高強(qiáng)混凝土的配制

徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文PAGE19高強(qiáng)混凝土的配制中文摘要高強(qiáng)混凝土由于其強(qiáng)度等級(jí)高，密實(shí)性好，減輕自重，節(jié)約成本，已被列為建設(shè)事業(yè)“十一五”重點(diǎn)推廣技術(shù)領(lǐng)域，重點(diǎn)項(xiàng)目之一。本文重點(diǎn)介紹了對(duì)配制高強(qiáng)混凝土原材料的選擇和預(yù)處理，并對(duì)高強(qiáng)混凝土配合比的設(shè)計(jì)、試配進(jìn)行了論述。（中文摘要太簡(jiǎn)單，需要將本論文的起因、研究要點(diǎn)、結(jié)論全部概括在摘要里）關(guān)鍵詞：高強(qiáng)混凝土原材料選擇與預(yù)處理配合比修改意見(jiàn)：你的論文有全盤抄襲的嫌疑，而且沒(méi)有任何參考文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)，論文中配合比設(shè)計(jì)公式的可信度有些懷疑，缺乏試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。論文內(nèi)容較少，不夠畢業(yè)論文的分量。修改后請(qǐng)將目錄和論文封面做好，一起發(fā)過(guò)來(lái)。下面是你發(fā)給我的論文大綱，你比較一下高強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)高強(qiáng)混凝土的定義及特點(diǎn)高強(qiáng)混凝土在實(shí)際中的使用現(xiàn)狀高強(qiáng)混凝土發(fā)展前途高強(qiáng)混凝土的配合比設(shè)計(jì)原材料的選取外加劑的選取高強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)高強(qiáng)混凝土配合比計(jì)算過(guò)程五．高強(qiáng)混凝土的技術(shù)性能及指標(biāo)六．高強(qiáng)混凝土的缺點(diǎn)及改進(jìn)措施前言隨著規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)代建筑的發(fā)展以及對(duì)高強(qiáng)混凝土材料性能要求的日益提高,當(dāng)前很多國(guó)家在高強(qiáng)混凝土上投入大量的人力物力進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)。在配制過(guò)程中,其配合比的好壞直接關(guān)系到高強(qiáng)混凝土的性能和質(zhì)量?jī)?yōu)劣。因此,高強(qiáng)混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法成為人們?cè)诟邚?qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)中研究的目標(biāo)。本文作者通過(guò)實(shí)踐，對(duì)高強(qiáng)混凝土的配制進(jìn)行了一些方面的研究。 高強(qiáng)混凝土在建筑工程中的應(yīng)用1、高層建筑結(jié)構(gòu)高層建筑中采用高強(qiáng)混凝土可以大幅度縮小底層混凝土柱子的截面尺寸，擴(kuò)大柱網(wǎng)間距，擴(kuò)大空間，增大建筑使用面積。上下柱子采用不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土有利于統(tǒng)一柱子尺寸和模板規(guī)格，方便施工，節(jié)約周轉(zhuǎn)耗材的投入，并可利用高強(qiáng)混凝土的早強(qiáng)特點(diǎn)加快施工進(jìn)度。高強(qiáng)混凝土還因徐變小，彈性模量高，可以減少柱子的壓縮量和增加結(jié)構(gòu)剛度，這對(duì)高層建筑來(lái)源是非常重要的。2、大跨度結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)高強(qiáng)混凝土徐變小，彈性模量高，可以減少預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失，減小構(gòu)件截面尺寸，減輕自重。處于侵蝕環(huán)境下的建筑物或構(gòu)筑物。