1、高 强 混 凝 土,中建商品混凝土有限公司 2018年10月11日,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,主要内容,前言,1,制备高强混凝土的技术途径,2,制备高强混凝土的原材料及其性能指标,3,高强混凝土配合比设计中的几个关键问题,4,高强混凝土配合比的确定,5,高强混凝土的工程应用,6,高强混凝土的应用效果,7,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,1、前 言,随着混凝土技术的发展，高强混凝土在成都地区得到了广泛应用，为我司发挥混凝土技术这一核心竞争力提供了广阔的市场前景，如成都群光大陆广场新建工程C80混凝土、成都茂业大厦C80混凝土等。与普通混凝土相比，高强混凝
2、土具有以下优越性： （1）有效地减轻结构自重； （2）大幅度提高混凝土的耐久性； （3）节约材料和能源，降低建筑成本。可见，使用高强混凝土可以获得很好的技术经济效果。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,2、制备高强混凝土的技术途径,坚毅 恒久 凝聚 可塑,改善水泥石中水化物的相组成，提高其质量，是制备高强混凝土的另一重要课题。在制备高强混凝土时，要设法降低高碱性水化硅酸钙的含量，提高低碱性水化硅酸钙的含量，同时尽量消除游离氧化钙。其方法是在混凝土中掺入活性矿物掺合料，使其含有的活性二氧化硅、三氧化二铝与游离氧化钙及高碱性水化硅酸钙发生二次反应，生成低碱性水化硅酸钙，以增加胶凝物
3、质的数量，改善其质量。,目前国际上较通用的技术路线是：高强度等级水泥超细矿物掺合料+高效减水剂。在普通混凝土中，多余的水在水泥硬化后蒸发，在水泥石和水泥石集料界面区域形成大量的各种孔径的孔隙，以及因泌水、干缩等所引起的微管和微裂缝，这些缺陷是导致混凝土强度下降和其它性能指标低的根本原因。因此，掺加高效减水剂、降低水胶比是一项行之有效的重要措施。,Company Logo,2、制备高强混凝土的技术途径,掺加高效减水剂、降低水胶比是一项行之有效的重要措施。,技术途径,掺入活性矿物掺合料，使其含有的活性二氧化硅、三氧化二铝与游离氧化钙及高碱性水化硅酸钙发生二次反应，生成低碱性水化硅酸钙，以增加胶凝物
4、质的数量，改善其质量。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标,3.1 水泥选用细度适宜、C3A含量较低、水化热较低的峨胜牌P.O42.5R水泥，该品牌水泥质量及稳定性好，特别与西卡特制C80专用聚羧酸减水剂适应性非常好，能够较好满足C80混凝土质量要求。其性能指标见表1。,表1 峨胜P.O42.5R水泥性能指标,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标,3.2 超细矿物掺合料作为高强混凝土的第六组分，主要有
5、硅灰、超细矿渣以及粉煤灰等。 3.2.1 硅灰选用重庆埃肯金属冶炼公司生产的高密型硅灰，该品牌硅灰在行业内有较高知名度，且品质良好。考虑到硅灰表观密度小，不便于输送与自动计量，需采取增密措施。其性能指标见表2。,表2 埃肯增密硅灰性能指标,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标,3.2 超细矿物掺合料 3.2.2 矿粉选用重庆拉法基水泥有限公司生产的S95级矿粉。其性能指标见表3。,表3 重庆拉法基S95级矿粉性能指标,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标,3.2 超细矿物掺合料 3.2.3
6、粉煤灰选用江油电厂7#、8#机组生产的国标级粉煤灰，该品牌粉煤灰质量稳定，在实际使用过程中效果良好，且净浆流动度比不低于基准水泥的120%，能够满足C80混凝土质量要求。其性能指标见表4。,表4 江油电厂7#、8#机组级粉煤灰性能指标,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标,3.3 集料在一般的混凝土中，不同类型集料对抗压强度的影响不大。但在高强混凝土中，集料的差异对混凝土的强度影响很大。因此，集料的选择需要注意以下几个方面： （1）建议采用集料的母岩强度1.7倍混凝土强度，如玄武岩、辉绿岩等； （2）粗集料最大粒径不能过大，建议采用5-20m
