运用新材料、新技术进行混凝土配合比优化的设计与实现论文_袁成军

黑龙江省齐齐哈尔市齐翔建工集团有限公司商品混凝土分公司 黑龙江省齐齐哈尔市 161005

摘要:随着房地产开发以及城市基础建设的全面发展,齐齐哈尔市预拌混凝土行业快速发展,但竞争非常激烈。要想在这一市场中占得一席之地,必须确保混凝土的质量并提供优质的服务,树立企业品牌形象,扩大市场影响力。而预拌混凝土配合比是控制混凝土质量的关键因素,它将直接影响到混凝土的成本和混凝土施工的难易程度以及工程的质量的优劣。利用地区可能性采用矿粉,粉煤灰,以及新型外加剂进行混凝土配合比的试验研究则具有重大的意义。本文将这几种材料运用到混凝土中,通过大量的配合比试验,找出最经济,最合理的混凝土配合比。

关键词:混凝土配合比;外加剂,成本控制

1试验用原材料

1.1矿粉:北疆水泥厂生产,S75级,其性能见表1。

表1 矿粉主要性能

1.2水泥;哈尔滨鸿固水泥厂生产,鼎鹤牌P.C32.5 其主要性能见表2。

表2 水泥主要物理性能

1.3粉煤灰:齐齐哈尔市华电厂生产Ⅰ级灰,其主要性能见表3。

表3 粉煤灰性能

1.4外加剂:齐齐哈尔市宠宇外加剂厂生产的HG型高效减水剂,掺量为2%时,减水率为20%,抗压强度比7d为120%,28d为117%,含气量2.6%。

1.5增效剂:北京和创新天BTC功能型外加剂;掺量为胶结料的0.6‰,减水率为5%,抗压强度比7d为117%,28d为113%,含气量2.2%。氯离子含量为0.01%。

2.试验方法

配合比设计参照JGJ55-2011并结合试验进行。拌合物坍落度及和易性观察根据GB/T50080-2002进行。抗压强度测定根据GB/T50081-2016进行。耐久性测定根据GB/T50082-2009进行。

3.混凝土配合比及性能试验

3.1混凝土配合比(夏季配合比粉煤灰按胶结料的15%掺,其它配合比粉煤灰按胶结料的10%掺量固定)及工作性能试验分析。

3.1.1混凝土配合比试验均采用强度等级为C30混凝土,水胶比0.41。在基准配合比之上双掺矿粉和粉煤灰。矿粉为S75级,所以掺量受到限制,均以水泥的15%固定掺量。外加剂掺量依据混凝土拌各物的初始坍落度确定。混凝土增效剂则以混凝土基准配合比,和双掺掺合料加增效剂来进行试验。最后一种是以季节性单纯增减水泥,加减粉煤灰来满足混凝土各项性能的配合比。

3.1.2矿粉等量取代部分水泥配制混凝土,达到相同的坍落度,比基准混凝土的需水量稍大。实际试验和应用中,为达到相同的坍落度,可调整用水量或增加外加剂用量。双掺后期强度发展较快。而单掺增效剂混凝土的和易性,匀质性均好于基准混凝土,而且后期强度较理想。季节性单纯增减水泥量配合比,后期强度发展平稳。,每年只能用于三到五个月,粉煤灰质量不稳定供应的时候,需水量较大,要保持良好的工作性势必要增加外加剂的掺量,容易泌水,离析等现象出现。

3.2抗渗性能试验

为了验证混凝土的抗渗性能,我们采用基准混凝土配合比和双掺掺合料以及单掺增效剂的配合比各成型了一组6个混凝土抗渗标准试件,标养28后进行抗渗试验,试验水压从0.1Mpa开始,每隔8小时增加0.1Mpa,逐级加压1.2 Mpa并持压8小时后停机,此时三组试件顶面均无渗水现象,劈开后观察渗水情况,基准混凝土试件渗水高度30~50㎜之间,双掺及单掺增效剂的混凝土配合比试件渗水高度在0~10㎜之间。说明后两种配合比混凝土密实性好,抗渗透能力强,同样适用于混凝土防水结构。

3.3混凝土配合凝结时间试验

此项试验说明双掺矿物掺合料的混凝土在凝结时间上加长,对于赶工期,要求拆模较早的工程不利于施工。而对于大体积混凝土的凝结时间则不然。由于它能积聚水化热,凝结时间往往比试验要短的多。所以矿粉与粉煤灰双掺可降低水化热,延缓凝结时间,对大体积混凝土是比较有利的。而单掺增效剂的混凝土在凝结时间上稍有加长,对工期的施工无太大影响,基本趋于正常凝结。

3.4混凝土配合比成本控制

表7 C30混凝土配合比试验结果及效益分析

注:本表中各配合比砂、石价格忽略不计。其中按水泥385元/t,粉煤灰160元/t,矿粉320元/t,泵送剂2300元/t,增效剂3500元/t计。

从上述表中试验结果和效益分析可以证明单掺混凝土BTC增效剂的混凝土成本相比其它配合比每立方米节约5~6元左右。以年产20万立混凝土而言,效益可观。由于地产矿粉质标达不到S95级,所以它的掺入量受到限制,双掺粉煤灰和矿粉,所获得的经济效益远不如单掺混凝土增效剂的理想。由于矿粉的需水量相对于S95级的要大,所以要想达到施工所要求的坍落度,往往要增加泵送剂的用量,这就造成了混凝土易泌水,成本加大的后果。而单掺BTF增效剂的混凝土,和易性、稳定性和粘聚性均优于基准混凝土。由于浆体的包裹性更好,混凝土的密实性提高。后期的强度,抗渗性,耐久性也相就的提高了。

4 结语

(1)选用优质矿粉;达S95级以上的矿粉,需水量低,等量取代水泥的掺入量较高,一般能达到25~30%。这样级别的矿粉掺入混凝土中所带来的经济效益显著。

(2)BTC功能型外加剂的掺入;节约10%左右水泥用量的前提下,丰富了混凝土的桨体体积,包裹匀质性更好。提升了混凝土的和易性和粘聚性,实际应用更为经济合理。

(3)季节性调整配合比;混凝土掺入粉煤灰后,它的活性激发需要一定的湿度和温度,所以夏季相应调整混凝土配合比,加大粉煤灰掺入量。既能保证粉煤灰的后期活性效应,又大大的节约了混凝土的成本。

(4)在预拌混凝土工程应用中,良好的配合比设计不但能保证工程的质量,还能在混凝土的成本上获得收益。所以采用新型材料,运用新的技术手段,不断的对混凝土的配合比进行试验与优化,才能获得与满足要求越来越高的商品混凝土的竟争市场。

参考文献:

1.张森,张岩.基于降低成本的低水泥用量混凝土配合比优化设计.科技致富向导.2011.18

2.蒋正武,徐春普,张盛.多目标性能需求的C50混凝土配合比优化设计方法.建筑材料学报.2019.4

论文作者:袁成军

论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期

论文发表时间:2020/1/2

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