C30普通溷凝土高性能化技術途径的研究.doc

C30普通混凝土高性能化技术途径的研究 隧道网 　　　　　　　????????新闻来源：隧道网 ???? 摘 要 文章叙述了高性能混凝土的定义、实现C30高性能混凝土的必要性和可能性，对采用中效减水剂与复合矿物掺合料相结合的技术途径配制C30高性能混凝土，以提高混凝土体积稳定性、实现绿色化，又具有一定的经济效益进行了讨论。 关键词 高性能混凝土 复合矿物掺合料 水胶比 减水剂 成本 ? 一、引言 目前，国际上对近代混凝土的概念已由高强度转向高性能，上海地区随着市政建设的蓬勃发展，对预拌商品混凝土的需求量日益扩大，虽然商品混凝土强度等级逐渐发展到C60及C80，但C25～C35强度等级的普通混凝土仍占总供应量的80%～90%，其中C30混凝土约占70%左右。采用普通型混凝土外加剂及高用水量的方法来配制的C30混凝土，不能符合高性能混凝土的技术要求，因此，如何在不增加成本的前提下，采用中效减水剂与复合矿物掺合料相结合的技术途径配制C30高性能混凝土是一项有意义的研究课题。 二、对C30普通混凝土实现高性能化的认识 1．高性能混凝土的定义 中国土木工程学会高性能混凝土委员会对高性能混凝土定义为:以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土。与传统混凝土相比，这种高性能混凝土在配比上的特点是低用水量、较低的水泥用量，并以化学外加剂和矿物掺合料作为水泥、水、砂、石之外的必需组分［1］。 我国已故科学家吴中伟院士认为，高性能混凝土应具有下列特征［2］：①更多地节约水泥熟料，降低能耗与环境污染；②更多地掺加以工业废料为主的细掺料；③更大地发挥混凝土的高性能优势，减少水泥与混凝土的用量。 2．实现高性能化的必要性 我国混凝土结构设计规范(GB5010-2002)对于耐久性规定是根据环境类别和设计使用年限进行设计的。一类环境(室内正常环境)中，设计使用年限为100年的结构混凝土，钢筋混凝土结构的混凝土最低强度等级为C30。与国外相比，国内混凝土的单方需水量要比先进国家多30kg以上，上海地区多数搅拌站均采用普通型外加剂及粉煤灰的双掺技术来配制普通混凝土，其用水量一般要在195～220kg/m3，远大于配制高性能混凝土用水量的规定。因此，将C30普通商品混凝土降低用水量，提高耐久性，进行高性能化势在必行。 3．实现高性能化的可能性 吴中伟院士曾指出，同时满足新拌混凝土的高施工性与硬化混凝土的体积稳定性及耐久性并兼顾经济性的混凝土才是高性能混凝土，单凭高强度并非是高性能，可以将欧美对HPC强度的最低限值50MPa降低到C30的强度，原则上是不损及混凝土内部结构(如孔结构、水化物结构与界面结构等)，以保证耐久性与体积稳定性。因此，C30普通混凝土实现高性能化是可能的。 4．实现高性能化对C30的要求 在不增加混凝土保护层厚度前提下，适当延长使用年限；提高体积稳定性，并实现绿色化，即更多地节约水泥熟料，降低能耗与环境污染；更多地掺加以工业废料为主的细掺料，同时不增加混凝土成本。 5．对控制住宅工程钢筋混凝土现浇楼板裂缝的技术导则的讨论 上海市建委于2001年12月20日颁布了控制住宅工程钢筋混凝土现浇楼板裂缝的技术导则，该导则规定现浇楼板强度等级不宜大于C30。用于现浇楼板的混凝土用水量不得大于180kg/m3。楼板混凝土应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥拌制，并控制掺合料的掺量，粉煤灰掺量不得超过水泥用量的15%、矿粉掺量不得超过水泥用量的20%。该导则对用水量最高限值及矿物掺合料最大掺量作了明确限制，但对矿物掺合料掺量的下限值未作规定。虽然导则仅局限于楼板，但在框架结构体系工程实践中，梁板柱是一起连续浇注的，因此导则实际上是对整个框架混凝土配方的规定准则。 我们认为这种限制与高性能混凝土的概念有矛盾。导则未把矿物掺合料作为混凝土组成中的必需组份，仍按传统混凝土概念把矿物掺合料理解为水泥取代物，并认为矿物掺合料是降低混凝土抗裂性的有害组份；且按此导则配制的混凝土，其单价要高于传统混凝土。鉴于高性能混凝土的定义，我们认为导则的上述种种限制是值得商讨的。 三、C30实现高性能化的技术途径 普通强度等级的混凝土在结构形成过程中，由于泌水与离析，产生内分层与外分层［3］。普通混凝土实现高性能化的基本途径是控制水胶比、掺加复合矿物掺合料及优质混凝土外加剂，通过降低用水量及水泥用量，控制内分层与外分层的出现，使界面结构性能得以提高，以实现普通混凝土的高性能化。 1．配方参数的确定 (1) 试验用材料 材料规格、性能及产地见表1。 表1 试验用材料 材料 规 格 生产单位 水泥 42．5P.O 上海水泥厂 矿渣汾 S95矿粉 上海宝田矿碴粉厂 粉煤灰 Ⅱ级低钙粉煤灰