張二猛,林東
(1.廣州興業(yè)混凝土攪拌有限公司,廣東 廣州 510700;2.廣東華隧建設(shè)股份有限公司,廣東 廣州 510620)
我國(guó)高強(qiáng)超高強(qiáng)混凝土的研究與應(yīng)用綜述
張二猛1,林東2
(1.廣州興業(yè)混凝土攪拌有限公司,廣東 廣州 510700;2.廣東華隧建設(shè)股份有限公司,廣東 廣州 510620)
本文從原材料、混凝土配合比設(shè)計(jì)、力學(xué)性能和耐久性能等方面論述了我國(guó)高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土的研究狀況,給出了高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土的制備及生產(chǎn)應(yīng)用關(guān)鍵參數(shù)。
高強(qiáng)混凝土;超高強(qiáng)混凝土;研究;應(yīng)用
隨著能源危機(jī)和資源緊缺的矛盾激化,我國(guó)十三五規(guī)劃中建筑材料綠色低碳發(fā)展的理念進(jìn)一步加強(qiáng);普通混凝土耐久性危機(jī)的日益顯現(xiàn);以及現(xiàn)代建筑向高層化、大跨度和輕量化的邁進(jìn),高強(qiáng)、超高強(qiáng)高性能混凝土的研究和應(yīng)用將成為未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
在我國(guó)一般把 C60~C90 強(qiáng)度等級(jí)的混凝土稱為高強(qiáng)混凝土,C100 及以上強(qiáng)度等級(jí)的混凝土稱為超高強(qiáng)混凝土。從20 世紀(jì) 70 年代初開始研究高強(qiáng)混凝土,到 2014 年?yáng)|塔實(shí)現(xiàn)C120 超高強(qiáng)混凝土超高層的泵送,近年來(lái)高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土在我國(guó)得到迅猛發(fā)展。
本文將從原材料、配合比設(shè)計(jì)、強(qiáng)度和耐久性幾個(gè)方面闡述目前我國(guó)高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土的研究現(xiàn)狀,以期給工程實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)一定的參考。
與普通混凝土相比,高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土在原材料的選用上極為嚴(yán)格,各原材料均應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo),才可配制出強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求、泵送施工性能和耐久性能良好的混凝土。
1.1 水泥
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中水泥強(qiáng)度等級(jí)是水灰比 0.5 時(shí)水泥膠砂 28d抗壓強(qiáng)度的結(jié)果。在制備高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土?xí)r,水膠比要降低到 0.27~0.18 范圍,甚至更小。采用 P·O42.5 水泥完全可制備出 C80~C100 高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土[1,2],目前所使用的水泥強(qiáng)度等級(jí)從 P·O42.5 級(jí)到 P·II52.5R 級(jí)不等,但有文獻(xiàn)指出水泥膠砂 28d 抗壓強(qiáng)度不宜小于 52MPa,混凝土的強(qiáng)度才可得以保障[3],對(duì) C100 強(qiáng)度等級(jí)及以上的超高強(qiáng)混凝土使用P·O52.5 或 P·II52.5R 水泥更為理想。水泥強(qiáng)度滿足要求的前提下,一方面需盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量小的水泥品種,否則單方用水量很難得以控制;另一方面應(yīng)當(dāng)選用中低熱水泥,降低水泥水化放熱,這對(duì)混凝土的耐久性能是有利的。在配制高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土?xí)r需注意膠凝材料間的合理搭配,而非單純提高水泥用量。統(tǒng)計(jì)數(shù)十組 C80~C100 混凝土配合比,水泥用量在 302~535kg/m3較大范圍變化,但總膠凝材料基本在 550~600kg/m3范圍。