高強(qiáng)混凝土有較強(qiáng)的抵抗化學(xué)物質(zhì)腐蝕能力，耐久性優(yōu)良，所以貯存某些化學(xué)物品的倉(cāng)庫(kù)，周圍大氣中含有較多鹽份的工程建筑物，以及直接受到侵蝕性物質(zhì)作用或機(jī)械磨損的廠房、車庫(kù)等地面構(gòu)件均宜應(yīng)用高強(qiáng)混凝土。我國(guó)在高強(qiáng)混凝土研究和應(yīng)用方面起步并不算晚。早在20世紀(jì)70年代，就有不少單位開(kāi)始用高效減水劑配制高強(qiáng)混凝土的試驗(yàn)研究，隨著我國(guó)城市建設(shè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，高強(qiáng)混凝土在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)效益上的巨大優(yōu)越性正日益為人們所認(rèn)識(shí)。二、高強(qiáng)混凝土的特點(diǎn)高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通混凝土，其組成材料的質(zhì)量要求嚴(yán)，還要采取一定的技術(shù)措施，如外摻增強(qiáng)材料、高效減水劑、改善攪拌工藝等，因而，高強(qiáng)混凝土的配合比設(shè)計(jì)與普通混凝土有一定的差別。1、當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于等于60級(jí)時(shí)，水灰比與混凝土強(qiáng)度的線性關(guān)系較差，分散性較大，因此水灰比的計(jì)算與普通混凝土有所不同，水灰比的計(jì)算仍采用普通混凝土的強(qiáng)度公式《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55-20)中的強(qiáng)度公式：但式中回歸系數(shù)αa、αb取值與普通混凝土不同，回歸系數(shù)應(yīng)使用工程用的水泥砂石并通過(guò)試驗(yàn)建立水灰比與混凝土強(qiáng)度關(guān)系式來(lái)確定，亦可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，即碎石混凝土αa=0.40，αb=0.31。2、普通混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本原則是砂子填充石子空隙，水泥漿填充砂子空隙，現(xiàn)根據(jù)施工條件的要求乘以大于1的系數(shù)來(lái)改善拌合物的工作性能。因此可以在采用水灰比控制強(qiáng)度的基礎(chǔ)上調(diào)整砂率和用水量來(lái)控制混凝土稠度。但高強(qiáng)混凝土的水灰比較小，水泥漿本身比較干稠，采用增大用水量（即水泥漿體積）的辦法來(lái)改善稠度是不經(jīng)濟(jì)也是不可能的。3、高強(qiáng)混凝土的水泥用量相對(duì)較多，配合比設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)法降低水泥用量的潛力也大，這樣不但有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還可以改善混凝土各項(xiàng)技術(shù)性能，特別對(duì)提高混凝土耐久性和長(zhǎng)期性利。4、高強(qiáng)混凝土拌合物因水灰比較小而干稠，須用高效減水劑改善和易性，并需要強(qiáng)力攪拌才能使其均勻和充分發(fā)揮水泥活性。鑒于上述特點(diǎn)與情況，對(duì)高強(qiáng)混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討，有助于它的推廣應(yīng)用。原材料選取與處理水泥水泥是影響混凝土強(qiáng)度的主要因素。配制高強(qiáng)度混凝土，應(yīng)采用礦物組成合理、細(xì)度合格的高強(qiáng)度水泥，一般宜優(yōu)先選取旋窯生產(chǎn)的強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。水泥磨的愈細(xì)，比表面積就愈大，水化反應(yīng)愈充分，早期強(qiáng)度就愈高。然而細(xì)度不宜過(guò)高，否則會(huì)造成水化熱過(guò)大，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫，反而降低混凝土強(qiáng)度和耐久性，影響混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命。高強(qiáng)混凝土要求低水膠比，要降低水膠比就必須使用高效減水劑。