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      對低水化熱高抗?jié)B性高性能混凝土的分析

      2019-07-22 09:52:38劉繼濤
      建材發(fā)展導(dǎo)向 2019年1期
      關(guān)鍵詞:抗?jié)B耐久性高性能

      王 濤 劉繼濤 邵 琦 王 婷

      (新疆研科節(jié)能科技有限公司,新疆 烏魯木齊 830000)

      所謂的低水化熱高滲性高性能混凝土相較于普通混凝土配置方式,其用料不僅局限于傳統(tǒng)的水泥和砂石,還在其中放置了大量的超細(xì)磷渣粉以及粉煤灰,以此來形成鑲嵌效應(yīng),混凝土的密度也因此大大提升,并且在混凝土中加入粉煤灰,可以強化混凝土的抗?jié)B效果,這種抗?jié)B性能強的混凝土被廣泛應(yīng)用于高層建筑頂部澆筑施工,并取得了良好的效果。

      1 低水化熱高抗?jié)B性高性能混凝土概述

      在上世紀(jì)90 年代,國外發(fā)達國家為滿足建筑施工的需要,對混凝土進行了研究,并將研究成果命名為高性能混凝土。高性能混凝土相較于普通混凝土,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐用性、應(yīng)用性和力學(xué)性能尤為突出[1]。在應(yīng)用普通混凝土進行施工時,水泥會釋放大量的熱能,再加之混凝土不具備均勻的散熱結(jié)構(gòu),很容易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部性質(zhì)發(fā)生改變,從而對原有結(jié)構(gòu)造成影響。而利用磷渣粉和粉煤灰代替水泥作為混凝土的主要原材料,則可以有效降低混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的水化熱溫度。

      2 低水化熱高抗?jié)B性高性能混凝土的分析

      2.1 中試試驗

      為了進一步分析低水化熱高抗?jié)B性高性能混凝土的效果,可以通過試驗的方式,對其參數(shù)進行明確,并對其性能進行模擬檢驗[2]。首先,在應(yīng)用高性能混凝土施工之前,需要進行中試試驗,選擇的試驗對象為立方體混凝土,其尺寸為1.3×1.3×8m3。本次試驗所澆筑的混凝土一部分在地下,其深度為3m,而另一部分在地上,高度為5m,并且周圍都有模板保護溫度,盡可能還原出混凝土絕熱溫升的現(xiàn)象。

      由于澆筑對象,其中一小部分位于地下,而另一部分位于地表,為模擬真實的澆筑施工情況,試驗人員在建設(shè)模型時,需要考慮第三類邊界條件,這里的條件是指混凝土表面與空氣接觸后,會產(chǎn)生熱對流效應(yīng),同時還要考慮地基內(nèi)固體材料與混凝土之間的熱量交換。

      2.2 溫度分析

      為了明確水泥使用量對于混凝土溫度的影響,試驗人員需要選擇兩個樣品,第一個樣品為水泥使用量極低的混凝土,另一個樣品為市面上常見的混凝土,在選擇樣品后對其進行模擬分析,這兩種混凝土配合比如表1 所示。

      根據(jù)表1 中的數(shù)據(jù)可以看出,第一種混凝土樣品使用了大量的粉煤灰和磷渣粉代替水泥,致使混凝土的水化放熱量大大下降,其放熱速率也隨之降低,從而確保了混凝土的施工質(zhì)量。

      表1 試驗樣品混凝土配合比

      3 混凝土耐久性分析

      3.1 電通量試驗

      由上述可知在普通混凝土中加入大量磷渣粉和粉煤灰,可以使優(yōu)勢互補性得到充分的實現(xiàn),粉煤灰和磷渣粉可以彌補水泥與砂石間的縫隙,起到消除縫隙的作用,不僅可以降低水泥的使用量,混凝土的密度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也會因此而提升。此外,這種混合混凝土?xí)趦?nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng),繼而生成水化硅酸鈣,這種化學(xué)物質(zhì)可以有效改善混凝土微觀結(jié)構(gòu)的性能,尤其是水泥和骨料連接面的性能。

      混凝土耐久性和滲透性具有十分緊密的關(guān)系,對于混凝土來說,其防水性能十分顯著,使用普通的透水法,無法有效得到檢測結(jié)果,因此,需要對其進行電通量試驗,以此來檢驗混凝土的性能。

      3.2 試驗結(jié)果分析

      如果混凝土對氯離子的抵抗能力較強,則證明混凝土具有較強的抗?jié)B性,其中氯離子擴散系數(shù)和電通量是體現(xiàn)混凝土抗?jié)B性能的主要因素。分析試驗結(jié)果可知,如果混凝土內(nèi)部存在大量的粉煤灰和磷渣粉,則會在混凝土內(nèi)部形成鑲嵌效應(yīng),彌補混凝土內(nèi)部的縫隙,使混凝土的密度得到有效提升,再加之粉煤灰和磷渣粉具有相對惰性,這種特性的存在促使其代替水泥成為了可能,混凝土的水化反應(yīng)能力會得到有效提升;另一方面,磷渣粉和粉煤灰組成的超細(xì)粉,在水化反應(yīng)初期,會發(fā)揮緩凝功能,促使混凝土在逐漸凝固的過程中,溫度應(yīng)力不會變化過大,混凝土固有的裂縫問題也因此得到解決[3]。此外,早期的磷渣粉細(xì)料表面活性相對較低,二次水化反應(yīng)是提高其活性的主要方式,因此,這種材料的活性會在后期實現(xiàn)快速增長。

      從試驗得到的數(shù)據(jù)來看,這種摻磷渣粉和粉煤灰的高性能混凝土同普通混凝土相比,電通量低149C,繼而證明了這種摻細(xì)料混凝土具有更強抗?jié)B性和耐久性。

      3.3 試驗結(jié)論

      通過上述試驗,可以得試驗結(jié)論是:將磷渣粉和粉煤灰等細(xì)料摻入混凝土中,混凝土的抗?jié)B性會得到提升。并且這種摻料的使用,可以降低水泥用量,致使混凝土水化放熱總量實現(xiàn)降低;通過對配合比不同的混凝土進行模擬試驗,其結(jié)果表明摻加磷渣粉和粉煤灰數(shù)量較多的混凝土,其水化熱溫度較低,降幅可達6%左右。

      4 結(jié)語

      綜上所述,為進一步明確低水化熱高抗?jié)B性高性能混凝土的各項參數(shù),本文通過進行各項試驗,分別對其溫度、抗?jié)B性和耐久性進行了分析。試驗結(jié)果表明,在混凝土中摻入磷渣粉和粉煤灰等細(xì)料,可以彌補水泥與骨料連接面的縫隙,混凝土的抗熱性和耐久性會得到提升,并且,混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生水化硅酸鈣,這種物質(zhì)能夠有效改善混凝土內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu),有利于提高混凝土的性能。

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