特种混凝土简介

特种混凝土简介一、高强混凝土强度等级为C60及其以上的混凝土 称为高强混凝土(high-strength concrete)。高强混凝土的特点是强度高、变形 小、耐久性好，能适应现代工程结构向 高耸、大跨和重载方向发展。能承受恶 劣环境的条件，应用中有较好的综合经 济效益。=1nV高强混凝土抗压强度高，可使钢筋 混凝土柱子、拱壳等受压构件大大增加 承载能力，在相同荷载作用下则可减小 构件截面，对于钢筋混凝土受弯构件， 能降低截面受压区的混凝士高度，允许 有较高配筋率来提高受弯构件的能力或 降低构件的截面高度。由于变形小，可 提高构件的刚度，对于预应力混凝土构 件，可施加更大的预应力，由于徐变小 而减少预应力损失。高强混凝土的抗渗、抗冻均优于普通混凝土，对于露天受海水侵蚀的，受高速冲刷的的构筑物，均宜采用高强混 凝土。二、纤维混凝土纤维混凝土是以混凝土为基体，外 掺各种纤维材料而成。掺入纤维的目的 是提高混凝土的抗拉强度与降低其脆 性，釆用的纤维材料有钢纤维、玻璃纤 维、石棉纤维、合成纤维、尼龙纤维、 高密度聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、维尼 龙纤维、丙纶纤维、碳纤维等。主要应 用在强度要求较高及要求韧性较好的大 体积混凝土柱、梁等机构混凝土工程及 桩用混凝土，重要的设备底座，飞机场 跑道等。三、聚合物混凝土聚合物混凝土是由有机聚合物、无 机胶凝材料和集料结合而成的一种新型 混凝土。聚合物混凝土体现了有机聚合 物和无机胶凝材料的优点，克服了水泥混凝土的一些缺点。一般可分为聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土和聚合:丫 :d :d 汀宀沙宀:d :d 心化占容mum心:m心mgnm汨心m.K ：r 心：:匸心：士 心:时心:哼廿 物胶结混凝土。RmWWWWWWWWWWMftWWWWWWWWWWWWWWWWWWW聚合物混凝土一般可分三种 聚合物水泥混凝土 聚合物水泥混凝土是用聚合物乳液（和水分散体）拌合水泥，并掺人砂或 其他集料而制成的。聚合物的硬化和水 泥的水化同时进行，并且两者结合在一 起形成一种复合材料。聚合物水泥混凝土主要用于铺设无缝地面，也常用于修 补混凝土路面和机场跑道面层和做防水 层等。 聚合物浸渍混凝土聚合物浸渍混凝土是以混凝土为基 材，而将有机单体渗入混凝土中，然后 再用加热或放射线照射的方法使其聚 合，使混凝土与聚合物形成一个整体。 这种混凝土适用于要求高强度、高耐久性的特殊构件，特别适用于输运液体的有筋彳管、无筋彳管在国夕;已丁用于耐高压的容器，如原子反应堆、液化 天然气贮罐等。if聚合物胶结混凝土聚合物胶结混凝土是一种完全没有 矿物胶凝材料而以合成树脂为胶结材料 的混凝土，也称树脂混凝土。所用的集 料与普通混凝土相同。这种混凝土具有 高强、耐腐蚀等优点，但目前成本较高, 只能用于特殊工程(如耐腐蚀工程)。泵送混凝土泵送混凝土 (pumped concrete) 是指混凝土拌合物的坍落度不低于100 mm并用泵送施工的混凝土。其要求具有 一定的强度和耐久性指标，这是与普通 混凝土的相同点，不同点是泵送混凝土 必须有相应的流动性和稳定性，其所采 用的原材料应符合下列要求 泵送混凝土应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉 煤灰硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥； 粗骨料宜采用连续级配，其针片 状颗粒含量不宜大于 10；粗骨料的最 大粒径与输送管径之比宜符合表 430 规定；表 4-30 粗骨料的最大粒径与输送管径之比石子品 种泵送高 度/m粗骨料的最大 粒径与输送管 径之比V50W1:3.0碎石100W1:5.050100W1:4.0V50W1:2.5卵石50100W1:3.0100W1:4.0 泵送混凝土宜采用中砂，其通过 0315 mm筛孔的颗粒含量不应小于 15%； 泵送混凝土应掺用泵送剂或减水 剂，并宜掺用粉煤灰或其他活性矿物掺 合料，其质量应符合国家现行有关标准 的规定。