1.2 礦物摻合料
高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度影響最主要的因素是水泥在膠凝材料中所占的比例,在一定范圍內(nèi),隨著水泥摻量增加,混凝土強(qiáng)度增大[4]。但制備 C80 及以上強(qiáng)度等級(jí)的混凝土,礦物摻合料是必不可少的組分,常見的礦物摻合料有硅灰、礦渣粉、粉煤灰、微珠粉、天然沸石粉等。研究[5]表明硅灰具有較高的活性,可以在很短的時(shí)間內(nèi)與水泥水化反應(yīng)生成的Ca(OH)2發(fā)生二次反應(yīng),生成低鈣型 C-S-H 凝膠,改善了混凝土的界面結(jié)構(gòu),提高混凝土的強(qiáng)度,尤其是早期強(qiáng)度,在高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土的配制中具有極其重要的作用。
GB/T 18736—2002《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》和 GB/T 27690—2011《砂漿和混凝土用硅灰》要求,硅灰的 SiO2含量≥85%,比表面積≥15000m2/kg,當(dāng)用于高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土中時(shí),對(duì)硅灰的性能要求更高。丁慶軍[6]認(rèn)為用于高強(qiáng)高性能混凝土的硅灰應(yīng)符合下述質(zhì)量指標(biāo):一是活性無(wú)定形 SiO2含量不小于 90%;二是比表面積不小于 18000m2/kg;三是密度在 2200kg/m3左右;四是平均粒徑 0.1~0.2μm。摻入硅灰混凝土的粘度會(huì)增大,給混凝土的泵送施工帶來(lái)困難,硅灰與微珠粉復(fù)摻使用時(shí)發(fā)揮超疊加效應(yīng),表現(xiàn)出較好的工作性能,既可滿足早期強(qiáng)度要求,同時(shí)后期強(qiáng)度增長(zhǎng)穩(wěn)定[7]。由于硅灰需水量較大、對(duì)收縮不利,其摻量一般控制在 8% 以下;也有研究者把摻量提到 10%,需摻加膨脹劑來(lái)補(bǔ)充收縮。
礦渣粉根據(jù)其比表面積可分為:(1)普通磨細(xì)礦渣粉,即商品攪拌站常用的 S95 級(jí)礦渣粉,比表面積一般為 400~500m2/kg,平均粒徑 15~25μm,由于與水泥顆粒的粒徑基本相當(dāng),微細(xì)填充效應(yīng)一般,后期強(qiáng)度發(fā)展與水泥持平,通常與硅灰或粉煤灰等復(fù)摻使用,降低膠材水化放熱和改善漿體的粘聚性;(2)超細(xì)礦粉,比表面積在600~1200m2/kg 范圍,超細(xì)礦粉具有很好的填充效應(yīng),對(duì)混凝土強(qiáng)度貢獻(xiàn)也較大,其缺點(diǎn)是水化放熱速度快、放熱量大,對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性不利,摻量要適中,通常應(yīng)用于超高強(qiáng)混凝土的配制。
高強(qiáng)度混凝土采用粉煤灰的目的是改善流動(dòng)性,降低水化放熱和用水量,粉煤灰的品質(zhì)要求優(yōu)良,通常使用的為Ⅰ級(jí)粉煤灰。隨著粉煤灰資源化利用程度的提高,Ⅰ級(jí)粉煤灰出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,僅在高鐵、水利和核電等重要工程中使用,商品攪拌站很難獲得性能良好的Ⅰ級(jí)灰,房建工程應(yīng)用相對(duì)較少。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于 C100 時(shí),不再摻加粉煤灰,主要是混凝土結(jié)構(gòu)中未發(fā)生水化反應(yīng)的空心玻璃珠成為缺陷,影響超高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度。微珠粉作為一種新型的摻合料,較粉煤灰顆粒更細(xì),玻璃珠含量更高,其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
天然沸石粉用作高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土礦物摻合料,隨著摻量增加,混凝土坍落度變小,需水量增大,強(qiáng)度有輕微的降低,但對(duì)混凝土的收縮有明顯的改善作用[8]。也有文獻(xiàn)使用鋼渣粉制備出 C80 混凝土,但混凝土和易性達(dá)不到施工要求,工程上難以推廣應(yīng)用[9]。陶瓷微粉是陶瓷廠拋光粉經(jīng)篩選烘干而得的工業(yè)副產(chǎn)品,其 SiO2含量達(dá) 70% 以上,顆粒細(xì)小,筆者嘗試不摻硅粉情況下用其制備 C80 高強(qiáng)混凝土,試驗(yàn)結(jié)果表明在摻量為 3% 時(shí),不僅可以改善混凝土的和易性,混凝土密實(shí)度也大大提升,混凝土 28d 強(qiáng)度達(dá) 95MPa。
