金超，石從黎，楊再富

（1重慶建工新型建材有限公司，重慶 401122； 2重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶 400015）

C80高強(qiáng)混凝土的研發(fā)與試應(yīng)用

金超1，石從黎2，楊再富1

（1重慶建工新型建材有限公司，重慶 401122； 2重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶 400015）

該文介紹了C80預(yù)拌混凝土的研發(fā)與試應(yīng)用過(guò)程，包括原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、配合比驗(yàn)證，以及混凝土攪拌、運(yùn)輸、泵送、振搗和養(yǎng)護(hù)。為重慶預(yù)拌混凝土企業(yè)提供參考。

預(yù)拌混凝土；配合比；混合砂；性能指標(biāo)

0 引言

近年來(lái)，隨著重慶兩江新區(qū)的成立及建成長(zhǎng)江上游金融中心目標(biāo)的提出，重慶主城區(qū)的房屋建筑及基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)了向超高層、超長(zhǎng)跨度方向發(fā)展的趨勢(shì)。目前，據(jù)調(diào)查，重慶主城區(qū)的高樓密度超越香港、上海、廣州等一線城市，全國(guó)第一[1]，其中近期規(guī)劃建設(shè)的高度超過(guò)400m的超高層建筑有近10棟，這就催生了對(duì)C80強(qiáng)度等級(jí)及以上高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)烈需求。

雖然，采用重慶本地材料制備高強(qiáng)混凝土早有研究報(bào)道[2-4]，但均為科研機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)室研究結(jié)果，沒(méi)有經(jīng)過(guò)預(yù)拌生產(chǎn)和泵送施工的應(yīng)用驗(yàn)證，還不能直接作為終端產(chǎn)品應(yīng)用。

為此，重慶某公司在總結(jié)國(guó)內(nèi)相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上[2-4]，利用本企業(yè)常規(guī)生產(chǎn)材料，配制出工作性、耐久性好，抗壓強(qiáng)度滿足要求的C80高強(qiáng)預(yù)拌混凝土，并通過(guò)試應(yīng)用驗(yàn)證了C80混凝土的預(yù)拌生產(chǎn)與泵送施工過(guò)程，積累了珍貴的生產(chǎn)與施工經(jīng)驗(yàn)，為C80混凝土在重慶地區(qū)的推廣應(yīng)用做好了充分準(zhǔn)備。

1 C80混凝土的研發(fā)

1.1 原材料選擇

1.1.1 水泥

選擇強(qiáng)度等級(jí)較高的重慶拉法基P·O52.5R水泥，基本性能見(jiàn)表1。

1.1.2 細(xì)集料

使用重慶預(yù)拌混凝土廣泛采用的混合砂，其中，特細(xì)砂選擇細(xì)度模數(shù)為1.0的渠河砂，機(jī)制砂選擇粒形較好，細(xì)度模數(shù)為3.4的整形機(jī)制砂，二者按1∶3的比例混合，所形成的混合砂細(xì)度模數(shù)滿足中砂的技術(shù)要求（細(xì)度模數(shù)2.7），同時(shí)級(jí)配也滿足Ⅱ區(qū)砂的要求（見(jiàn)圖1）。

表1 P·O52.5R水泥的基本性能

圖1 混合砂的篩分曲線

1.1.3 粗集料

因重慶地區(qū)缺乏高強(qiáng)巖石資源 （花崗巖和玄武巖等），配制C80混凝土只能選擇強(qiáng)度較高的石灰?guī)r碎石，其相應(yīng)的技術(shù)要求見(jiàn)表2。

表2 粗集料的技術(shù)要求

1.1.4 摻合料

根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的要求，高強(qiáng)混凝土需使用優(yōu)質(zhì)摻合料部分替代水泥，以減少水泥水化熱和提高混凝土強(qiáng)度。于是，通過(guò)試驗(yàn)比選，選擇重慶珞磺電廠的I級(jí)粉煤灰（技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3），以及重慶某廠家的硅灰產(chǎn)品（SiO2含量96%，活性指數(shù)99%）。

表3 重慶粉煤灰的主要技術(shù)指標(biāo)

1.1.5 外加劑

通過(guò)比選試驗(yàn)，選擇減水率30%（摻量2.9%），2h坍落度經(jīng)時(shí)損失小于20mm、凝結(jié)時(shí)間16～20h，且與水泥適應(yīng)性好的重慶某品牌聚羧酸高性能減水劑。

1.2 混凝土配合設(shè)計(jì)

首先，確定C80高強(qiáng)混凝土的技術(shù)目標(biāo)參數(shù)為：配制強(qiáng)度92M Pa，坍落度≥240mm，擴(kuò)展度≥650mm，倒錐流出時(shí)間≤15s，坍落度經(jīng)時(shí)損失小于20mm/h，凝結(jié)時(shí)間16～25h。

然后，根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ 55-2011中高強(qiáng)混凝土配合比的設(shè)計(jì)方法，確定配合比參數(shù)及膠凝材料用量的范圍為：水膠比0.26～0.28，砂率35%～42%，膠凝材料用量520～580 kg/m3，礦物摻合料摻量25%～40%（其中硅灰摻量不宜大于10%），水泥用量小于500kg/m3。

最后，在以上配合比參數(shù)及膠凝材料用量范圍的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交試驗(yàn)確定C80高強(qiáng)混凝土的最佳配比（表4）。