但是并不是每一種符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的水泥在使用一定的高效減水劑時(shí)都有相同的流變性能;同樣，也并不是每一種符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的高效減水劑對(duì)每一種水泥流變性能的影響都相同。這就是所謂的水泥和高效減水劑之間存在相容性問(wèn)題。當(dāng)水泥與高效減水劑的相容性不好時(shí)，不僅會(huì)造成高效減水劑的減水效果差，更為重要的是會(huì)造成混凝土坍落度的嚴(yán)重?fù)p失。影響水泥與高效減水劑相容性的主要因素，對(duì)高效減水劑來(lái)說(shuō)，主要包括其化學(xué)性質(zhì)、分子量、交聯(lián)度、磺化程度和平衡離子等;對(duì)水泥來(lái)說(shuō)，主要包括:(1)水泥的C3A含量和總堿含量;C3A含量不宜超過(guò)8%，當(dāng)C3A含量過(guò)高時(shí)，一般來(lái)說(shuō)，用于高強(qiáng)混凝土的水泥，拌制出來(lái)的混凝土流動(dòng)度損失會(huì)很快。(2)水泥的細(xì)度;用于高強(qiáng)混凝土的水泥細(xì)度一般在3000一4000m2/g，水泥的細(xì)度會(huì)影響拌制混凝土的需水量，水化過(guò)程的放熱速度，在空氣中的硬化收縮等，進(jìn)而影響混凝土發(fā)生裂縫的可能性，還會(huì)影響混凝土坍落度的損失。2、粗集料粗集料在混凝土的結(jié)構(gòu)中主要起骨架作用，因此骨料的性能對(duì)于高強(qiáng)度混凝土的抗壓強(qiáng)度具有重要影響。粗集料可從抗壓強(qiáng)度、表面特征、最大粒徑、雜質(zhì)含量等對(duì)其進(jìn)行優(yōu)選和預(yù)處理。2.1.抗壓強(qiáng)度制備高強(qiáng)度混凝土，應(yīng)優(yōu)先選取質(zhì)地堅(jiān)硬的碎石。根據(jù)配制混凝土的等級(jí)，合理確定粗集料的強(qiáng)度，其強(qiáng)度通過(guò)壓碎值或巖石立方體強(qiáng)度的來(lái)測(cè)定。碎石的壓碎指標(biāo)值一般應(yīng)小于10%?？箟簭?qiáng)度不應(yīng)小于要求配制的混凝土抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的1.5倍。因此，一般采用質(zhì)地堅(jiān)硬，級(jí)配良好的花崗巖、硬質(zhì)砂巖以及石灰?guī)r等。另外一般碎石的抗壓強(qiáng)度在110-130MPa左右，再加上其各相不均勻性，故在配C100以上混凝土的時(shí)候尤其需要考慮粗集料的選擇，甚至普通的碎石可能無(wú)法達(dá)到要求，轉(zhuǎn)而考慮不要粗骨料或者改為活性陶粒，即通常所說(shuō)的RPC。2.2.表面特征在混凝土初凝時(shí)，水泥砂漿與粗集料的粘結(jié)受集料表面特征的影響較大。一般應(yīng)選取近似立方體形的碎石，其表面粗糙、多棱角，這樣提高了混凝土的粘結(jié)性能，從而提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度，應(yīng)避免使用鄂破碎石，因該方式生產(chǎn)的碎石級(jí)配不好且針、片狀較多，而選用反擊式破碎石其級(jí)配較好且碎石形狀近似立方體。為了盡量減少混凝土內(nèi)部的缺陷，粗集料在使用前可考慮用水清洗晾干，以除去泥塊、粉屑和一些有害的輕物質(zhì)等。另其中針、片狀的含量不應(yīng)超過(guò)8%。2.3.最大粒徑對(duì)于中、低強(qiáng)度混凝土來(lái)說(shuō)，適當(dāng)增加骨料粒徑對(duì)混凝土強(qiáng)度有利，但對(duì)于高強(qiáng)度混凝土由于石材的強(qiáng)度的不均勻性則可能導(dǎo)致強(qiáng)度下降。在混凝土拌和物中，相同重量的大粒徑集料比小粒徑集料表面積要小，其與砂漿的粘結(jié)面積相應(yīng)要小，則粘結(jié)力要低，且混凝土的工作性差，所以大粒徑集料很難配制出高強(qiáng)度混凝土。對(duì)強(qiáng)度等級(jí)為C60的混凝土，其粗骨料的粒徑不應(yīng)大于31.5mm;對(duì)強(qiáng)度等級(jí)高于C60的混凝土，其粗骨料的粒徑最大不應(yīng)超過(guò)25mm，采用標(biāo)準(zhǔn)為5~15或5~20規(guī)格的集料最適宜。2.4.