1.3 外加劑
高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土的制備需采用高性能減水劑,其性能的優(yōu)劣并非體現(xiàn)在減水率上,而是在于混凝土強(qiáng)度與和易性的平衡,既保證混凝土含氣量不能太高(低于 2.5%),又要有良好的擴(kuò)展力。由于不同類型的減水劑對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響也不同[10],減水劑的選用要根據(jù)膠凝材料來(lái)定,使用上要有明顯的飽和摻量、較低的摻量和較小的坍落度損失等,減水劑需選用高濃度型,在使用時(shí)也要考慮減水劑的含水率。高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土膠凝材料用量較大,收縮是需要重點(diǎn)考慮的問題,膨脹劑以及增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)的外加劑通常使用在混凝土中,膨脹劑的品種和摻量要慎重選擇,以控制合適的限制膨脹率和限制干縮率。
1.4 骨料
高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土所用碎石粒徑較小,一般為5~20mm,一是從材料界面結(jié)構(gòu)考慮高強(qiáng)高性能混凝土需選用較小粒徑的骨料,二是與高強(qiáng)混凝土澆筑部位鋼筋密集有關(guān);但對(duì)于某些鋼管混凝土,內(nèi)部沒有鋼筋籠的情況,骨料粒徑可適當(dāng)?shù)卦龃?,這對(duì)體積穩(wěn)定性是有利的。粗骨料的強(qiáng)度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響與其砂漿強(qiáng)度關(guān)系密切,可觀察混凝土試件的斷面,當(dāng)混凝土斷裂破壞點(diǎn)發(fā)生在骨料處時(shí),混凝土的強(qiáng)度受骨料制約,反之亦然,要求巖石的抗壓強(qiáng)度與混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度之比不應(yīng)小于 1.5。粗骨料的石粉含量對(duì)混凝土的強(qiáng)度與和易性影響較大,主要是因?yàn)槭酆枯^多時(shí)導(dǎo)致外加劑的減水效果變差,用水量增加,坍落度損失增大;另一方面界面的粘結(jié)強(qiáng)度也會(huì)削弱。砂對(duì)高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土的影響主要體現(xiàn)在混凝土的和易性方面,建議使用細(xì)度模數(shù) 2.6~2.9 的中砂[11,12],研究表明適宜的砂率對(duì)高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度影響不大[13],砂率在最佳值時(shí)混凝土的可泵性可得以改善。在內(nèi)陸地區(qū)河砂資源緊缺,機(jī)制砂得以廣泛的使用,摻加部分或全部機(jī)制砂制備高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土的研究成為趨勢(shì)[14-17],也有研究者采用偏高嶺土尾砂、黃金尾礦等制備高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土[18,19]。粗細(xì)骨料使用的比例,需經(jīng)大量的試驗(yàn)來(lái)確定,選擇合適的漿骨比,對(duì)混凝土拌合物工作性的改善效果顯著[20]。生產(chǎn)高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土,由于水的超敏感性,骨料最適宜保持面干狀態(tài),避免生產(chǎn)含水率不精準(zhǔn)造成配合比失真,骨料倉(cāng)密封是切實(shí)可行的辦法。
1.5 水
有文獻(xiàn)報(bào)道使用攪拌站廢水配制 C80 混凝土[21],但長(zhǎng)期的研究表明攪拌站廢水由于含有殘留的減水劑、未水化的水泥懸浮顆粒、以及石粉膠團(tuán)等,隨攪拌時(shí)間不同廢漿水濃度不同,生產(chǎn)高強(qiáng)混凝土控制上很難操作,必須采用自來(lái)水進(jìn)行生產(chǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明采用相同配合比時(shí),回收廢水、天然雨水和自來(lái)水制備的混凝土凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度差異較大,前兩者均延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間,但會(huì)削弱強(qiáng)度。
