自收縮較大，易導(dǎo)致高強(qiáng)混凝土的溫度和收縮開裂，嚴(yán)重制約了高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用。采用活性相對(duì)較低的超細(xì)摻合料——超細(xì)粉煤灰配制高強(qiáng)自密實(shí)混凝土，并在此基礎(chǔ)上面開展了不同水泥用量對(duì)高強(qiáng)自密實(shí)混凝土性能影響的試驗(yàn)研究。1試驗(yàn)原材料及方法11試驗(yàn)原材料111水泥與礦物摻合料試驗(yàn)所用的水泥為冀東PO425級(jí)，礦粉為天津河北97調(diào)整各組分

11、顆粒大小比例，提高體系顆粒緊密堆積度，減少大孔隙，降低孔隙率；③在實(shí)現(xiàn)緊密堆積的同時(shí)，確保膠凝材料各組分的具有一定的膠凝活性；④降低高水化熱組分含量，在保證膠凝強(qiáng)度的前提下，盡量降低水泥、礦粉的比例，降低水化熱；降低混凝土水泥用量的同時(shí)也降低了高強(qiáng)混凝土的自收縮。22試驗(yàn)方法本試驗(yàn)通過摻加高效減水劑和超細(xì)粉煤灰來保證混凝土的水膠比不變，研究了不同水泥用量對(duì)高強(qiáng)混凝土性能的影響規(guī)律。采用水泥超細(xì)粉煤灰s95礦粉的膠凝材料配制高強(qiáng)混凝土：(

12、1)對(duì)比膠材用量、水泥用量和水膠比不變時(shí)，超細(xì)粉煤灰用量在10％～40％之間變化時(shí)對(duì)高強(qiáng)混凝土性能的影響，尋找超細(xì)粉煤灰在混凝土中的最佳摻量；設(shè)計(jì)混凝土密度2450kg／m；膠材用量600kg／m；水泥用量300kg／m；水膠比02；超細(xì)粉煤灰10％、20％、30％和40％四個(gè)摻量。(2)對(duì)比膠材用量、超細(xì)粉煤灰摻量和水膠比不變時(shí)，水泥用量在25％60％之間變化時(shí)對(duì)高強(qiáng)混凝土性能的影響，尋找水泥在高強(qiáng)混凝土中的適宜摻量。設(shè)計(jì)密度2450

13、kg／m；膠材用量560、580、600kg／m。三個(gè)摻量；超細(xì)粉煤灰摻量30％；水膠比0_2；水泥60％、50％、40％和25％四個(gè)摻量。3水泥用量對(duì)高強(qiáng)混凝土性能的影響31超細(xì)粉煤灰摻量不同超細(xì)粉煤灰摻量高強(qiáng)混凝土配合比及高強(qiáng)混凝土工作性能和力學(xué)性能分別如表4、5所示：可以看出，當(dāng)高強(qiáng)混凝土膠材總量、水泥用量和水膠比不變，超細(xì)粉煤灰摻量由10％至30％變化時(shí)，隨著超細(xì)粉煤灰摻量的增加外加劑摻量逐漸降低、倒筒時(shí)間逐漸縮短、坍落擴(kuò)展度逐

14、漸增大；超細(xì)粉煤灰摻量超過3O％后，隨著超細(xì)粉煤灰摻量的增加外加劑摻量、倒筒時(shí)間和坍落擴(kuò)展度呈現(xiàn)相反規(guī)律。摻加30％的超細(xì)粉煤灰有利于混凝土工作性能的改善，在保證外加劑摻量相對(duì)較低的情況下，能有效控制混凝土的水膠比。同時(shí)，由表4、5還可以看出，摻加20％超細(xì)粉煤灰配制的高強(qiáng)混凝土28d前抗壓強(qiáng)度最高；隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長，摻加30％超細(xì)粉煤灰配制的混凝土抗壓強(qiáng)度逐漸的接近摻加20％超細(xì)粉煤灰配制的混凝土，并于28d齡期時(shí)抗壓強(qiáng)度超過20％

15、超細(xì)粉煤灰配制的混凝土。綜合考慮混凝土工作性能和力學(xué)性能，摻加30％的超細(xì)粉煤灰配制高強(qiáng)混凝土較為合理。表4不同超細(xì)粉煤灰摻量高強(qiáng)混凝土配合比32水泥用量對(duì)高強(qiáng)混凝土工作性能和力學(xué)性能的影響不同水泥用量高強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)及混凝土工作性能和力學(xué)性能分別如表6、7所示：可以看出，在保證高強(qiáng)混凝土膠材總量不變和工作性能相同的前提下，隨著水泥用量的減少和礦粉摻量的增加，外加劑摻量呈現(xiàn)了小幅度的遞減趨勢(shì)。由表6、7可以看出，隨著水泥用量的減少，

16、高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度逐漸的降低，水泥摻量60％和50％的混凝土3d抗壓強(qiáng)度較高，隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長，抗壓強(qiáng)度逐漸的增加，28d抗壓強(qiáng)度均達(dá)到了950MPa以上；zk泥摻量40％的混凝土3d抗壓強(qiáng)度較低，隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長，混凝土的抗壓強(qiáng)度逐漸的增加，抗壓強(qiáng)度增長幅度大于水泥摻量6O％、50％的混凝土，28d抗壓強(qiáng)度均達(dá)了850MPa以上；水泥摻量25％的混凝土3d抗壓強(qiáng)度較低，但隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長，其后期強(qiáng)度增長幅度較大，28d抗壓強(qiáng)度

17、均達(dá)到了800MPa以上。在試驗(yàn)過程中，隨著混凝土配合比中水泥用量的減少，混凝土的凝結(jié)時(shí)間逐漸的延長，需及時(shí)有效的調(diào)整混凝土外加劑中緩凝組分的含量，確保混凝土的凝結(jié)時(shí)間正常。同時(shí)，在保證高強(qiáng)混凝土膠凝材料各組分比例相同的前提下，膠凝材料總量560～600kg／m3之間變化時(shí)，混凝土各齡期抗壓強(qiáng)度隨膠材總量的減少呈現(xiàn)一定程度的降低趨勢(shì)，但抗壓強(qiáng)度降低幅度不大，混凝土各齡期抗壓強(qiáng)度較為接近。33水泥用量對(duì)超細(xì)粉煤灰高強(qiáng)自密實(shí)混凝土水化溫升的