基礎(chǔ)特種混凝土的設(shè)計

基礎(chǔ)特種混凝土的設(shè)計

《石油化工建立雜志》2023年第六期

1影響混凝土的強度

1.1影響混凝土的抗?jié)B性能的因素分析

混凝土的抗?jié)B性能就是混凝土的密實性能，其影響因素主要包括：（1）混凝土骨料的特征。改善混凝土的粗細(xì)骨料級配，使骨料中的大、中、小顆粒相互搭配填充而組成最密實，孔隙率最小的混凝土；（2）對混凝土抗?jié)B性能有益的水泥，并且水泥漿飽滿?；炷粱旌衔镏酗枬M的水泥漿將骨料充分包裹起來，并使之成為相互不接觸的隔離體，保證了混凝土的密實性能；（3）外加劑。實踐證明在混凝土中摻入各種不同性能的外加劑都可以改善混凝土的密實性能。減水劑、引氣劑、加氣劑、密實劑、膨脹劑等都具有改善和提高混凝土密實性的效果；（4）其他因素，加強施工治理，保證施工質(zhì)量也是混凝土抗?jié)B性能的必要條件。

1.2影響混凝土的抗凍性能的因素分析

混凝土的抗凍性能，即混凝土反抗凍融破壞的力量。混凝土在大氣中患病凍融破壞的機理比擬簡單，一般認(rèn)為混凝土內(nèi)部在某一凍溫下存在結(jié)冰的水和過冷的水，結(jié)冰的水產(chǎn)生體積膨脹及過冷的水發(fā)生遷移引起各種壓力，從而緩慢地造成混凝土的破壞。影響混凝土的抗凍性能的因素主要有：（1）齡期?；炷笼g期是抗凍的重要保證，一般混凝土在齡期較短時易受凍，混凝土強度損失較大，擁有肯定齡期的混凝土再受凍，強度損失較?。唬?）骨料的品質(zhì)。混凝土骨料品質(zhì)越好，反抗凍融破壞的力量越強，抗凍性能就好。石英石是全部骨料中最堅硬、最穩(wěn)定的材料；（3）引氣劑。引氣劑具有顯著的提高混凝土抗凍性能的作用，其作用機理是：在混凝土中引入勻稱分布的細(xì)小氣孔，當(dāng)混凝土受凍時，毛細(xì)孔水結(jié)冰時引起的膨脹壓力使多余的水很簡單地滲流到四周的氣孔中，混凝土的飽水程度降低，當(dāng)飽水程度低于某一臨界值時，混凝土并不發(fā)生凍融破壞。但引氣劑也有肯定的缺點，主要缺點是混凝土的強度隨著含氣量的增加而有所降低，一般每增加1%的含氣量，抗壓強度降低3～5%，因此使用時必需掌握其摻入量。

2混凝土組成材料選定及混凝土協(xié)作比設(shè)計方法

2.1混凝土材料選擇

2.1.1水泥選用質(zhì)量穩(wěn)定牢靠的一般硅酸鹽42.5等級的水泥，緣由是其早期強度高，對混凝土的抗?jié)B、抗凍性能都不錯。

2.1.2水灰比（水膠比）C30掌握在0.45；C25掌握在0.49。

2.1.3骨料細(xì)骨料選用石英中砂，粗骨料選用石英石碎石，粒徑按混凝土的要求分兩種：C30細(xì)石選5～10mm粒徑；C25選5～31.5mm粒徑。

2.1.4外加劑外加劑選用復(fù)合性能的引氣型高效減水劑，摻量掌握在0.5%以下,這樣的選擇對混凝土的抗?jié)B、抗凍都有利，摻量不大對混凝土的強度降低影響不大。全部混凝土材料在混凝土協(xié)作比試驗之前，均需按材料檢驗標(biāo)準(zhǔn)檢驗合格后，方可進展混凝土協(xié)作比試驗，試驗用水均采納干凈的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

