新世纪的混凝土新技术

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1、新世纪的混凝土新技术微纤维、微硅粉在混凝土中的应用内容提要：介绍混凝土的新技术，高分子材料在混凝土中的应用关键词：混凝土 泵送混凝土 微硅粉 微纤维 高分子二十一世纪是技术创新的时代，在混凝土结构设计与应用领域，创新表现在高性能材料的研究、开发及应用，维护和修膳策略，监测技术及先进的计算分析方法等。高分子材料在砼中技术的应用，获得高速而广泛的发展，并在建设领域中作出了巨大的贡献，在市政公路工程、铁路工程、水利工程、港口码头、民用建筑、电力工程、军事工程、机场建设中正在谱写着新篇章。1 新世纪的混凝土近年来，世界上已开发出许多新品种混凝土，按最优的方式将骨料装填体和胶凝材料组合在一起，并掺加纤维

2、材料可获得混凝土的各种性能。在“高强”和“高性能”的概念之后，现提出“指定性能混凝土”的新概念。这意味着人们在开发材料的方法上发生了变化，过去混凝土的所有性能均基于抗压强度这一指标，这种关系现在已不再明显，设计具有多项特种性能的混凝土而与强度没有直接关系的一个新的富有挑战性的课题。1 1高性能混凝土为延长混凝土结构的使用寿命，已开发出自密实、高强及高耐久性的混凝土。在日本称之为超品质混凝土。采用超品质混凝土和高强钢材，并根据需要，加入钢纤维的混凝土结构则称为超品质混凝土结构。高流动的混凝土通常包含矿物细掺料、化学外加剂或两者皆有之。表1 日本超品质混凝土配合比设计强度（N/mm2）目标坍落度（

3、mm）水胶比（%）目标含气量（%）材料单位体积用量（Kg/m3）水水泥细掺料细骨料粗骨料化学外加剂钢纤维飞灰高炉矿渣粉料硅灰AE及高效减水剂AE剂7260038.64.01654278918274.278.57260034.94.0165378958098275.9135.57260041.54.01651991998918274.1810.09665032.63.51655068528116.8310.112065025.73.01655786475079512.8451.412065022.03.01656757568179513.139.07260028.95.5165571103951

4、011.4015.480注：粗骨料最大尺寸为20mm此配合比质量要求如下：1、应为自密实混凝土；2、水胶比应小于0.4；3、56天的设计强度应达到60100Mpa。从这个配合比来看，当今高性能混凝土的配制是离不开高分子材料、活性掺和料、化学外加剂的，体现出新型材料在混凝土中占有的重要性。1.2绿色混凝土绿色混凝土是今后混凝土的发展方向，其含意和特征正在不断扩大，最初”green”仅代表“未加工的”，现指“不破坏环境，并有利于改善环境”的意思。这意味着尽可能少应用水泥熟料，更多和合理地利用工业废渣。2、新材料、新产品。2.1气相混凝土活性硅微粉气相混凝土活性硅粉是电熔矿热炉生产铁合金时的一种副产

5、品，当结晶态的二氧化硅（石英）在矿热炉中，经超高温熔融，气化蒸发并被还原成一氧化硅后，在气相状态下二次氧化凝聚，重新生成二氧化硅，即气相凝聚活性硅微粉，它的显微形状为玻璃球体，非先晶无定形，经过这种特殊工艺生成的硅粉具有一系列优良的理化性能。颗粒超细，粒径0.1-1m，比表面积20000-25000c m2/g，超轻、容重210-250kg/m3，高化学活性，火山灰活性指标可达110%。有效取代系数达到3-4，尤其是对水泥水化成的Ca(0H)2,有较强的吸收力，形成发育良好的硅酸钙凝胶，大大提高混凝土强度。高耐火度1600。现代高强砼制备的主要方法和途径不外乎1、使用外加剂。2、运用高活性掺合

6、料。3、使用树脂聚合物。4、采用新的成型工艺，如加压成型。其中，以1、2两种方法最为常用，效果也最好，而在高活性掺合料中，气相凝聚活性硅微粉（俗称硅粉），实属顶尖级的特效材料是目前国内外配制C60以上高强、超高强混凝土的必用手段和材料，硅粉除了能够大幅度提高砼强度外，还可同时提高砼的密实性、抗渗性及耐久性、改善和易性，减缓“碱集料”反应。2.2 纤维纤维是由非再生原材料生的100%聚丙烯产品。纤维在砼中被充分搅拌，每立方米加入0.9g。将有700万根以上纤维呈三倍立体状态分布，并交织成网，互为作用，而被撕开的单丝状纤维，由于其两侧毛糙，与砼有极其强的握裹力，从而改善砼的一系列性能。纤维在砼中主