高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土的配合比設(shè)計(jì),目前大多是依據(jù)JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》、CECS104∶99《高性能混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和 JGJ/T 281—2012《高強(qiáng)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》,設(shè)計(jì)者多從降低水膠比、增大膠凝材料用量和使用高效減水劑方面來(lái)考慮,專門針對(duì)高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土的配合比設(shè)計(jì)規(guī)范依然空白。相對(duì)于國(guó)內(nèi),挪威標(biāo)準(zhǔn) NS3473 混凝土的最高強(qiáng)度等級(jí)為 C105,德國(guó)混凝土協(xié)會(huì)1995 年頒布的《高強(qiáng)混凝土指南》最高強(qiáng)度等級(jí)為 C115,日本規(guī)范 JASSO 也給出了高強(qiáng)混凝土的試配公式,美國(guó)混凝土協(xié)會(huì) ACI 也有相關(guān)指導(dǎo)性規(guī)范。在我國(guó)高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土工程應(yīng)用相對(duì)較少,配合比設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不多,是缺乏標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)主要原因。
郭佩玲[22]認(rèn)為高強(qiáng)高性能混凝土必須采用雙摻技術(shù),即摻加高性能復(fù)合型的摻合料和高性能外加劑的途徑來(lái)達(dá)到,而非單一的提高水泥強(qiáng)度等級(jí)和用量。焦楚杰[23]基于超高強(qiáng)高性能混凝土配制試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出膠水比公式系數(shù),并借鑒前人經(jīng)驗(yàn),引入水化活性因子,以及確定膠凝材料、砂、石和外加劑用量,從而提出了超高強(qiáng)高性能混凝土配合比的設(shè)計(jì)方法。趙學(xué)明[24]引入水化活性因子和減水劑增量系數(shù)進(jìn)行高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土配合比的修正,為超高強(qiáng)高性能混凝土配合比的設(shè)計(jì)提供一種實(shí)用的方法。程寶軍[25]基于緊密堆積理論,調(diào)整膠凝材料和砂石骨料堆積密度,配制出 28d 抗壓強(qiáng)度≥135MPa,60d 抗壓強(qiáng)度≥145MPa 的超高強(qiáng)自密實(shí)混凝土。采用拋填骨料工藝制備高強(qiáng)混凝土,是一種嶄新的嘗試方法,目前在軍工某些特殊部位已推廣應(yīng)用[26]。
已經(jīng)獲得學(xué)者認(rèn)可的是,高強(qiáng)混凝土的工作性和流變性幾乎完全取決于外加劑而非水膠比,高效減水劑與高效緩凝劑的良好搭配可以使混凝土有較好的工作性以及較小的坍落度損失[27]。對(duì)工作性的影響程度中,減水劑最為強(qiáng)烈,其次是粉煤灰摻量,然后是砂率,水膠比對(duì)工作性影響不顯著[28]。從實(shí)際工程應(yīng)用結(jié)果來(lái)看,外加劑是制備高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土的首要考慮因素,混凝土強(qiáng)度與和易性的獲取,均由外加劑來(lái)決定。另外,礦物摻合料的用量和砂率對(duì)混凝土的和易性也有較大的影響。合適的漿骨比是保證混凝土流動(dòng)性良好的一個(gè)重要參數(shù)。對(duì)混凝土工作性能的判定,坍落度已無(wú)法衡量,目前主要依據(jù)自密實(shí)混凝土的一些指標(biāo),如T50、倒筒時(shí)間和間隙通過(guò)性等?;炷恋墓ぷ餍砸部蓮臐仓r(shí)的泵送壓力及泵送流量來(lái)判定,以及混凝土在攪拌車的狀態(tài),和易性好的混凝土看上去呈彈性。