表4 C80高強(qiáng)混凝土的最佳配合比（kg）

1.3 混凝土配合驗(yàn)證

經(jīng)重復(fù)性驗(yàn)證試驗(yàn)（見(jiàn)圖2），所配制C80高強(qiáng)預(yù)拌混凝土的坍落度250mm，擴(kuò)展度660mm，2h坍落度經(jīng)時(shí)損失10mm，倒錐流出時(shí)間8s，初凝時(shí)間20h，7d強(qiáng)度平均值達(dá)到79.6M Pa，28d強(qiáng)度平均值達(dá)到94.1MPa，符合設(shè)計(jì)預(yù)期。

圖2 驗(yàn)證試驗(yàn)效果

2 C80混凝土的試應(yīng)用

2.1 工程概況

為了獲取C80混凝土的生產(chǎn)、運(yùn)輸和澆筑經(jīng)驗(yàn)，采用C80高強(qiáng)混凝土澆筑了某攪拌站料場(chǎng)的混凝土柱子、圍墻和混凝土方墩（空間尺寸3.0×1.8×1.5m），總體量47m3。

2.2 混凝土澆筑過(guò)程

2.2.1 攪拌及運(yùn)輸

采用高強(qiáng)混凝土專用生產(chǎn)線進(jìn)行集中攪拌，攪拌時(shí)間180s（比普通混凝土長(zhǎng)1倍）。預(yù)拌產(chǎn)品經(jīng)出廠檢驗(yàn)（坍落度測(cè)定）合格后，采用混凝土罐車運(yùn)輸至澆筑現(xiàn)場(chǎng)（運(yùn)距42km，運(yùn)輸時(shí)間1h-2h）。

2.2.2 泵送及振搗

C80高強(qiáng)混凝土采用80柴油泵進(jìn)行泵送作業(yè)，距離120m（含彎頭4個(gè)），見(jiàn)圖3。作業(yè)過(guò)程中，泵壓穩(wěn)定，泵機(jī)輸送壓力高于普通混凝土近1倍。

圖3 泵管布置

混凝土經(jīng)泵送后坍落度損失很小，仍具有很好的流動(dòng)性（見(jiàn)圖4），只需適當(dāng)振搗至表面泛漿即可。

圖4 C80混凝土的入模情況

2.2.3 養(yǎng)護(hù)

待混凝土終凝后，采用塑料等覆蓋，設(shè)置專人每天澆水養(yǎng)護(hù)保持混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間14d。

2.3 應(yīng)用效果

2.3.1 力學(xué)性能

通過(guò)預(yù)留同條件試件測(cè)定所應(yīng)用混凝土的力學(xué)性能，結(jié)果表明：早期強(qiáng)度發(fā)展迅速，7d抗壓強(qiáng)度平均值即超過(guò)設(shè)計(jì)要求；后期強(qiáng)度有保證，28d抗壓強(qiáng)度平均值達(dá)到設(shè)計(jì)要求的132%（見(jiàn)表5）。

表5 同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度結(jié)果（MPa）

2.3.2 耐久性能

⑴電通量。通過(guò)預(yù)留試件，按照《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50082-2009的相關(guān)方法，測(cè)定了C80高強(qiáng)混凝土的6h電通量為264C，達(dá)到Q-Ⅴ的抗氯離子滲透等級(jí)，說(shuō)明所應(yīng)用的C80混凝土具有優(yōu)良的抗氯離子滲透性能。

⑵碳化深度。經(jīng)快速碳化試驗(yàn)，C80高強(qiáng)混凝土28d的碳化深度為0mm，說(shuō)明所應(yīng)用的C80混凝土密實(shí)度較高，抗碳化性能好。

3 結(jié)束語(yǔ)

重慶某公司采用重慶地方材料配制出強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求、工作性及耐久性好的C80高強(qiáng)混凝土，并成功地進(jìn)行了試應(yīng)用，積累了珍貴的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。本文所涉及的原材料種類、配合比確定方法、施工技術(shù)方法及C80高強(qiáng)混凝土的性能指標(biāo)，可供重慶混凝土企業(yè)參考。

[1]重慶市經(jīng)濟(jì)信息中心.2010年重慶經(jīng)濟(jì)展望[M].重慶:重慶出版社出版，2009.

[2]肖保懷，姜涵，宋留強(qiáng).機(jī)制砂及礦渣微粉配制C50～C80高性能混凝土研究[J].混凝土，2002(6):54-56.

[3]吳慶紅，陳岳，張娟.利用地方材料配制C70、C80高性能混凝土[J].重慶建筑，2006(7):85-88.

[4]宋偉明，趙春艷，賀洪儒.C80～C100機(jī)制砂高性能混凝土配制技術(shù)[J].施工技術(shù)，2012，41(22):28-32.

Development and Trial Application of C80 High Strength Concrete

The developmentand trial application processof c80 high strength concrete are introduced,includingmaterial selection,m ix proportion design,m ix proportion check and them ixing,transportation,pumping,vibrating andmaintenance of concrete.It offers some references for the prem ixed concrete industry.

prem ixed concrete;m ix proportion;m ixed sand;performance index

TU 528.31

A

1671-9107（2013）06-0049-03

10.3969/j.issn.1671-9107.2013.06.049

2013-04-19

金超（1982-），男，湖北仙桃人，本科，工程師，從事商品混凝土及其相關(guān)產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)。

孫蘇，李紅