日本卡一卡二卡三卡四100

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      外摻法配制高強微硅粉混凝土的試驗研究
      - 2019-03-30-

      隨著現代建筑物向輕質、高強、高層、大跨度、高性能方向的發展以及使用環境的日趨惡化,在工程中使用的混凝土強度將越來越高。與普通混凝土相比,高強混凝土可以大幅度提高混凝土強度,減輕結構物自重,提高混凝土的耐久性,減少材料用量,降低工程造價以及節省空間。在一些發達國家,高強混凝土已使用得相當普遍。近幾年來,我國高強混凝土發展很快,C50~C70混凝土已在實際工程中廣泛使用,C=80~C100的混凝土已開始在工程中應用。目前高強混凝土的配制技術主要是通過摻入高效減水劑和活性礦質摻合料實現。本試驗采用當地常規原材料,以等量微硅粉取代等量砂的外摻方法配制高強度混凝土,探討水膠比、硅灰摻量、高效減水劑摻量及砂率等因素對高強混凝土強度的影響規律,以確定出最佳配合比,為實現高強混凝土的經濟性和推廣應用奠定可靠的基礎。

      本文采用常規原材料和通用工藝,以等量微硅粉取代等量的砂,即外摻法設計試驗,采用摻加高效減水劑和微硅粉的方法配制高強混凝土。研究了膠結材料用置、水膠比、減水劑用量、砂率和微硅粉摻量對高強混凝土抗壓強度的影響,并得出了最佳配合比。

      1 試驗情況

      1.1  原材料
      1)水泥:625號硅酸鹽水泥,28d抗壓強度71.7 MPtt,其他性能指標均符合GB175—1999。
      2)粗骨料:5mm~40mm級配良好的天然卵石,表觀密度為2.74g/cm3,堆積密度為1 490kg/m3,壓碎指標為1.9%,針、片狀顆粒含量為4.1%。
      3)細骨料:天然河砂,表觀密度為2.68g/cm3,堆積密度為l 650kg/m3,細度模數為2.8,中砂。
      4)鋯硅粉:泉州市威林特實業有限公司生產.
      5)減水劑:FDN一2型高效減水劑。

      1.2 試驗方案
      采用外摻法,即以等量微硅粉取代等量的砂設計試驗,采用16個高強混凝土配合比,強度等級范圍為C60~C80,試件尺寸150 mm×150mrn×150 mm,按照國家標準成型混凝土試件,在標準養護條件下 ,養護到28d齡期,進行混凝土抗壓強度測試。

      2 試驗結果與分析

      2.1 膠結材料用量對高強混凝土抗壓強度的影響
      研究了l600 kg/m3,640kg/m3,680kg/m3三種膠結材料用量對高強混凝土抗壓強度的影響。試驗結果見表2和圖1。由圖1可以看到,增加膠結材料用量時,混凝土的抗壓強度提高。這是因為在水膠比恒定時,增加膠結材料用量提高了混凝土的密實度。

      表2 膠結材料用量對高強混凝土抗壓度的影響        

       

        圖1 膠結材料用量對高強混凝土抗壓強度的影響

      2.2 水膠比對高強混凝土抗壓強度的影響
       
          水膠比是影響混凝土強度的基本因素。根據試驗研究,水灰比定理對于高強混凝土也適用。因此,本試驗采用了0.30以下的水膠比,即以0.20,0.23,0.26三個水膠比進行試驗,結果見表3和圖2。

      表3 水膠比對高強混凝土抗壓強度的影響        

       

      圖2  水膠比對高強混凝土抗壓強度的影
      由圖2可以看出,在膠結材料用量一定時,隨著水膠比減小混凝土抗壓強度提高。
       
      2.3 高效減水劑用量對高強混凝土抗壓強度的影響
       
          試驗采用625號水泥,膠結材料用量為600kg/m3,微硅粉摻量20%,水膠比0.26,高效減水劑摻量4kg/m3~6kg/m3,試驗結果見表4和圖3??梢钥闯?,隨著減水劑摻量的增加,混凝土強度降低,摻量超過5kg/m3以后,強度下降幅度較大。

       

      表4 高效減水劑用量對高強混凝土抗壓強度的影響   

      圖3  高效減水劑用量對高強混凝土抗壓強度的影響

      2.4 砂率對高強混凝土抗壓強度的影響

      表5 砂率對高強混凝土抗壓強度的影響          

      圖4  砂率對高強混凝土抗壓強度的影響
                                                     
      試驗采用膠結材料用量為600kg/m3,水膠比0.26,砂率24%~28%,試驗結果見表5和圖4??梢钥闯?,隨著砂率的增加,混凝土強度提高,但是砂率超過26%以后,混凝土強度降低。

      表6 微硅粉摻量對抗壓強度的影響   

      圖5  微硅粉摻量對抗壓強度的影響   


      2.5 微硅粉摻量對抗壓強度的影響(見表6和圖5)
       

      試驗采用15%,18%,20%三種微硅粉摻量。隨著微硅粉摻量的增加,混凝土強度顯著提高,但是當微硅粉摻量超過 18%以后,強度降低幅度也很大。

      3 結語
      1)采用常規原材料和通用工藝,摻加高效減水劑和微硅粉配制高強混凝土,能夠充分利用當地原材料,獲得經濟性良好的高強混凝土。
      2)配制高強混凝土,當水膠比小于0.23時,即使加入大量高效減水劑也不能使混凝土強度提高。因此,配制高強混凝土的適宜水膠比范圍為0.23~0.30。

      3)在水膠比一定的情況下,隨著微硅粉摻量的增加,混凝土抗壓強度提高。但是當水膠比過小時,微硅粉活性發揮不出來,對混凝土抗壓強度影響顯著。因此,配制高強混凝土的適宜硅灰摻量為15%~25%。
      4)在水膠比一定、塌落度相同的情況下,減水劑用量小的混凝土抗壓強度高。當高效減水劑用量超過9 kg/m3以后混凝土抗壓強度幾乎保持不變。因此,配制高強混凝土的適宜高效減水劑用量為5 kg/m3~7 kg/m3。
      5)增加砂率可以提高混凝土的抗壓強度。因此,配制高強混凝土時摻人20%~30%的砂率較適宜。


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