單純獲得較高的混凝土強(qiáng)度很簡(jiǎn)單,然而在保證混凝土工作性能良好的同時(shí)保證混凝土強(qiáng)度,尤其是生產(chǎn)應(yīng)用并非易事。對(duì)高強(qiáng)混凝土而言,水膠比一般控制在 0.27 以下,單方用水量不宜大于 145kg,但水膠比不是越低越好,水膠比越低越不利于混凝土后期強(qiáng)度的提高,當(dāng)水膠比過(guò)于低時(shí),會(huì)引起混凝土內(nèi)部缺水,嚴(yán)重影響其后期強(qiáng)度的提高[29]。另外,當(dāng)混凝土呈較干狀態(tài)時(shí),振搗變得困難,內(nèi)部容易形成大的氣泡(尤其是摻有硅灰),成為強(qiáng)度缺陷。礦物摻合料用于高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土中,由于能夠與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生“二次水化”反應(yīng),增加了混凝土中 C-S-H 凝膠的含量,改善界面結(jié)構(gòu),增加強(qiáng)度[30]。高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度發(fā)展較快,尤其是超早期強(qiáng)度,1d 強(qiáng)度可達(dá)到 55MPa[31],可以考慮 56d 或者 90d 強(qiáng)度作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),這對(duì)于提高高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土的耐久性是十分有利的[32]。
蒲心誠(chéng)[33]研究了超高強(qiáng)混凝土的力學(xué)性能,結(jié)果表明超高強(qiáng)混凝土的脆性較大,劈拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度比為1/14.6~1/19.6,要摻入纖維改善其脆性。摻入鋼纖維后,拉壓比隨著鋼纖維摻入量的增加而增加,與未摻入鋼纖維的超高強(qiáng)混凝土相比,拉壓比的提高程度為 24.08%~73.46%,超高強(qiáng)混凝土脆性大、韌性小的缺點(diǎn)得到顯著改善[34]。鋼纖維體積分?jǐn)?shù)不大于 0.75% 時(shí),流動(dòng)性可保持良好,混凝土的韌性和斷裂能可顯著提高[35]。鋼纖維具有改善韌性的優(yōu)點(diǎn),但生產(chǎn)過(guò)程中鋼纖維的分散是需要解決的問題,否則發(fā)生團(tuán)聚,則造成蜂窩狀的缺陷。使用改性膠粉和碳纖維材料等來(lái)改善高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土脆性的研究也與日俱增。
耐久性能方面,高強(qiáng)混凝土的長(zhǎng)期強(qiáng)度、動(dòng)彈性模量、抗碳化、氯離子滲透性能和抗凍性能等均大大提高[36-39],主要是高強(qiáng)混凝土的孔隙率極低,具備良好的微孔結(jié)構(gòu)[40]。
對(duì)高強(qiáng)混凝土耐久性,需考慮的是其裂縫問題。試驗(yàn)結(jié)果表明,干縮值與膠凝材料用量和水膠比相關(guān)性較高,并隨它們的增大而增大[41]。高強(qiáng)混凝土的收縮絕大部分發(fā)生在早期,3d 齡期的收縮達(dá)到 180d 齡期收縮的一半以上,需摻加一定的膨脹劑進(jìn)行補(bǔ)償收縮[42]?;炷猎缙谑湛s和干燥收縮隨著粉煤灰摻量的增加逐漸減少,粉煤灰對(duì)早期收縮的抑制作用優(yōu)于干燥收縮,隨著礦粉的增加,混凝土早期收縮增大而干燥收縮減少,硅灰的摻入增大了混凝土的早期收縮與干燥收縮,并隨摻量增大而增強(qiáng)[43]。由于沸石粉孔穴內(nèi)部的電場(chǎng)和極性作用“使沸石粉具有較高吸附容量的特點(diǎn),水是極性很強(qiáng)的分子,故在混凝土拌合過(guò)程中很容易被沸石粉吸收,隨著水化齡期的延長(zhǎng)”被沸石粉吸收的水會(huì)不斷釋放出來(lái)補(bǔ)充混凝土內(nèi)部的毛細(xì)管水,改善混凝土內(nèi)部毛細(xì)管水分和相對(duì)濕度,降低毛細(xì)管負(fù)壓,可有效降低混凝土的自收縮[44]。也有研究表明,摻加粉煤灰對(duì)混凝土收縮絕對(duì)值無(wú)明顯改善[45],但摻 30% 和 50% 粉煤灰或礦渣粉均使低水膠比漿體的水化溫升和水化放熱速率峰值明顯降低,并延緩這些峰值出現(xiàn)的時(shí)間,且粉煤灰對(duì)水化進(jìn)程的延緩效果優(yōu)于同等摻量的礦渣粉;提高水膠比只能略微推遲漿體的水化溫升和水化放熱速率峰值出現(xiàn)的時(shí)間,使水化放熱速率峰值有所增大,不會(huì)改變漿體溫升曲線和放熱速率曲線的形狀[46]。減少膠凝材料的水化放熱,調(diào)整膠凝材料水泥與礦物摻合料的比例是可行的,例如通過(guò)使用粉煤灰等可降低水化放熱量和延緩水化放熱速度。
