微珠在配制90MPa以上高强混凝土中的应用.pdf
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1、微珠在配制9 O MP a 以上高强 混凝土中的应用 Mi c r o s p h e r e A p p l i e d t o P r e p a r a t i o n o f o v e r 9 0 MP a H i g h S t r e n g t h Con c r e t e 董艺徐立斌孙晖廖长生梁尧亦付成林 贵州 I 中建建筑科研设计院有限公 司 贵阳 5 5 0 0 0 6 摘要 :微珠 是从 大型火力发 电站排放 的烟雾 中收集 的超 细微 粒 ,是一种平均粒径在 1 3 u m左右的球状玻璃体。在高 强、高性能混凝土的配制中加入微珠成分,可以有效地降低混凝土用水量,提高
2、混凝土工作性能,同时提高混凝土的 强度和耐久性。 关键词 :微珠 高性能混凝土 配制 试验 中图分类号:T U 7 5 5 文献标识码:B 文章编号:1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 3 ) 0 3 0 2 2 4 0 3 0 刖 罱 微珠是一种从大型火力发 电站排放 的烟雾中收集的超 细微粒 ,其颗粒形态好 ,粒径小。 目前这种产品已经成为 一 种性能优异的新型混凝土掺合料。笔者有幸参 与了中国 建筑第四工程局有限公司在深圳京基1 0 0 项 目以及广州珠 江新城东塔项 目中开展的超高性能、高性能混凝土技术研 究 ,在 四局各级领导的支持下 ,在清华大学冯乃谦教授的 指导下 ,
3、参与了深圳京基c 1 2 O 超高性能混凝土及其应用技 术研究 ( 总公司科技三等奖 )、广州东塔超高层建筑施工 关键技术子课题低热低收缩C 8 0 绿色 自密实混凝 土研究。 在这些超高层建筑 的混凝土配制 以及科研项 目中,我们使 用微珠配制了C 1 2 O 超高性能混凝土,并成功将其一次性泵 送至了4 1 7 m高度,同时在广州东塔项 目,我们也使用微珠 配制了C 6 0C 8 0 各等级 的大流动度泵送混凝土 以及C 8 0 自 密实混凝 土,因此对微珠及其应用 ,也有了一点体会,在 此与各位读者共飨。 1 微珠的性能 微珠是 一种球状 的表面光 滑的颗粒体 ,粒径 为1 3 u m,
4、是普通粉煤灰粒径的1 2 0 至1 门0 ,具有很好的填充 效应以及滚珠润滑效益 ,因而对混凝土的工作性能和强度 性能都能产生很好的帮助。在京基C 1 2 0 U H P C 的研制 中,当 时使用的微珠产品就是粒径小于1 u m的纳米级微珠 ,以微 珠、硅粉双掺的手段,配制了1 3 0MP a 左右的混凝土 ;在东 作者简介 :董 艺 ( 1 9 8 6 一 ),男,本科 ,助理工程师。 通讯地址 :贵州省贵阳市干平路4 号 ( 5 5 0 0 0 6 )。 收稿 日期 :2 0 1 2 1 2 1 2 2 2 4 1 建 筑 施 工第 3 5 卷第 3 期 塔项 目,使用粒径在3 u m左
5、右的微珠产品,也成功的配制 了6 O1 O 0 MP a 的 混凝 土。 冯乃谦教授对微珠的化学成分、微观形态等进行了详 细的分析 ,微珠的化学组成同粉煤灰的化学组成一致 ,但 其S i O, 含量较高,烧失量也相对普通粉煤灰低很多,具体 结果见表 1 所示 。 表1 微珠的化 学成分 图1 微珠的S E M照片 我们按照 用于水泥和 混凝土 中的粉煤灰 ( GB T 1 5 9 6 2 0 0 5)规范中粉煤灰的相关检测标; 隹,对微珠的需水 量比和2 8 d 活性指数进行 了检测 ,通过试验,微珠 的需水 量比一般不超过9 0 ,2 8 d 活性指数基本在1 1 O 1 1 7 左 右,这
