隨著現代社會的快速發展,人們的生存和生活空間不斷擴大。例如,一些地區建設海底隧道、跨海橋、超高層建筑等,這些工程項目對混凝土的性能和質量要求非常高,往往需要高強度或超強度混凝土。一般來說,C60~C90混凝土屬于高強度混凝土,C100~C140屬于超強度混凝土,在實際應用中C100混凝土具有多種應用性能,通過分析和研究C100混凝土的制備,掌握影響C100混凝土性能的各種因素,進一步優化和改善C100混凝土的制備技術,充分發揮C100混凝土的應用優勢,降低資源消耗,實現可持續發展。
1、C100混凝土性能
混凝土作為重要的工程材料,應用非常廣泛,C100混凝土屬于超強混凝土等級,主要是通過質量控制和選擇高強度等級水泥、礦粉、硅灰、粉煤灰等礦物混合材料,提高混凝土本身的強度,在實際應用中主要具有以下性能:(1)降低結構自重。對于某些工程項目,在使用鋼筋混凝土時,材料重量比較大,若鋼筋混凝土為普通強度等級,約為有效荷載7~8倍,而通過提高混凝土強度,可以減少鋼筋材料使用量,從而降低結構自重。根據試驗驗證,鋼筋混凝土結構可替代85%~90%的鋼結構工程,當使用C100混凝土時,鋼筋混凝土結構和鋼結構的強度/質量比值幾乎相等,因此通過使用C100混凝土可以降低結構自重,節省大量鋼材[1]。
(2)改善耐用性。C100混凝土具有較強的抗壓性,通過合理的加工工藝,其內部密度高,缺陷越來越少,由于C100混凝土的密度高,C100混凝土的碳化性低,耐滲性和耐腐蝕性高。(3)粘度高。在工程項目中運用C100混凝土能夠節約別的材料的使用量,降低施工成本費,提升經濟效益。但是,混凝土在加工生產過程中為了提高強度,每立方米材料的用水量非常低,主要是利用減水劑的分散吸附作用形成流動的混凝土,添加的高效減水劑使混凝土的粘度非常大,泵送C100混凝土時超過泵送設備的承受值,大幅度限制泵送產量,泵送事故
2、C100混凝土實驗室的制備研究
2.1C100混凝土性能指標
C100混凝土性能指標主要包括30天碳化深度在0.5mm以下的氯離子擴散系數在1.510-8cm3/s以下的抗凍融化等級在F200以上的抗滲透等級達到P35的60天收縮率在310-4以下,根據具有較高體積穩定性的試驗相關標準,強度fcu.28在15mpa以上的不分析泌水、混凝土在2小時以內的損失率在30m~50m以下的試驗相關標準下,不分析混凝土的損失率在30m~50m以上
2.2制備方案設計
C100混凝土制備必須滿足耐久性、穩定性和強度要求,經實驗驗證,原材料質量、尺寸、界面結構、混凝土密度、混合物穩定性和均勻性等因素直接影響C100混凝土的耐久性
2.3原材料選擇
(1)材料。在C100混凝土制備實驗中,選擇的細集成材料含泥量約為0.4%,級配合良好,細度模數約為2.8,質地硬,粒子光滑的河砂,選擇的粗集成材料粒徑約為25mm,級配合良好,壓碎指標約為6.2%,針片狀含量約為5.5%,含泥量約為0.3%,表面粗糙的山碎石。(2)水泥。選擇山東魯南水泥廠P.042.5水泥,該水泥性能穩定,質量高,抗折強度0.8MPa,30天抗壓強度42.5MPa。(3)外加劑。在這個制備實驗中,使用減水率32.2%的聚羧酸外加劑,減少C100混凝土制備的水量,提高混凝土的穩定性和強度,降低粘合比,消除混合材料和水泥之間的張力鎖定反應,有效分離水泥粒子和混合材料,提高流動性,避免絮凝。C100混凝土不僅要滿足使用性能和強度,還要滿足澆筑工程和運輸距離的要求,盡量降低混凝土塌陷度的損失率,保持良好的保證性,因此要優化添加劑的配合量和比例4。
2.4優化配合比
在確定添加劑配合量、品種和各種原材料的基礎上,應全面考慮各種因素對混凝土的使用性能、穩定性和強度的影響,通過正交實驗積極優化配合比,實驗結果表明,其一,膠水比為0.26和0.28時,制備的混凝土抗壓強度滿足設計要求,其二,砂率、配合材料配合量和膠水比對混凝土抗壓強度的影響程度越來越顯著
2.5C100混凝土制備實驗結果分析
選用60d、28d、7d、3d混凝土試塊,開展立方體抗壓強度試驗,在坐標圖中描述試驗數據,返回強度曲線,試驗結果顯示:不足28d的混凝土強度增長速度非常快,28d強度增長速度相對較慢。為了更好地研究C100混凝土的力學性能,對C100混凝土進行氯離子滲透試驗,如表3所示。實驗結果表明,與C30混凝土相比,C100混凝土的氯離子擴散系數較低,C100混凝土制備過程中,添加適量的礦物混合材料、高效減水劑和清潔碎石,有效改善骨料界面和水泥材料之間的粘結強度和混凝土密度,提高C100混凝土的抗壓強度,提高混凝土的拉伸強度、軸心的抗壓強度和抗折強度同時,添加的優質礦物摻合料在提高混凝土強度的基礎上,也增加了混凝土密實度,保持了良好體積穩定性。
3、終結語
C100混凝土有效提高了混凝土強度,具有良好的經濟性、耐用性、穩定性、強度等特點,市場推廣前景光明,在制作C100混凝土時,應充分考慮各種影響因素,選擇合適的原材料,優化混凝土配比,加強混凝土制作管理,不斷優化C10混凝土的使用性能,提高C100混凝土制作水平。
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