高性能混凝土的施工應(yīng)用

鄭成廣

(上海建工一建集團(tuán)有限公司, 上海 200129)

高性能混凝土的施工應(yīng)用

鄭成廣

(上海建工一建集團(tuán)有限公司, 上海 200129)

高性能混凝土(High Performance Concrete)簡稱 HPC，由于能大幅度提高混凝土性能，已經(jīng)在我國廣泛應(yīng)用。文章將結(jié)合具體工程，淺談高性能混凝土的實(shí)際應(yīng)用。

高性能混凝土； 抗?jié)B； 原材料

高性能混凝土作為一種新型的高技術(shù)混凝土，不但能大幅度提高混凝土的耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性,而且在節(jié)能、節(jié)材、經(jīng)濟(jì)性及環(huán)境保護(hù)方面具有重要意義。

高性能混凝土的配制要求低水膠比，對(duì)水泥、水、粗細(xì)骨料等原材料均有一定要求，同時(shí)，還需要添加礦粉及高效外加劑等。

1 工程概況

成都龍之夢城B地塊位于成都東客站東廣場旁，總建筑面積25×104m2。該工程由兩幢主要單體組成，按功能分為公寓和酒店，其中地下3層，酒店部分地上48層，高度187 m；公寓部分地上31層，高度107 m，建成后將成為成都東客站的地標(biāo)性建筑。

本工程基礎(chǔ)底板、地下室側(cè)墻、地下室頂板及屋面均為抗?jié)B混凝土，其中底板和地下室側(cè)墻抗?jié)B級(jí)別為P8，其他為P6。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，抗?jié)B混凝土需要加入聚丙烯纖維。

2 抗?jié)B混凝土配合比分析

本工程抗?jié)B混凝土配合比詳見表1。

表1 抗?jié)B混凝土配合比表 kg/m3

2.1 拌合用水

拌合用水采用生活飲用用水

2.2 水泥

高性能混凝土采用的水泥型號(hào)為P.O42.5。水泥的比表面積比不大于350 m2/kg, 28d 膠砂強(qiáng)度不低于48 MPa。考慮到高性能混凝土與普通混凝土的區(qū)別，選擇時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

(1)不選擇復(fù)合硅酸鹽水泥。

原因是復(fù)合硅酸鹽水泥中的混合材料比較復(fù)雜，成分較多，無法追溯其混合原材品種和含量。而高性能混凝土要求使用高品質(zhì)原材料，且其品種純凈，來源清晰。

(2)不選擇早強(qiáng)型水泥(即后綴帶“R”的水泥)。

原因是早強(qiáng)型水泥一般C3A或C3S含量高，或者粉磨細(xì)度大，用這種水泥制備的混凝土體積穩(wěn)定性差，容易收縮開裂，影響結(jié)構(gòu)耐久性。

(3)不選擇強(qiáng)度等級(jí)為32.5MPa的水泥。

(4)盡量使用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。因?yàn)樯鲜鋈叩哪土蛩猁}侵蝕性要優(yōu)于普通硅酸鹽水泥。

2.3 細(xì)骨料

選擇細(xì)度模數(shù)在2.3～3.0范圍內(nèi)的中砂，含泥量不大于2.0 %，泥塊含量不大于0.5 %。

2.4 粗骨料

本工程粗骨料采用的是直徑5～25 mm連續(xù)級(jí)配的碎石。

2.5 礦物摻合料

礦物摻合料主要包括粉煤灰、粒化高爐礦渣粉、硅灰、鋼渣粉、磷渣粉、石灰石粉、天然火山灰等；可采用兩種或兩種以上的礦物摻合料按一定比例混合使用。本工程主要使用的礦物摻合料為粉煤灰、粒化高爐礦渣粉(?；郀t礦渣粉又稱為礦粉、礦渣微粉)。

用于高性能混凝土的粉煤灰包括直接從電廠煤粉爐煙道氣體中收集和分選的粉煤灰以及在其基礎(chǔ)上進(jìn)行磨細(xì)的粉煤灰。按煤種粉煤灰分為F類和C類：F類粉煤灰是由無煙煤或煙煤燃燒收集的粉煤灰；C類粉煤灰是由褐煤或次煙煤燃燒收集的粉煤灰。本工程采用的是F類粉煤灰。

摻加粉煤灰有利于提高混凝土的抗?jié)B透性能。用于高性能混凝土的粉煤灰應(yīng)符合表2中的技術(shù)要求。

表2 高性能混凝土用粉煤灰技術(shù)要求

本工程的抗?jié)B混凝土采用是S75礦粉，即礦粉活性指數(shù)28 d≥75%。一般礦渣粉磨得越細(xì)，其流動(dòng)度比越大、活性越高，摻入混凝土后，早期產(chǎn)生的水化熱越大。當(dāng)粉磨太細(xì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生類似硅灰的性質(zhì)，活性雖然很高，但是流動(dòng)度比降低。

根據(jù)以往工程的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，粒徑大于45 μm的礦渣顆粒很難參與水化反應(yīng)，因此要求用于高性能混凝土的礦渣粉比表面積一般應(yīng)超過400 m2/kg，充分發(fā)揮其活性。

2.6 外加劑

本工程的抗?jié)B混凝土使用的外加劑主要為高性能聚羧酸減水劑及膨脹劑。

在使用高性能聚羧酸減水劑的過程中需要注意的是：

(1)高性能減水劑對(duì)集料的含泥量較為敏感，含泥量過大會(huì)降低其分散效果；此外，其減水效果還受混凝土原材料、配合比以及試驗(yàn)條件的影響，需要做好試配工作，否則將嚴(yán)重影響實(shí)際效果。

(2)高性能聚羧酸減水劑配制的混凝土拌和物對(duì)用水量較為敏感，尤其在低用水量的情況下，加水量的波動(dòng)可能易導(dǎo)致狀態(tài)的突變。

(3)高性能減水劑應(yīng)采用聚乙烯塑料桶或玻璃鋼、不銹鋼桶運(yùn)輸、儲(chǔ)存，以保證其性能穩(wěn)定性。

本工程膨脹劑的使用量約為每1 m3混凝土中水泥用量的8%～10%，同時(shí)要求混凝土在水中養(yǎng)護(hù)14 d時(shí)的限制膨脹率不小于2.5×10-4。

2.7 纖維

本工程使用的是合成纖維中的聚丙烯纖維。摻量為每1 m3混凝土0.9 kg，纖維長度不小于19 mm。

聚丙烯纖維由于在堿液和升溫(pH=14，溫度為80℃)條件下，6 h后強(qiáng)度保持率大于95 %，具有非常好的耐堿性能，因此是目前用于混凝土最主要的合成纖維品種。

3 結(jié)束語

高性能混凝土的施工應(yīng)用主要應(yīng)該從原材料著手，通過添加礦物摻合料、高性能外加劑及纖維等進(jìn)一步改善混凝土的性能，更為重要的是，需要通過反復(fù)試驗(yàn)，最終確定合適的配合比參數(shù)。

由于高性能混凝土既能改善混凝土的性能，又在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)等方面具有一定的優(yōu)勢，因此必將成為我國混凝土發(fā)展中的主要方向。

[1] CECS 207：2006 高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S]

[2] 姚燕，王玲，田培.高性能混凝土[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2006

TU528.31

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[定稿日期]2015-03-10