6、种材料具有 良好的强度增强效果 ,并具有一定 的减 水效 果 2试验材料 借助广州东塔项 目,我们在广州天达混凝土有限公司 中心实验室 ,进行了大量的高强混凝土试配工作。在试配 董艺徐立斌孙晖廖长生 梁尧亦 付成林:微珠在配制9 0 MP a ; X 上高强混凝土中的应用 中,我们使用的材料均为搅拌站用于实际生产的材料。 水泥 ( c):广西华润 ( 平南 ) 水泥 ,P 1 1 4 2 5 R 水泥, 实测2 8 d 强度5 5 MP a 左右 ; 矿粉 ( B S F) 韶钢嘉13 B S 9 S 级矿粉 ,实测2 8 d 活性指 数1 0 0 左右 : 粉煤灰 ( F):福建大唐宁德火
7、电站I 级粉煤灰 ,2 8 d 活 性指数7 6 左右 : 微珠 ( MB):云南灰豹科技有限公司产品 ,实测需水 率比8 9 ,2 8 d 活性指数1 1 7 ; 硅 粉 ( S F):埃 肯增 密硅 粉 ,实测2 8 d活性指 数 1 0 5 1 : 外加剂 ( A):广东博众聚羧酸高性能外加剂 ,实测 浓度2 3 ,减水率3 0 左右 ; 砂 ( S):西江中河砂 ,细度模数2 72 9,实测含泥 量 0 6 : 石子 ( G):广东博罗石场51 O mm、1 02 5 mm级 配花岗岩碎石 ; 水 :城市 自来水 ( 夏季高温环境下加碎冰冷却 )。 3 使用微珠 i e S U 高强混
8、凝土 3 1 混凝土试件成型 、试验 与养护 本试验得到 了广州天达混凝土有限公司 的大力支持与 合作 ,在其中心实验室进行。混凝土材料在实验室I 6 0 L 强制式搅拌机中进行搅拌 ,每次搅拌4 5 L 材料。试验前使 用搅拌机预先搅拌一遍砂浆 ,以润滑搅拌机 以及 出料 口成 型铁板 ,其后将砂浆清理干净后开始试验。原材料称量前 对称量器具先进行校; 隹,以保证称量过程 的; 隹确性。称量 完成后 ,在搅拌机中先后倒入砂、胶凝材料 ,启动搅拌机 干拌2 0 s ,再加入水和外加剂的混合溶液 ,搅拌 1 2 0 s ,随 后将粗集料倒入砂浆中再进行搅拌6 0 s 。 待搅拌结束后停机出料 ,
9、对新拌混凝土进行初始倒筒 时间、坍落度、扩展度试验,以及静停3 h 后再次进行倒筒 时间、坍落度、扩展度试验 ,最后通过振动成型方式成型 4 组 1 5 0 mm X 1 5 O mm1 5 0 mm标; 隹 立方体试件 ,用于检 测混凝土3 d 、7 d 、1 4 d 、2 8 d 四种龄期的混凝土立方体抗 压 强度。成型后的试件静止于室内成型间 ,4 h 后进行收面 抹光,2 4 h 后标记编号后拆模 ,送入养护室进行标养。 3 2 试验配合比 试验胶凝材料总用量按5 5 05 8 0 k g m 设计 ,水胶 比按照0 2 5 0 2 6 设计 ( 包括外加剂中含水 砂率按 照 4 1
10、一 4 3 设计 ,粗骨料按5 1 0 mm以及1 0 2 5 mm碎石 按两级配设计 , 其 中5 1 O mm碎石用量设计为1 5 0 k g m 。 每组配合比用水量保持不变 , 通过控制高效聚羧酸外加剂掺 量 ,保证新拌混凝土坍落度2 4 0 mm,扩展度6 5 0 mm, 倒筒时间8 s ,经过多次试验,完成了表2 所示的6 组配合比。 表2 试验配合比 编 胶凝材料 碎石 砂 5 1 ( 1 l 0 2 5 水 外加剂 号 水泥 微珠 矿粉 粉煤灰 硅粉 m m m m 1 4 0 0 O 1 5 O O 1 5 7 3 0 l 5 O 8 1 5 1 4 0 2 1 5 2 4
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