級(jí)配集料的級(jí)配要符合要求且集料的空隙要小，通常采用二種規(guī)格的石子進(jìn)行摻配。如5~31.5mm連續(xù)級(jí)配采用5~16mm和16~31.5mm二種規(guī)格的碎石進(jìn)行摻配。5~25mm連續(xù)級(jí)配采用5~16mm和10~25mm二種規(guī)格進(jìn)行摻配。摻配時(shí)符合級(jí)配要求的范圍內(nèi)，可能有二種或三種符合級(jí)配范圍要求的摻配方案，選取其中體積密度較大者使用，因體積密度大則空隙率小。3、細(xì)集料砂材質(zhì)的好壞，對(duì)高強(qiáng)混凝土的和易性影響比粗集料要大。一般應(yīng)優(yōu)先選?、蚣?jí)、含泥量少、石英顆粒含量較多的江砂或河砂。砂的細(xì)度模數(shù)最好在2.6~3.1的范圍內(nèi)的中砂或者中粗砂，當(dāng)細(xì)度模數(shù)<2.6時(shí)，拌制的混凝土拌和物會(huì)顯得粘稠，施工中難以振搗。另外如果砂子過(guò)細(xì)，在滿足拌和物和易性要求時(shí)，就要增大水泥用量。砂也不宜太粗，細(xì)度模數(shù)在3.1以上時(shí)，容易引起新拌混凝土的運(yùn)輸澆筑過(guò)程中離析及保水性能差，從而影響混凝土的內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量。同時(shí)應(yīng)檢測(cè)其中5mm以上小石子的含量如果超過(guò)10%應(yīng)在計(jì)算配比時(shí)將其換算成石頭的量。在使用前同樣考慮用水清洗晾干。4、水拌合水使用飲用水時(shí)一般可不經(jīng)試驗(yàn)直接使用，其他水拌制混凝土要選擇不含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害物質(zhì)、油脂、糖類等，且水的PH值應(yīng)大于4。5、高效減水劑配制高強(qiáng)混凝土降低水膠比必須使用高效減水劑，高效減水劑實(shí)際減水率可達(dá)到25%左右，摻人混凝土后，可以提高混凝土的流動(dòng)性，改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗壓、抗彎性能，同時(shí)降低了水泥用量，減少工程成本。但摻高效減水劑的混凝土容易出現(xiàn)的坍落度損失較快，所以施工時(shí)宜采用二次摻人法或摻人相應(yīng)的緩凝劑。另外，當(dāng)日最低溫度低于0℃時(shí)，高效減水劑雖能提高拌合物和易性，但對(duì)混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)會(huì)大大降低，因此，必須對(duì)混凝土拌合物采取有效保溫措施。目前第三代減水劑聚羧酸的出現(xiàn)及普及使用，由于其梳形分子結(jié)構(gòu)及羧基的影響使得的聚羧酸系減水劑具有減水率高、混凝土塌落度經(jīng)時(shí)損失小，摻量低等優(yōu)點(diǎn)。但聚羧酸的使用影響因素較復(fù)雜在施工過(guò)程中必須注意的以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)水敏感，水的波動(dòng)會(huì)造成減水的效果差別很大，因此必須控制砂石的含水率，最好有室內(nèi)堆場(chǎng)，以利于水份均勻，并且在施工中嚴(yán)禁私自向混凝土中加水。(2)聚羧酸的配制材料的不同導(dǎo)致其實(shí)際效果也不同，故提供聚羧酸的廠家換原材料時(shí)應(yīng)重新對(duì)相容性做檢測(cè)，以確定合適的摻量。6、礦物摻合料6.1.粉煤灰粉煤灰來(lái)自于火力電廠，燒煤后收集的灰粒。對(duì)其有效使用不但有利于環(huán)保，減少污染。且對(duì)混凝土的性能也產(chǎn)生很多影響。對(duì)于混凝土拌合物能夠減少拌合物用水量、提高保水性、降低泌水量，而且由于粉煤灰顆粒的表面光滑起到潤(rùn)滑和分散作用能夠提高混凝土的坍落度，坍落度經(jīng)時(shí)損失也得到明顯緩解。但通常隨著粉煤灰在混凝土中摻量的增加，粉煤灰混凝土的強(qiáng)度發(fā)展特別是早期強(qiáng)度降低較為明顯，其強(qiáng)度的增長(zhǎng)效應(yīng)隨齡期增長(zhǎng)其作用才逐漸體現(xiàn)出來(lái)，1年后的強(qiáng)度甚至超過(guò)普通混凝土強(qiáng)度。由于粉煤灰的摻人有效的改善了普通混凝土的工作性，在同樣的工作性能的情況下，粉煤灰混凝土的收縮比普通混凝土低。粉煤灰混凝土能夠提高混凝土的密實(shí)度、抗?jié)B性，但會(huì)降低抗凍性可適量加人引氣劑來(lái)改善。