C80高性能混凝土配合比设计与废浆对其的影响研究.docx

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1、C80高性能混凝土配合比设计与废浆对其的影响研究目录1.序言1?实验部分22. 1.水泥2?粗骨料2?细骨料2?掺合料3?外加剂32. 6.水4?结果与讨论4?配合比设计4?根据普通混凝土配合比设计规程4?计算水胶比4?选取坍落度及用水量4?计算胶凝材料用量4?计算砂率5?质量法计算骨料用量5?混凝土配合比与力学性能试验5?混凝土配合比设计5?废浆对C80混凝土拌合物力学性能的影响6?结论71.序百近年来，随着我国经济高质量发展，全社会对建筑行业关注越来越多，企业只有不断推进新型建筑材料研发，提高建筑材料性能，才能满足基础设施建设和建筑结构改善的高需求。同时，混凝土生产过程中产生大量废浆，直接

2、排放会对环境产生较大污染。在我国，通常将强度等级大于或等于C60的混凝土称为高性能混凝土，高性能混凝土是以建设工程设计、施工和使用对混凝土性能特定要求为总体目标，选用优质常规原材料，合理掺加外加剂和矿物掺合料,采用较低水胶比并优化配合比，通过预拌和绿色生产方式以及严格的施工措施,制成具有优异的拌合物性能、力学性能、耐久性能和长期性能的混凝土。对中低性能混凝土，通常关注其工作性能、耐久性能等方面，而高性能混凝土人们更关注原材料的选取、配合比的设计、生产和施工的全过程监测。为此，本文从高性能混凝土原材料基本标准入手，研究C80高性能混凝土的配合比设计与搅拌站废浆作为拌和用水对A组（15%粉煤灰+2

3、0%矿粉）和B组（20%粉煤灰+10%硅灰）矿物掺合料配制的C80混凝土力学性能的影响，为高性能混凝土材料的研发与应用提供参考与借鉴。实验部分2.1.水泥安徽中材水泥有限责任公司生产的52.5普通硅酸盐水泥。该水泥作为混凝土中重要的胶凝材料，强度高，水化热低，其抗压、抗折强度，初凝，终凝时间，安定性等指标均满足标准要求。水泥主要性能指标如表1所示。粗骨料混凝土工作性能和密实性可以借助骨料良好的颗粒级配来优化，选择连续、良好的颗粒级配，能够降低混凝土孔隙率，提高强度；骨料颗粒形貌也会对混凝土工组性能与强度造成影响，若针片状含量较高，则会增大混凝土粘度。因此要根据工程实况，优选针片状含量较小的骨料

4、；粗骨料泥块含量和含泥量对混凝土强度影响较为显著，含泥量大，降低抗氯离子传输能力。配制C80高性能混凝土选取芜湖碎石。该碎石颗粒级配良好，针片状含量不大于5.0%,含泥量不大于0.5%,泥块含量不大于0.2%。碎石主要指标性能如表2所示。细骨料细骨料细度模数、级配和种类等对高性能混凝土的工作性能和力学性能有较大影响。配制C80高性能混凝土选取细度模数2.6的中砂，含泥量与泥块含量分别为0.9%、0.1%o细骨料主要性能指标如表3所示。表1水泥主要性能指标比表面积m%安定性院失量佻不溶佻品种氮离于朗352330.63P.D5250.0233d5训强度集结时间抗折MPa版/MPa杭折/MPa抗压/

5、MPa初强和in终建次近6.133.41455.3156266表2粗骨科主要性能指标锐格表观密度熔积密度含泥量压碎值针片状mmn?kn?PAphPA羌湖碎石5-20280015400.3114表3细骨科主要性能指标规格细度含泥量泥块含量堆积密度表观密度/%tkmZkg?中粗砂2.6090.114602650表4粉煤灰主要性能指标细度（45Um需水量比烧失矮含水量密度强度活性方孔箭余/%FhFh/汰次指数/%12%913.40.61.790表5桂粉主要性能指标一度比表面积7天话1初凝时氮离子烧关已不澹物含水，砒m指数佻间比微/%微2空405”InOoI024OH1”表6S95矿粉主要性能指标密度

6、比表面积7天活性初夏时流动度氮离子烧关造侬tfmkg指数/%间比/%比/%/%/%2.924057813199Qo1掺合前混凝土中矿物掺合料是一种辅助的胶凝材料，其紧密的结构和界面黏结性能，能有效改善混凝土的工作性能和耐久性能，降低水泥用量，节约生产成本。采用F类I级粉煤灰、S95级矿渣粉与S95精细硅粉复掺技术，矿物掺合料相互兼容，发生作用，可更高程度地提高高性能混凝土性能。粉煤灰、硅粉、矿渣粉主要性能指标分别如表4、表5、表6所示。外加剂减水剂能够维持混凝土坍落度并减少拌和水使用量，改善混凝土拌合物的工作性能，分散水泥颗粒，减少单位用水量。常见的有蔡系减水剂、脂肪族减水剂、聚竣酸减水剂。选

7、取PCA1聚竣酸高性能减水剂，减水率大于28%,混凝土拌合物收缩性小、保塑性好。其主要性能指标如表7所示。表7外加剂主要性能指标含固遗密度/s?减水率/%坍落度Ih经时变化量11.031.033。15%表8BTC功能型外加剂主要功能指标密度6?PH氮离子1.0079.40.008,二BTC外加剂与水泥、聚竣酸高性能减水剂相容性较好，两者共同使用配制C801性能混凝土，可以减水水泥用量，提高混凝土各项工作性能。BTC功能型外加剂主要功能指标如表8所示。2.6.水自来水；废浆来源于合肥市某混凝土搅拌站。拌和用水各项指标满足JGJ63-2006混凝土用水标准混凝土拌和用水水质要求。?.结果与讨论?.