7、m连续级配，且粒型好； （3）细度模数为2.7-3.2的细集料能够达到最佳工作性能和抗压强度，同时，尽量避免或减少云母或泥土的含量； （4）机制砂MB值不宜超过0.8g/kg。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标,3.3 集料 3.3.1 粗集料经过大量的市场调研，最终选用新津金马河某砂石场生产的5-10mm、10-20mm两个级配碎石，新津产原料卵石质量好，压碎值小，硬度高，含泥量低，且破碎工艺先进，所产碎石粒型优美，级配合理。其性能指标见表5。,表5 新津5-20mm碎石性能指标,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,3、制
8、备高强混凝土的原材料及其性能指标,3.3 集料 3.3.2 细集料最终选用广汉新平镇大沙砂场生产的纯机制砂，该砂含泥量与石粉含量低，特别是级配较好。其性能指标见表6。,表6 广汉大沙机制砂性能指标,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,3、制备高强混凝土的原材料及其性能指标,3.4 减水剂选用西卡特制C80专用聚羧酸减水剂，其特点是减水率高，与水泥的适应性好，且坍落度经时损失很小。其性能指标见表7。,表7 西卡特制C80专用聚羧酸减水剂性能指标,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,4、高强混凝土配合比设计中的几个关键问题,4.1 减水剂与水泥的适应性配制高强混凝土，减
9、水剂与水泥适应性是必须充分考虑的问题，经过多次反复试配和减水剂厂家的不断调整，最后确定了西卡特制C80专用聚羧酸减水剂。 4.2 坍落度经时损失坍落度经时损失原因： （1）C3A、C4AF对减水剂过强的吸附作用； （2）气泡外溢，水分蒸发； （3）减水剂的分散、湿润等作用，使水泥水化速度加快。为了满足工程泵送施工需要，考虑到工程离我站距离较远，处于繁华路段春熙路旁，且钢筋较密、结构复杂，因此必须做到坍落度4h几乎没有损失，这是配合比设计中又一个关键问题。 4.3 倒坍落度筒流出时间高强混凝土胶凝材料用量大，粘度大，泵送阻力大，为了满足泵送施工，配制出粘度适中的高强混凝土成了另一个关键问题。我们
10、认为，必须将倒坍落度筒流出时间控制在15s以内，2h倒坍络筒流出时间控制在20s以内，才能满足泵送施工要求。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,5、高强混凝土配合比的确定,通过对以上三个技术难点的分析，结合经济性原则（S95级矿粉比水泥贵，不宜采用较高掺量），最终确定高强混凝土生产配合比，配合比见表8，新拌混凝土力学性能见表9，现场混凝土工作性能见图1。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,5、高强混凝土配合比的确定,表8 C80高强混凝土生产配合比（kg/m）,表9 C80高强混凝土工作性能和力学性能,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,5、高强混
11、凝土配合比的确定,图1 现场C80高强混凝土工作性能,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,6.1 原材料质量验收与储存 6.1.1 水泥逐车检测水泥进场温度，严禁温度高于65的水泥入罐，并逐车留样进行检测，填写高强混凝土原材料进场专项验收记录表，由质检组长确认后，实行专罐储存制度。 6.1.2 粉煤灰逐车检测粉煤灰进场温度、细度以及净浆流动度，要求进场温度必须低于65，细度必须达到级灰要求，净浆流动度必须达到基准水泥的120%，并填写高强混凝土原材料进场专项验收记录表，由质检组长确认后，实行专罐储存制度。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo
12、,6、高强混凝土的工程应用,6.1 原材料质量验收与储存 6.1.3 矿粉逐车检测矿粉进场温度，严禁温度高于65的矿粉入罐，并逐车留样进行检测，填写高强混凝土原材料进场专项验收记录表，由质检组长确认后，实行专罐储存制度。 6.1.4 硅灰逐车留样进行试配复核，主要考察新拌混凝土工作性能，包括倒坍落度筒流出时间和坍落度4h经时损失等，并填写高强混凝土原材料进场专项验收记录表，由质检组长确认后，实行专罐储存制度。 6.1.5 减水剂与硅灰验收制度一致。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,6.1 原材料质量验收与储存 6.1.5 集料经过大量的市场调查，集料
13、由固定生产厂家提供，并遵循以下原则：（1）粗集料逐车目测质量，质量合格后方可卸料，存放在固定的料仓中，由于粗集料采用5-10mm和10-20mm两个粒级搭配，因此，需分开堆放，专门用于生产高强混凝土。（2）细集料逐车目测质量，并抽样检测MB值，当且仅当MB值0.8g/kg时，方可卸料，存放在固定的料仓中。如遇细集料供应紧张，需更换生产厂家，必须对细集料进行全面检测，并试配复核，当新拌混凝土工作性能满足要求时，才准许该生产厂家供货。新国标GB/T14684-2001规定配制强度等级大于C60的混凝土宜采用石粉含量小于3%的类砂，但目前我国生产的机制砂石粉含量大部分高于3%，且试配发现机制砂石粉含
14、量在7%时，混凝土的强度和流动性均能达到较高的水平，这跟石粉的微集料作用和晶核作用有关。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,6.2 特殊的泵送设备和专业的泵管布置高强混凝土粘度大，泵送阻力大，对设备以及管道的磨损大，因此，泵送设备的选择和管道的布置显得非常重要。泵送设备以80电泵或者90柴油车载泵为主要泵送设备。泵管采用三一重工的高压泵管，相关的密封圈、管箍均配套备齐。泵送管道的布置是另一个关键因素，我站邀请三一重工专业技术人员就高强混凝土施工泵送管道布置进行现场专业指导。 6.3 专项施工组织方案和技术交底考虑到我司首次浇筑C80高强混凝土，经多次讨
15、论并编制了专项施工组织方案，并就生产一线的各岗位各工种进行了专项技术交底，重点强调了混凝土出站质量控制、现场质量控制以及浇注、养护等事项，严禁现场加生水以及现场等待时间超过3小时的现象发生。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,6.4 混凝土出站质量控制（1）开盘前一天，将砂石称料仓全部腾空，并将四周清理干净。（2）开盘前2小时，安排专职试验员对砂石堆场分上、中、下三部位进行含水率测试，求出平均值，然后由技术负责人或试验室主任提供施工配合比。（3）开盘时,搅拌站由技术负责人或试验室主任组织开盘鉴定，按照国家标准留置混凝土试件,头三车每车检测混凝土坍落度以
16、及损失,生产稳定后要求对每车混凝土进行取样观测，确保混凝土质量合格后方可出站。（4）生产配合比一经确定,非经技术负责人或试验室主任同意不得进行调整。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,6.5 现场技术服务（1）搅拌站配备专人负责现场混凝土质量控制，会同项目质检员一起逐车检查混凝土质量，包括坍落扩展度和倒坍落度筒流出时间，并做好C80混凝土现场质量检查记录表。（2）现场混凝土应具有良好的匀质性，入泵坍落度应控制在220260mm之间，扩展度550mm，且混凝土不离析、不泌水。（3）只有经现场质检员验收合格的混凝土方可浇筑，对于不符合该要求的混凝土，按照表
17、10规定的处理方式进行处理，不得强行浇筑。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,表10 C80混凝土质量异常应急处理方式,（4）前台客服人员或技术服务人员要密切监视混凝土浇筑部位和混凝土振捣作业是否正确、合理，坚决制止漏振、欠振的行为发生。（5）前台客服人员或技术服务人员要督促混凝土施工人员做好养护工作，要求混凝土带模养护72h以上，混凝土拆模后，应立即使用薄膜包裹（或挂湿麻袋），养护直至主体结构完成。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,6.3性能测试C80泵送混凝土是成都分公司在超高强混凝土上的一个突破。结合C