在選取粉煤灰的時(shí)候除了細(xì)度上的差別外，應(yīng)重點(diǎn)考慮其燒失量。細(xì)度是其活性的重要指標(biāo)，比表面積在6000cm2/g以上較合適。燒失量的高低主要由含碳量決定，含碳量高則會(huì)吸附減水劑、引氣劑等降低其使用效果，提高需水量，降低混凝土的密實(shí)度。6.2.礦渣粉?；郀t礦渣來(lái)自于煉鐵的副產(chǎn)品，對(duì)于混凝土拌合物能降低抗離析能力，延緩初凝、終凝時(shí)間，降低水化熱、推遲溫峰出現(xiàn)時(shí)間。提高混凝土的坍落度，減少坍落度經(jīng)時(shí)損失。因其改善水泥石與骨料界面，減小Ca(OH)2晶體，細(xì)化水泥石結(jié)構(gòu)，從而有效提高混凝土抗?jié)B性能。耐蝕性能也得到改善，尤其抑制氯離子優(yōu)異，因?yàn)榈V渣與堿先行反應(yīng)，即固定了水泥中的Na20,K20弱化或消除了潛在的堿骨料反應(yīng)。為了更有效地激發(fā)礦渣粉的活性，在選擇時(shí)成分變化不大的情況下需重點(diǎn)考慮細(xì)度，比表面積在5000cm2/g以上較合適。6.3.硅粉硅粉來(lái)源于硅鐵合金廠、硅金屬?gòu)S冶煉進(jìn)人煙道、收塵裝置收集的極細(xì)微粒。在混凝土中摻加能提高密實(shí)度減少大晶格的Ca(OH)2和鈣礬石、降低泌水率、減弱水膜危害、強(qiáng)化了界面狀態(tài)，提高強(qiáng)度和耐久性，尤其對(duì)早期強(qiáng)度貢獻(xiàn)較大，抗?jié)B、抗侵蝕、抗銹蝕、抗沖擊磨損都有所提高，由于其消耗OH-，能夠抑制堿骨料反應(yīng)。但摻量不宜過(guò)量，會(huì)增加混凝土稠度，不易施工。6.4.其他摻合料天然沸石、片高嶺土等磨細(xì)后均可以加入混凝土用以替代部分水泥使用。由于礦物摻合料之間微粉顆粒的填充效應(yīng)與和后期水化的化學(xué)效應(yīng)的復(fù)合疊加，在選取礦物添加劑的時(shí)候應(yīng)考慮選用兩種或兩種以上礦物摻合料和外加劑同時(shí)摻人混凝土，從而產(chǎn)生各組分性能的疊加甚至超疊加效應(yīng)以進(jìn)一步改進(jìn)混凝土性能和取得某種特性。高強(qiáng)混凝土的配合比設(shè)計(jì)1.計(jì)算施工配制強(qiáng)度f(wàn)cu,o=fcu,k+1·645σ式中fcu,o—混凝土的施工配制強(qiáng)度,MPa;fcu,k—設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,MPa;σ—施工單位的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差,MPa。如施工單位不具有近期同一品種混凝土強(qiáng)度資料時(shí),σ值取6MPa。2.計(jì)算水灰比W/C=Afce/(fcu,o-A·Bfce)式中fce—水泥強(qiáng)度等級(jí);A、B—回歸系數(shù),A=0.40,B=0.31。水灰比一般為0·25~0·40。3.計(jì)算砂石用量3.1碎石用量G0=(0·9~0·95)γ′式中G0—碎石用量,kg/m3;γ′—碎石的松散密度,g/cm3。3.2計(jì)算砂用量式中S0—混凝土砂用量,kg/m3;QS—砂率,一般取0.28~0.32。4.計(jì)算水和水泥用量4.1質(zhì)量法GW+C=γh-(So+Go)式中Gw+c—混凝土水泥漿質(zhì)量,kg/m3;Γh—混凝土混合物假定密度,kg/m3。一般取2500~2600kg/m3,與碎石的密度有關(guān);WO—混凝土用水量,kg/m3;CO—混凝土水泥用量,kg/m3。4.2體積法式中VP—每m3混凝土中水泥漿體積,m3;γC—水泥密度,g/cm3;γs—砂密度,g/cm3;γg—碎石密度,g/cm3;Co—混凝土水泥用量,kg/m3;Wo—混凝土用水量,kg/m34.3配合比設(shè)計(jì)示例某建筑物混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60,要求坍落度30~50mm。所用水泥:普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級(jí)52.5級(jí),密度為3.10g/cm3;砂:中砂密度2.65g/cm3;碎石:5~31.5mm,松密度1400kg/cm3,密度2.675g/cm3;水:飲用水;減水劑:UNF-5高效劑。計(jì)算配制強(qiáng)度f(wàn)cu,o=fcu,k+1.645σ=60+1.645×6=69.9MPa計(jì)算水灰比