7、要有下列功能。纤维在砼中主要有下列功能（1） 可做为增强材料。（2） 抑制塑性收缩裂缝。（3） 增强抗冲击性。（4） 提高坚韧性能延展性。（5） 增强抗水移动能力，提高抗渗能力。（6） 增强抗碎能力。（7） 增强抗磨损能力。（8） 增强抗冻融能力。（9） 提高抗疲劳性能，提供最好的耐久性。（10） 阻止主筋的腐蚀，提高结构寿命。3、云鹏电站左岸泄洪兼导流工程配合比设计及使用情况云鹏电站左岸泄洪兼导流洞工程，导流洞衬砌砼设计要求为C25泵送混凝土要求加入硅微粉及纤维，以提高砼的抗冲击能力，增强密实性，抗裂抗磨损等，按规范要求，C25砼的试配强度（28天）为33.2Mpa，砼强度保证率P=95%，

8、而设计文件要求，由于洞内砼的性能要求较高，故采用加入高分子材料（硅粉、纤维）来满足工程要求。所以C25砼试配强度（28d）改为38 Mpa，云鹏电站生产的砂石料为机制砂、机制碎石，级配一般，砂细度模数为2.2-3.0之间，属中粗砂。碎石采用级配5-20mm，20-40mm。所用水泥为云南石林水泥厂P.042.5普硅。外加剂为缓凝高效减水剂，减水率为17%。粉煤灰为曲靖电厂生产的级灰。硅粉需水率比为150%。各种材料设计文件要求掺量如下：水泥300Kg/m3粉煤灰 15%硅粉8%12%纤维 0.9 Kg/m3 表2 混凝土配制情况级配水胶比砂率（%）混凝土材料用量（Kg/m3）粉煤灰掺量（%）坍

9、落度（cm）减水剂（%）硅粉（Kg/m3）纤维（Kg/m3）抗压强度（Mpa）水胶材砂石28d二级配0.434018041572810921516.30.820.80.946.40.474018038674411021516.70.819.30.939.10.524118034677011161516.20.817.30.937.00.544118033278011221516.50.816.60.932.8注：水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥表3推荐配合比强度等级配制强度（Mpa）强度保证率（%）骨料级配水胶比粉煤灰掺量减水剂掺量砂率（%）每方混凝土材料用量（Kg）坍落度（cm）水胶材砂石硅

10、粉纤维C2538.095二0.5015%0.8%411803607601110180.91618注：1、水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥2、此配合比是经室内强度回归分析而得3、在实际施工过程中，应根据现场实际情况做相应的调整 云鹏电站左岸泄洪兼导流工程C25衬砌混凝土约25000立方米，按设计文件要求，硅粉掺量为水泥胶材的8%12%，但经过反复的试验，在每方混凝土中掺入5%的硅粉，就能满足设计要求，每吨硅粉2490元，此一项我们就节约了接近70万元，为单位直接创造了经济效益。在混凝土浇筑过程中，硅粉、纤维人工掺加，控制并不是十分准确，我们在每仓混凝土浇筑中，每隔一小时做一次坍落度，每隔2小时测

11、砂、石骨料含水率，并及时调整，尽量做到精确控制，掺加硅粉、纤维的混凝土，和易性好，易于泵送，但纤维需要搅拌时间很长，才能分布均匀，所以在搅拌时间上做适当的延长，由于纤维表面粗糙，故混凝土表面并不十分光滑，经过不断的试验：硅粉、粉煤灰双掺法能激发粉煤灰的活性，粉煤灰在一般情况下并不增加强度，但掺加一定数量的硅粉，粉煤灰可使混凝土提高一定的强度。这样可以将硅粉的掺量做适当的减少。泵送混凝土时，在混凝土和易性较好的时侯，应注意泵车方面的施工方法。在泵启动时，先进行空运转，先泵送适量的水，以润湿混凝土泵的料斗，活塞及输送管的内壁等直接与砼接触的部分，经泵送水检查，确认混凝土泵和输送管内无异物后，可以采

12、用与将要泵送的混凝土内除粗骨料外的其他成分相同配合比的水泥砂浆也可采用纯水泥浆或1：2水泥浆。开始泵送时，混凝土泵处于慢速、匀速，并随时可能反泵的状态，速度应先慢后快，逐步加速。同时观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况，待运转顺利，再按正常速度进行泵送，应连续进行，如必须中断，其中断时间不得超过混凝土从搅拌至浇筑完毕所允许的延续时间。在泵送混凝土施工过程中，只要注意控制好混凝土的配制，运输及输送泵的使用，振捣及时，不过振、漏振这几个环节，就能保证混凝土的内在和外观质量，达到优质工程。4.结束语我们应该不断学习一些先进的混凝土科学技术，同时在施工过程中吸取经验，控制好混凝土的施工，取得一定的经济效益和质量保证。姓 名王 朋职称助理工程师工作单位第五工程有限公司西南公司工程名称南盘江云鹏水电站工程完成时间正在施工联系人王 朋联系电话0873-6912768/ 13769322155 （注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）