18、80混凝土自身特点及公司技术部对超高强混凝土的重视，因此我们对C80泵送混凝土的多种性能进行了比较全面的检测。 6.3.1抗压强度生产取样，制作成100mm*100mm*100mm的抗压强度试块。然后转入标准养护室。C80混凝土生产配比如表11。,表11 C80泵送混凝土生产配合比（kg/m）,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,通过对12组C80混凝土留样试块的跟踪检测。统计出如图2的强度走势曲线。,图2 C80混凝土抗压强度发展趋势图,图中表明，C80混凝土早期强度增长率较高。在龄期达到7天时，C80混凝土强度基本都能满足设计要求。C80混凝土后期强
19、度发展接近平缓，强度增长率很小。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,6.3 性能测试 6.3.2 劈拉强度 C80混凝土劈拉强度采用150mm*150mm*150mm标准试块，拆模后，标准养护。 试验过程中，获得了3-7天、14天、28天劈拉受力值，如表12。,表12 C80高强混凝土劈拉受力值（KN）,按照GB/T500812002中规定，处理劈拉受力值，可以获得C80混凝土劈拉强度值。试验用的是标准试块，劈裂面积一定，因此劈拉强度跟劈拉受力成正比关系。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,图3 C80高强混凝
20、土劈拉强度发展趋势图,从表12和图3中可以看出，劈拉强度值在早期增长率跟抗压强度基本近似，保持一个较高的增长速率。后期劈拉强度值增长率相对较低。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,6.3性能测试 6.3.3轴心抗压强度和静力弹性模量 弹性模量表示材料在外力作用下产生弹性形变的能力，弹性模量越大，同样外力作用下产生的形变越小。通常情况下我们希望材料具有较高的弹性模量。C80混凝土轴心抗压和静力弹性模量试验所用试件为150mm*150mm*300mm的矩形体。试验用最大量程为3000KN的液压压力机、千分表和TM-型混凝土弹性模量测量仪。 C80混凝土轴心
21、抗压强度普遍很高，能达到最大量程的80%，试件通常会出现爆裂，试验结果如表13，对应的C80混凝土轴心抗压强度发展趋势图如图4。,表13 C80混凝土轴心抗压强度值（MPa）,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,图4 C80高强混凝土轴心抗压强度发展趋势图,从图5中可以看出，轴心抗压强度随着龄期的增长，逐步趋于平缓稳定。早龄期仍然是C80混凝土轴心抗压强度发展的高峰期。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,静力弹性模量是以轴心抗压强度为基础，进一步试验获得的。静力弹性模量值随龄期变化如表14，对应的C80混凝土静力
22、弹性模量发展趋势图如图5。,表14 C80静力弹性模量测试结果（GPa）,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,图5 C80高强混凝土静力弹性模量发展趋势图,从C80的静力弹性模量曲线上，更容易看出，高龄期的静力弹性模量几乎处于停滞状态。早龄期也是C80混凝土静力弹性模量发展的高峰期。综上所述，可以得出分公司生产的C80混凝土是一种早强型的混凝土。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,6.3性能测试 6.3.4湿涨和收缩C80混凝土单方水泥用量较高，理论上收缩会比较大。C80混凝土水灰比低，部分水泥来不及水化，遇到水
23、还会继续水化，要造成体积膨胀。本次试验的收缩测量分为两个部分，初凝到加水后的72个小时用非接触式混凝土收缩仪测量。过了72个小时，用外径千分尺测量。湿涨是把收缩测量用的试件龄期为28天时开始进行泡水。测量工作均在恒温恒湿实验室进行。非接触式混凝土收缩仪测量精度为1um、外径千分尺的测量精度为10um。C80收缩试验分为两组，一组是封装试件（在成型时就开始封装），一组是敞开试件，见图6、图7。以此对比养护条件可能对C80收缩的影响。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,图6 C80封装试件,图7 C80敞开试件（泡水时）,（1）湿涨2009年8月3日取样收