泵送混凝土适用范围：适用各种需 要采用泵送工艺的混凝土用于高层建 筑。超缓凝泵送剂用于大体积混凝土， 含防冻组分的泵送剂适用于冬季施工混 凝土。泵送混凝土配合比的计算和试配步尚应符合下列规定： 泵送混凝土的用水量与水泥和矿 物掺合料的总量之比不宜大于0.60； 泵送混凝土的水泥和矿物掺合料的总量不宜小于300 kg/m3； 泵送混凝土的砂率宜为35%45%； 掺用引气型外加剂时，其混凝土 含气量不宜大于4%。五、轻集料混凝土凡是用轻集料、轻细集料（或普通砂）、水泥和水配制成的混凝土，其干表 观密度不大于1 950 kg/im者，称为轻集 料混凝土。由于轻集料的种类繁多，故 混凝土常以轻集料的种类命名。例如， 粉煤灰陶粒混凝土、粘土陶粒混凝土、 页岩陶粒混凝土、浮石混凝土等。六、防水混凝土防水混凝土是通过各种方法提高混 凝土防渗性能，以达到防水要求的一种 混凝土，一般是通过混凝土组成材料的 质量改善，合理选择混凝土配合比和集 料级配，以及掺加适量外加剂（如加气 剂或密实剂），达到混凝土内部密实或是 堵塞混凝土内部毛细管通路，使混凝土具有较高的抗渗性能。丄七、高性能混凝土高性能混凝土（简称HPC）的高性能是 要求同时包含两个方面：（1）新拌混凝土要求高工作性；（2）硬化混凝土要求高强度的同时还要 求具有高耐久性。高性能混凝土的原料选择：一）原料选择1. 水泥的品种和强度等级III一般说来，如果采用较先进的施工工艺 和选用减水率较大的减水剂及比表面较 高的活性超细粉。就可以选用强度低一 些的水泥，但水泥的强度等级最低不得 低于42.5Mpa,品种应优先考虑采用硅酸 盐水泥或普通硅酸盐水泥。对于一些体 积较大的混凝土工程，仍应注意因水化 热温升过大引起的破坏，应选用中低热 水泥。2. 水泥的用量一般应控制在500620kg/m3为宜,具体 用量视混凝土要求的强度等级及活性超细粉的性能，掺量而定。二）集料1. 粗集料（石子） 最好选用质量致密坚硬，强度高的花岗 岩、大理石、石灰岩、辉绿岩、硬质砂 岩等品种，并优先考虑采用碎石以改善 与硬化水泥浆体的界面物理结合（如配 制泵送或大流动度的高性能混凝土，可 考虑采用卵石）。粗集料的最大粒径应控 制在 1020mm 之间，宜采用连续级配。2. 细集料（1）砂的品种应达到 GB/T14684-93 建 筑用砂标准中规定的优质砂标准。（2）砂的细度模数应控制在 2.63.7 之间，对于 C50C60 高性能混凝土，可 在 2.22.6 之间。配制的高性能混凝土 强度要求越高，砂的细度模数应尽量采 用上限。3. 活性超细粉 目前配制高性能混凝土最有效的活性超细粉是硅灰，硅灰主要有 3 种供应形式 即原状硅灰、增密硅灰和硅灰料浆，硅灰料浆的运输效率高于原状硅灰、且计 量、配比较增密硅灰更方便，杨尘更小。近几年超细矿渣粉、超细粉煤灰已经大 量使用，超细磷渣、超细沸石粉已在相 当一部分工程中成功应用。研究发现，由两种或两种以上不同种类 的活性超细粉按一定比例复合掺入比单 掺某一种超细粉效果更好。4. 高效减水剂1）高减水率。减水剂的减水率至少应 大于 20%，特别是泵送高性能混凝土， 减水率应大于 25%。2）新拌混凝土的坍落度经时损失要 小。（3）与所使用的水泥相容性好。目前应用较多的减水剂是NF型、FDN型、 UNF型、AN-3000型，它们的减水率一般 可达 25%以上，其中 AN-3000 的减水率 可达 30%以上，特别适用于配制大流动 度、高性能混凝土。高性能混凝土的施工1）应更严格控制原料的质量和配合比，配合比的误差小于普通混凝土的配 合比误差；=1（2）为使搅拌更充分，混凝土搅拌应采 用强制式搅拌机。搅拌时间也应适当延 长，特别是掺入硅灰时，搅拌时间应比 普通混凝土增加 25%-30%。（3）投料时间最好采用以下顺序。