8、1.配合比设计?.1.1.根据普通混凝土配合比设计规程JGJ552011规定，当混凝土设计强度等级大于或等于C60时，配制强度按下式计算：feu,01.15fcu,k,则feu,0=1.1580=92MPa即C80混凝土配制强度不小于92MPa0?.1.2.计算水胶比WB=afce(fcu,0+abfce)=0.28?.1.3.选取坍落度及用水量混凝土坍落度指标为18020mm,则未掺外加剂时满足实际坍落度要求的每平方米混凝土用水量，以JGJ55-2011中5.2.1-2中90mm坍落度的用水量为基础，按每增大20mm坍落度相应增加5kgm3用水量计算，经计算：未掺外加剂时混凝土用水量为237

9、.5kgm30则掺外加剂混凝土用水量按下式计算：mwo=mwo,(1-)=237.5169kgm3o?.1.4.计算胶凝材料用量每立方米胶凝材料用量Mb0=mw0(WB)=1690.28=600kgm3;I组粉煤灰取代率为15%,每立方米用量为：60015%=90kgm3;矿粉取代率为20%,每立方米用量为：60020%=120kgm3;II组粉煤灰取代率为20%,每立方米用量为：60020%=120kgm3;硅粉取代率为10%,每立方米用量为：60010%=60kgm3;每立方米水泥用量为390kgm3o?.1.5.计算砂率根据普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011表5.4.2规定，坍

10、落度大于60mm的混凝土，按坍落度每增大20mm,砂率增大1%的幅度予以调整，则坍落度18Omm的混凝土砂率为38.5%?.1.6.质量法计算骨料用量每平方米混凝土拌合物假定质量为2450kg,Mf0+mc0+mg0+ms0+mw0=2450s=ms(mg+ms)1%计算得每平方米砂用量为647kg,每平方米石子用量为1037kg。?.2.混凝土配合比与力学性能试验?.2.1.混凝土配合比设计经实验室试配与调整，两组混凝土采用如表9和10所示试验配合比。混凝土拌和用水比例为：0%废浆+100%自来水、20%废浆+80%自来水、40%废浆+60%自来水、60%废浆+40%自来水、80%废浆+20

11、%自来水、IOO%废浆+0%自来水。表9戊组复合接合耨与废浆拌制C80混凝土配合比设计废水掺量C80混凝土材料用量/kn?/%自来水原浆水泥粉煤灰犷粉碎石砂外加剂OO16939090120103764711.42033.8135.239090120103764711.44067.6101.439090120103764711.460101.467.639090120103764711.480135.233.839090120103764?11.4IOT169O39090120103764711.4表1。B组复合接合料与废浆拌制CSO混凝土配合比设计废水掺量C8O混薨土材料用量kgn3/%自来水

12、废浆水龙松煤次硅灰碎石侬外加剂OO16942012060103764711.42033.8135.242012060103764711.44067.6101.442012060103764711.460101.467.642012060103764711.480135.233.842012060103764?11.4IOT169O42012060103764711.4-在苫?.2.2.废浆对C80混凝土拌合物力学性能的影响依据GB/T50081普通混凝土物理力学性能试验方法标准和CECS104：99高强混凝土结构技术规程，检测混凝土7d强度,制备每组3块的100mm100mmIOOmm尺寸试块

13、，检测混凝土28d和56d强度时制备每组3块的15OmmXI50mm150mm尺寸试块，放置在混凝土标准养护室内养护7d、28d、56d后，检测混凝土抗压强度，试验结果如表11、12所示。表UA组矿物掺合料和废浆对C80混凝土抗压强度影响废浆掺量一抗压强度/MPa56d2d28d0%73.685.492.320%67.288.396.740%66.487.798.160%63.185.297.580%61.883.596.3.100%59.982.396.5-j表12B组矿物接合料和废浆对CSO混凝土抗压强度影响废物线7d抗压强度/MPa28d56d0%70.088.495.320%71.791.2101.540%73.292.7102260%73.990.699.480%75.189.398.5.1W%?7.589.598.8-过名试验结果表明，A组矿物掺合料配制的C80混凝土7d抗压强度低于基准混凝土抗压强度，且随着废浆掺量的增加而降低；掺量低于40%时，混凝土28d抗压强度高于基准混凝土；56d混凝土强度增长较快且均高于基准混凝土强度。II型矿物掺合料配制的混凝土，随着废浆掺量增加，混凝土7d抗压强度逐渐增加；28d、56d抗压强度先增加后降低。?.结论配制C80高性能混凝土宜使用52.