24、缩测量到龄期28天，转为泡水，进行湿涨试验。湿涨试验中基准长度为试件龄期28天的长度。增长为正，减小为负。混凝土配合比跟6.3.1中一致，测得湿涨结果如图8。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,C80湿涨曲线中可以看出，在湿涨进行到200个小时后，湿涨值出现了波状曲线。湿涨处于上下的波动状态，湿涨均值基本稳定。去除试验的测量误差，得到百万分之五十的湿涨。分析湿涨值偏小的原因，我们认为：C80混凝土结构密实，抗渗性能优良。一般的净水浸泡短时间内（半年或者一年）难以完全浸透试件。目前的实验结果只是湿涨的一部分。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Lo
25、go,6、高强混凝土的工程应用,（2）收缩按照新版普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法GB/T50082-2009进行实验。结合实验设备，收缩测量结果由两部分组成，即非接触式混凝土收缩仪测定初凝到加水72小时，后期测量由手动千分尺测得。两部分测量结果以时间作为横坐标，即获得实验数据。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,C80敞开试件与封闭试件，收缩如图9、图10。,图9 C80高强混凝土收缩走势图（敞开试件）,图10 C80高强混凝土收缩趋势图（封闭试件）,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,对比两组的试件的收缩
26、情况可以看出，封装试件的收缩率仅为万分之三，敞开试件的收缩率高达封装试件的4倍。可见，环境（主要是水分）对收缩的影响是很关键的。及时的湿养护对限制C80泵送混凝土的收缩是很有效的。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,6、高强混凝土的工程应用,6.3.5温度应力高强混凝土的水泥用量高，且结构部位属于大体积混凝土范畴，必然导致水化热温升高，使得温度应力过大，造成裂缝。因此，在实际工程结构中，购置了专用的设备和仪器（见图11、图12），对实体结构进行监测，利用我司和重庆大学现代施工技术研究所良好的关系，对监测结果进行有限元分析，得出了最佳的养护和降温处理措施。,图11 振弦式应变计
27、图12 智能读数仪,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,7、高强混凝土的应用效果,7.1质量评定群光大陆广场新建工程二期由负4层剪力墙柱至22层剪力墙柱全部设计为C80混凝土，采用泵送施工，浇筑量约2万立方，生产取样组数为198组，混凝土强度统计如表。,表15 C80混凝土生产取样强度统计结果,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,7、高强混凝土的应用效果,7.1质量评定从表15中可以看出，C80混凝土28天强度富裕值很大，完全满足设计要求，但混凝土生产质量水平一般，主要原因是首次规模生产C80混凝土，开始混凝土生产配合比有些保守，接着降低了生产配合比中硅灰用量，后来
28、因S95矿粉无法供应而将其用量用水泥代替。值得提出的是，以上强度数据由100*100*100mm试件按0.95折算而来，若考虑尺寸效应，折算系数应比0.95要低，通过大量的试验得出，公司生产的C80混凝土的折算系数实际为0.88。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Company Logo,7、高强混凝土的应用效果,7.2 经济效益制备高强混凝土需要投入很大的人力、物力、财力，不仅需要很高的设备占有率，且技术附加值也高，因此，对搅拌站而言，会带来较大的经济效益，据保守估计，直接效益至少达100元/方。同时，对使用者来说，也会带来较大的经济效益。因为高强混凝土属于早强型混凝土，不仅缩短了工期，而且也节约了模板等材料的投入，另外还可以增加使用面积。 7.3 品牌战略优势目前成都市有影响的应用高强混凝土工程，全部由我司提供，充分体现了我司的技术优势、经验优势、管理优势，从而大幅度提升我司的品牌战略优势。,坚毅 恒久 凝聚 可塑,Thank You !,坚毅 恒久 凝聚 可塑,