高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土的耐火性不如普通混凝土,是因?yàn)槌邚?qiáng)混凝土密實(shí)度太高,高溫時(shí),其內(nèi)部的自由水和C-S-H 及 Ca(OH)2受熱分解產(chǎn)生的水蒸汽無(wú)法排出,形成很高的蒸汽壓,足以使混凝土爆炸[47]。高強(qiáng)混凝土的脆性較大,如何改善其韌性,提高混凝土的抗震性能是需要解決的問題。
高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土至今已在許多重要工程中使用,并在高層建筑、大跨度橋梁、海上平臺(tái)、漂浮結(jié)構(gòu)等工程中顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性,在工程安全使用期、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境條件的適應(yīng)性等方面產(chǎn)生了明顯的效益,被各國(guó)學(xué)者所接受并被認(rèn)為是今后混凝土技術(shù)的發(fā)展方向。
我國(guó)高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用主要有三個(gè)方面:一是地標(biāo)性高層建筑核心筒剪力墻或鋼管柱結(jié)構(gòu);二是用于煤礦的深井壁結(jié)構(gòu);三是軍工防護(hù)等特殊結(jié)構(gòu)。其中以地標(biāo)性建筑的使用較多,并且隨著建筑高度的增大,使用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)越來(lái)越高。但從工程應(yīng)用情況來(lái)看,高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土的使用率相對(duì)較小,在民用建筑中 C80 混凝土應(yīng)用最為廣泛,且單工程混凝土使用量大于 10000m3的工程極少,對(duì)于 C100~C150 強(qiáng)度等級(jí)的混凝土雖有報(bào)道,但實(shí)際工程應(yīng)用方量極少。
高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用推廣,需要多方共同努力。設(shè)計(jì)方提出高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的要求,并在結(jié)構(gòu)截面上進(jìn)行優(yōu)化,已獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益;施工方采取先進(jìn)的施工工藝,加強(qiáng)施工管理,改變普通混凝土澆筑時(shí)偶爾加水等不良現(xiàn)象;商砼站應(yīng)對(duì)混凝土的原材料進(jìn)行嚴(yán)格控制,并逐漸改變混凝土的拌合方式,解決目前高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng),生產(chǎn)供應(yīng)不連續(xù)的現(xiàn)象。另外相關(guān)部門逐漸制定并完善高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用。
高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土的原材料選用極為關(guān)鍵,混凝土的工作性能和強(qiáng)度在很大程度上受減水劑的影響,在實(shí)際工程應(yīng)用中要根據(jù)澆筑體高度及泵車種類合理地調(diào)整配合比,且在配合比設(shè)計(jì)時(shí)考慮溫度應(yīng)力及收縮帶來(lái)的負(fù)面作用,使用膨脹劑或礦物摻合料來(lái)減小開裂的可能性,施工方必須有完整的質(zhì)量保證體系,嚴(yán)格控制作業(yè)環(huán)節(jié),并加強(qiáng)混凝土的后期養(yǎng)護(hù)。高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土的脆性和開裂問題、常溫下超高強(qiáng)混凝土的配制技術(shù)及制備工藝等仍有較大的研究空間,逐漸發(fā)展 RPC、UHPC 的研究及應(yīng)用。
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張二猛(1984—),男,碩士,工程師,研究方向?yàn)楦咝阅芩嗷炷林苽浼皯?yīng)用、堿激發(fā)膠凝材料和快速修補(bǔ)固化材料。