混凝土原材料优选原则.doc

混凝土原材料优选原则混凝土原材料优选原则1.1 水泥水泥作为最关键的胶凝材料，水泥在混凝土中起着最重要的作用，也是确保混凝土耐久性的重要因素。选择的水泥应满足以下要求：（1）水泥应选用质量稳定、强度等级 42.5 级、52.5 级的硅酸盐水泥 (P·)或普通硅酸盐水泥(P·O)，其中的混合材宜为矿渣或粉煤灰。（2）为改善混凝土的抗裂性能和耐久性，水泥的技术要求除满足国家标准通用硅酸盐水泥 （GB175-2007）的有关规定外，还应满足下列要求：水泥比表面积不宜超过350m2/kg，不得超过 400m2/kg；水泥熟料中 C3A 含量不应大于 8%；水泥中碱含量(按 Na2O 当量计)宜0.6%，应0.8%；水泥中 Cl含量应0.10%。（3）在保证混凝土强度情况下，尽量减少胶凝材料和水泥用量。如水泥胶凝材料用量超过限值，则会带来诸多不利的影响，如水化热过高、收缩增大等负面影响。基于以上原则，选取遵义三岔拉法基瑞安水泥有限公司生产的 P·O42.5 水泥进行试验，该品牌水泥性能如表1.1.1 所示。表表 1.1.1 水泥基本性能指标水泥基本性能指标抗压强度/MPa抗折强度/MPa水泥厂家标稠（%）初凝（min）终凝（min）比表面积(m2/kg)3d28d3d28d安定性拉法基水泥27.424133531727.349.56.78.5合格1.2 粉煤灰粉煤灰为改善自密实混凝土的工作性，降低混凝土水泥用量，降低混凝土水化热和早期强度的发展，调整实际构件中混凝土强度的发展，提高抗化学侵蚀能力，增进耐久性，应掺加活性矿物掺合料。国外亦将矿物掺和料称为辅助胶凝材料，是高性能混凝土不可缺少的组分。掺合料目前主要有粉煤灰、矿渣粉、硅灰等。掺和料必须品质稳定、来料均匀，来源固定。粉煤灰应符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰 （GB/T1596-2005）级F类粉煤灰的规定；矿渣粉应符合用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉 （GB/T18046-2008）S95级S105级的规定，且比表面积应350m2/kg，但过细的磨细矿渣粉也不利于控制水化热温升和防裂，一般宜500m2/kg，需水量比应100%，28d胶砂活性指数应95%。硅灰应符合高强高性能混凝土用矿物外加剂 （GB/T18736）中5.1条的规定。使用两种或两种以上的掺和料复合而成的磨细矿物掺和料，其质量应符合自密实混凝土应用技术规程（CECS203:2006）1.0.3条F95级F105级复合矿物掺合料的规定。为避免增加混凝土的自收缩和温升，复合磨细矿物掺和料也不宜过细。由于桩基自密实混凝土对工作性能有较高的要求。因此常用粉煤灰作为矿物掺合料，以改善新拌自密实混凝土的工作性能。为保证混凝土的工作性能和力学性能，桩基自密实混凝土中所用的粉煤灰应为级及以上粉煤灰。对于粉煤灰的指标，注重细度、需水量比和烧失量三大指标。细度反映了粉煤灰的颗粒分布，需水量比反应其减水效果，烧失量评价其对外加剂的吸附性。根据以上原则，本项目选择遵义景程环保级粉煤灰，其物理性能见表1.2.1。表表 1.2.1 粉煤灰的物理性能指标粉煤灰的物理性能指标产地级别细度/%烧失量/%需水量比/%碱含量/%氯离子/%遵义景程11.46.2980.050.001环保1.3 机制砂机制砂机制砂的质量主要受粒形、细度模数、级配、石粉含量等影响较大。采用自产的机制砂，在生产过程中通过机制砂的生产设备选型、工艺调整。通过调整筛网孔径控制细度模数、加大皮带长度控制和洗砂时间控制石粉含量和 MB值。机制砂的物理力学性能试验按 JTG E42-2005公路工程集料试验规程进行，结果见表 1.1.1。