高強與超高強混凝土配制技術(shù)

1、高強與超高強混凝土配制技術(shù)高強與超高強混凝土配制技術(shù)陳友治（武漢理工大學(xué)材料學(xué)院，湖北武漢430070）摘要：闡述了研究開發(fā)高強與超高強混凝土的重大意義，提出了制備技術(shù)和途徑，說明了主要原材料及其性能要求。關(guān)鍵詞：高強與超高強混凝土；制備；材料性能Abstract:Expoundedinthisarticleisthegreatsignificanceofresearchdevelopmentofhighstregthconcretes

2、uperhighstrengthconcretetheirmanufacturingtechniquerelativeapproaches.Themainrawmaterialstherequiredperfmanceareexplainedaswell.Keywds:highstrengthconcrete引言混凝土是人類最大宗的建筑結(jié)構(gòu)材料，其發(fā)展可以劃分為低強低耐久混凝土、高強混凝土和高性能混凝土三個階段。從我國目前的生產(chǎn)力發(fā)展水

3、平、混凝土配制技術(shù)、施工性能、設(shè)計和使用要求、施工機械及操作水平來看，目前正處于高強混凝土的配制和使用階段，這一時期還將經(jīng)歷很長一段時間。因此，充分利用地方資源，研究優(yōu)質(zhì)實用的高強或超高強混凝土配制技術(shù)，全面提高混凝土的生產(chǎn)和使用水平，是建材行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然舉措。1研究、開發(fā)、應(yīng)用高強與超高強混凝土的重大意義隨著人類社會的發(fā)展和進步，人類有能力拓展生存的空間。目前，人們正在向高空、地底及海洋進軍，現(xiàn)代建筑物越來越高層化、大跨化、輕量

4、化；在海洋深處建造大型結(jié)構(gòu)物，在海面上建造巨大的工作平臺；越來越多的跨大江、深谷、海峽的大跨度橋梁和海底隧道在建造。所有這些，都要求混凝土的質(zhì)量越來越高。因此，高強度、高耐久性、高泵送性是混凝土材料發(fā)展的方向。目前，一般認為C50～C90屬高強混凝土范疇，C100及以上強度等級是超高強混凝土。與普通混凝土相比，研究應(yīng)用高強與超高強混凝土具有下列優(yōu)越性：(1)有效地減輕結(jié)構(gòu)自重。鋼筋混凝土的最大缺點是自重大，在一般的建筑中，結(jié)構(gòu)自重為有效

5、荷載的8～10倍。當(dāng)混凝土強度提高時，結(jié)構(gòu)自重降低。一些世界著名的專家預(yù)言，80%～90%的鋼結(jié)構(gòu)工程可用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)代替，當(dāng)混凝土強度達到100MPa時，可以設(shè)計成的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)與鋼結(jié)構(gòu)一樣輕，因為這時二者的比強度(強度與質(zhì)量的比值)大致相等［1］。(2)大幅度提高混凝土的耐久性。高強與超高強混凝土由于強度的提高、內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的改善以及膠凝物質(zhì)相組成的優(yōu)化，其耐久性得到很大的改善?；衔镞M行激發(fā)時，礦渣的水硬活性極

6、佳。由于堿金屬化合物能在水中迅速離解成大量具有強大離子力的OH離子，在離子力的作用下，礦渣玻璃體的結(jié)構(gòu)很快解體并發(fā)生水化，產(chǎn)生大量的低堿性水化硅酸鈣和堿金屬水化鋁酸鹽膠凝物質(zhì)，進而形成水泥石硬化體。根據(jù)重慶建筑大學(xué)蒲心誠教授等人的研究，采用這一路線，可以制成超快硬(1d抗壓強度達70MPa)、超高強(28d抗壓強度達120.4MPa)、高抗?jié)B(抗?jié)B標號＞S40)、高抗凍(達1000次凍融循環(huán)以上)、高抗蝕的堿礦渣混凝土，而且其它性能優(yōu)異

7、，水化熱低，成本也不高。雖然目前不少人對其先進性、適宜性、可靠性和經(jīng)濟性尚不了解，但可以預(yù)見，高強與超高強堿礦渣混凝土將成為21世紀的一種新型混凝土。2.4灰砂硅酸鹽混凝土采用鈣質(zhì)原料和硅質(zhì)原料等混合磨細，用高溫蒸壓方法制備，可獲得100～150MPa的高強混凝土。該混凝土水泥石主要由水化硅酸鹽組成。這一路線主要用于制管和制樁生產(chǎn)中。2.5有機無機復(fù)合混凝土制備聚合物浸漬混凝土、聚合物水泥混凝土以及聚合物膠結(jié)混凝土，使混凝土進入了使用有

8、機無機復(fù)合膠結(jié)材和高分子有機膠結(jié)材的新階段。聚合物進入混凝土膠結(jié)料中，可大大提高混凝土的物理力學(xué)性能。如聚合浸漬混凝土的抗壓強度和抗拉強度較其基材可提高2～4倍，有很強的耐腐蝕性能，幾乎不吸水、不滲水，抗凍融循環(huán)在1000次以上。但這種路線制得的高強與超高強混凝土因成本高，且工藝與常規(guī)不同，只在特殊場合使用。3制備高強與超高強混凝土的原材料及其性能要求采用目前國際上通用的技術(shù)路線制備高強與超高強混凝土所用的材料是：水泥、集料、水、摻合料

9、以及化學(xué)外加劑。這些原料的質(zhì)量和性能，對高強與超高強混凝土的質(zhì)量和性能具有很大的影響。3.1水泥通常使用硅酸鹽水泥與早強硅酸鹽水泥。其中對水泥的品質(zhì)和強度有如下的建議：(1)使用525及更高標號的硅酸鹽水泥；(2)由于高強與超高強混凝土中水泥用量一般在500～700kgm3，水化熱高，因而需開發(fā)低水化熱的水泥。即水泥中C2S比例增大些，而C3S及C3A量減少些；(3)水泥的質(zhì)量穩(wěn)定，C3S的含量波動4%，燒失量0.5％，硫酸鹽的波動范圍