首先 投入粗骨料，然后加入 75%的水，再加 入活性超细粉和 50%的细骨料，搅拌 20 秒左右，投入水泥和剩余 50%的细骨料， 外加剂掺入到剩余 25%的水中搅匀再投 入搅拌机，拌至均匀后出料。如和易性 达不到要求，可加适量减水剂进行调整。（4）如无条件采用超声振动振捣，应尽 量采用高频机械振动器，振动频率应不 小于 20000 次/min。（5）养护过程要注意更严格的保温和保 湿。八、流态混凝土 流态混凝土：在预拌的坍落度为 80150mm 的基体混凝土拌和物中加入流 化剂，经过搅拌，使混凝土拌和物的流=i动性顿时增大，坍落度为 180220mm， 能像水一样地流动。流态混凝土可用泵送浇筑，不需要捣实， 省能、省力、可减少噪声，因而可代替 过去采用的坍落度为 200mm 左右的大流 动性混凝土。大流动性混凝土的收缩裂 缝多、抗渗性、耐久性较差，钢筋也易 于锈蚀，而流态混凝土一方面具有水泥 用量和用水量较多，坍落度较大 的大流 动性混凝土的施工性能，另一方面又可 以得到与坍落度为 50-100mm 的塑性混 凝土近似的质量。流态混凝土还解决了多年来混凝土坍落 度损失的问题，它与泵送法并用，使高 效能的浇注成为可能。目前，流态混凝土一般应用在以下几个 方面：（1）钢筋密集、捣实困难的部位，由于 使用了流态混凝土，可减少振捣，还可 以不必为了振捣而将模板开洞。（2）对于墙壁、楼板、屋面板等构件， 可不用振捣，而高效地浇注混凝土；3）采用泵送的混凝土；4）必须均匀致密地抹平混凝土时。1. 用起重机及手推车浇注混凝土时；2. 混凝土浇注表面的坡度超过 30 时3. 使用喷射混凝土；4. 使用通过增加水灰比亦能获得高的流 动性，而又无不良后果的混凝土。流态混凝土的原料组成1.水泥Ill使用最多的是普通硅酸盐水泥，在大体 积混凝土中使用流态混凝土时，为了控 制混凝土的绝热温升，必须降低单位体 积混凝土中水泥的用量，掺入部分粉煤 灰，甚至采用中等水化热水泥、粉煤灰 水泥等。超早强硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水 泥在流态混凝土中很少应用，使用这些 水泥配制流态混凝土时，必须对流态混 凝土的品质、施工性能进行充分的试验 研究，在可靠的基础上进行。2.集料用碎石和高炉矿渣时，要适当除去粒径40mm 以上部分，使用这些粗骨料配制混 凝土，容易产生离析。在流态混凝土中，水泥浆的黏性较低， 与具有相同坍落度的大流动性混凝土相比，骨料的用量稍多。3. 水流态混凝土用水应符合普通混凝土用水要求。般自来水即可。4. 外加剂 基体混凝土所用的外加剂一般采用 AE 剂或AE减水剂，AE减水剂分为标准型、 缓凝型和促凝型 3 类。夏天浇筑混凝土 要使混凝土缓凝时，可用缓凝型的减水 剂加入基体混凝土中，而希望促凝时， 则用促凝型的减水剂加入基体混凝土 中，但要与所使用的流化剂相匹配。5. 掺和料：包括粉煤灰、膨胀材料等。1）粉煤灰是使用最多的掺合料，在流 态混凝土中采用粉煤灰能改善混凝土拌 和物的工作性，降低混凝土的水化热。特别是单位体积中水泥用量少及骨料中=1微粒不足时，会因为流态化而使混凝土 的工作性变坏，这时掺入粉煤灰可起到 很好的改善作用。但掺入粉煤灰后流化 剂的用量应稍有增加。（2）膨胀材料可减少流态混凝土由于混 凝土收缩而产生的裂纹。大流动性混凝 土由于水泥用量和用水量较多，化学收 缩和干缩一般较大而容易产生裂纹，因 此应掺加适量膨胀材料。采用掺有膨胀材料的水泥，流态化效果 基本上不受影响。把膨胀材料作为水泥 的组分考虑来决定其流化剂用量即可。6. 流化剂实际上就是高效减水剂，其减 水率一般应在 20%以上，高的可达 30%。 加入混凝土中的目的不是为了提高其强 度，而是为了提高混凝土的流动性。流 化剂不仅具有高的减水效果，而且还有 低引气性、低缓凝性等特点。 流化剂按化学成分主要分为以下四类1）磺酸盐甲醛缩合物系；2）三聚氰胺（蜜胺）磺酸盐缩合物系3）聚烷基丙烯基磺酸盐甲醛缩合物系；（4）改性木质素磺酸盐甲醛缩合物系。