由表 2.1.1 结果可知，该砂除石粉含量指标超过建筑用砂 （GB/T14684-2011）对混凝土用类机制砂的要求外，其余指标均满足规范的要求。表表 1.1.1 机制砂物理性能指标机制砂物理性能指标密度(g/cm3) 名称 松散紧密细度模数压碎值（%）石粉含量（%）MB值外观形状机制砂0-4.751.6121.8211.2211.3120.8棱角多、级配较好1.4 碎石碎石碎石在混凝土中起到骨架作用。碎石成型宜采用冲击式反击破碎石机，应选用质地均匀坚硬、级配合理、粒形良好、线膨胀系数较小的洁净的碎石。碎石母岩的抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于2。施工过程中碎石的强度可用压碎指标控制，碎石的压碎指标不宜大于 20%。碎石应采用连续级配或 2 个单粒级的石子，最大粒径不宜大于 20mm，不应大于 25mm。碎石宜分两级储存、运输、配合、计量。碎石针片状颗粒含量宜小于 5%，含泥量小于 1%，泥块含量小于 0.5%，松散堆积密度应大于 1500kg/m3，紧密空隙率宜小于 40%，吸水率应小于 2%。表表 1.4.1 粗集料的物理性能指标堆积密度/kg/m3表观密度/kg/m3针片状含量/%压碎值/%级配/mm154026971.321.7525连续1.5 聚羧酸外加剂聚羧酸外加剂高性能减水剂是制备高性能混凝土的一个重要原材料。高性能减水剂在混凝土中可以起到提高新拌混凝土的流动性、改善混凝土工作性能，降低混凝土水胶比、提高混凝土的强度与耐久性两个作用。高性能减水剂的这两个作用，推动了混凝土向高强化、高流态化、高耐久性方向发展，使得混凝土的高强高性能化成为可能。不同的高性能减水剂有不同的减水机理，概括起来，主要是以下五个方面：降低水泥颗粒固液界面能、静电斥力作用、空间位阻斥力作用、水化膜润滑作用、引气隔离“滚珠”作用等。外加剂的选择对于桩基自密实混凝土的制备至关重要。结合本项目的特点，课题组针对性的对贵州科之杰和中兴南友聚羧酸减水剂进行试验。两种用外加剂性能指标见表 1.5.1、1.5.2。表表 1.5.1 科之杰外加剂性能指标检验汇总表科之杰外加剂性能指标检验汇总表试样来源固体含量（%）减水率（%）坍落度保变化量（60min）凝结时间差(min)抗压强度比(28d，%)氯离子含量（%）碱含量（%）科之杰21.229.45.0350/545162 0.0062.78表表 1.5.2 中兴南友外加剂性能指标检验汇总表中兴南友外加剂性能指标检验汇总表试样来源固体含量减水率坍落度保凝结时间抗压强度氯离子含碱含量（%）（%）留值（60min）差(min)比(28d，%)量（%）（%）中兴南友20.827170180/185140 0.0042.64通过外加剂适应性以及敏感性，确定了中兴南友外加剂为桩基自密实混凝土外加剂。1.6 主要材料对自密实砼配制的潜在影响分析主要材料对自密实砼配制的潜在影响分析（1）砂石料生产过程中，根据岩体的风化程度不一，机制砂中的石粉含量、砂级配也略有波动，生产过程中需及时取样检测，波动较大时需通过调整生产线来稳定机制砂石粉含量和砂子级配，以使石粉含量和级配为最佳值。（2）机制砂对外加剂性能要求较高，需重点关注外加剂的固含量、减水率以及含气量的波动。（3）粉煤灰品质对混凝土性能影响较大，需关注颗粒形状、细度、吸水率比等指标。1.7 小结小结本章对原材料进行了比选，结论如下：（1）水泥以及胶凝材料的胶砂强度变化规律表明拉法基水泥的强度增长更适合配制 C30 桩基自密实混凝土。（2）自产机制砂压碎值指标均符合类标准，MB 值均在 1.0 以下，石粉含量 12%，通过筛网调整以及除粉工艺可用于配制 C30 桩基自密实混凝土。（3）通过外加剂适应性以及敏感性，中兴南友外加剂通过复配后可用作桩基自密实混凝土外加剂。