2.2協(xié)作比確實定C30混凝土協(xié)作比（重量比）為，水泥∶水∶砂∶碎石=1∶0.45∶1.45∶2.40。C25混凝土協(xié)作比（重量比）為，水泥∶水∶砂∶碎石=1∶0.50∶1.57∶2.61。2.3珠光砂混凝土的協(xié)作比設(shè)計珠光砂混凝土即膨脹珍寶巖混凝土，是采納膨脹珍寶巖和水泥、砂為配料，加水?dāng)嚢鑴蚍Q后壓縮成型的輕集料混凝土。該混凝土據(jù)有極低的導(dǎo)熱性和牢靠的化學(xué)穩(wěn)定性，良好的充填流淌性和極低的容重性，是很好的隔熱保溫特種混凝土。試驗時采納優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的42.5級一般水泥。珍寶巖采納一級膨脹珍寶巖，積累密度為35kg/m3。膨脹珍寶巖是由玻璃質(zhì)火山巖經(jīng)破裂及高溫焙燒而成，呈白色圓珠狀松散顆粒，它無毒、無味，不燃燒，不腐蝕，無任何副作用，是優(yōu)秀的隔熱、斷冷、防凍建筑材料。外加劑采納高效微孔塑化劑，使用摻量僅為水泥重量的0.05%。高效微孔塑化劑屬于粘稠黑棕色液體，使用前需要用80℃的熱水配成1%的水溶液，并攪拌到有氣泡析出后備用。水使用飲用水。珠光砂混凝土應(yīng)采納特別的成型工藝，不適合振搗成型，宜采納壓縮成型。經(jīng)過屢次試驗，當(dāng)壓縮比掌握在1∶3左右時成型效果最好，抗壓強度可以到達0.8Mpa以上。珠光砂混凝土的攪拌成型方式是：首先將水泥、砂和膨脹珍寶巖按比例投入攪拌機并攪拌1～2min至勻稱，然后加局部水拌合；再摻入外加劑和剩余的水并攪拌2～3min至混合料勻稱、顏色全都、外觀松散、手握成團不散即可。可以用坍落度筒檢測掌握其坍落度在3～5cm范圍，千萬不要多加水，否則影響混凝土的強度和導(dǎo)熱系數(shù)。珠光砂混凝土協(xié)作比（重量比），強度標(biāo)準(zhǔn)M7.5為，水泥∶膨脹珍寶巖∶石英砂∶水=1∶0.35∶0.30∶0.65。

3混凝土試件的成型、養(yǎng)護及檢測

3.1混凝土試件的制備C30細(xì)石混凝土抗壓試件2組，規(guī)格100mm×100mm?？?jié)B試件（圓臺）1組，抗凍試件2組，規(guī)格100mm×100mm。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護同規(guī)格強度比照試件2組。C25混凝土抗壓試件2組，規(guī)格150mm×150mm，抗?jié)B試件（圓臺）1組，抗凍試件2組，規(guī)格100mm×100mm，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護同規(guī)格強度比照試件2組。珠光砂混凝土試件2組70.7mm3，用于抗壓強度，導(dǎo)熱系數(shù)的試件規(guī)格依據(jù)檢測儀器的規(guī)格確定。可以是200mm×200mm×30mm規(guī)格的的三塊一組，也可以是300mm×300mm×25mm規(guī)格的三塊一組。試件的制作要求是上下兩個外表應(yīng)平行，側(cè)面應(yīng)垂直，并磨平。

3.2混凝土強度及耐久性檢測結(jié)果

3.2.1強度測試C30抗壓強度代表值是7d為27.8Mpa，28d為35.6Mpa。C25抗壓強度代表值是7d為23.4Mpa，28d為31.2Mpa。

3.2.2抗?jié)B性能測試抗?jié)B試件拆模后立即送標(biāo)養(yǎng)室養(yǎng)護，在試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護27d后取出，外表晾干，1d后按操作要求封模后作抗?jié)B檢測?？?jié)B試驗采納逐級加壓標(biāo)準(zhǔn)方法檢測，從0.1Mpa開頭加壓，每8h增加0.1Mpa,直到有三個試件滲水，停頓加壓試驗。實際檢測結(jié)果是用C30、C25混凝土協(xié)作比制作的抗?jié)B試件，水壓檢測經(jīng)過13次加壓到1.3MPa，全部檢測的抗?jié)B試件均未消失滲水，超過了設(shè)計要求的抗?jié)B等級，因此停頓了加壓試驗。判定混凝土的抗?jié)B等級大于P13，大于混凝土設(shè)計要求抗?jié)B等級P12。3.2.3抗凍性能測試抗凍試驗檢測需要比照兩個指標(biāo)，一個是凍融循環(huán)后強度損失百分比，標(biāo)準(zhǔn)要求小于25%；二是凍融循環(huán)后質(zhì)量損失百分比，標(biāo)準(zhǔn)要求小于5%。抗凍檢測采納標(biāo)準(zhǔn)慢凍法檢測，試件標(biāo)養(yǎng)24d后取出，然后放入在18～20℃的水中浸泡4d，使試件含水量到達完全飽和。飽和試件取出后，擦干外表水分，然后試件編號，并按編號稱量每個試件的質(zhì)量，并做好記錄。凍融循環(huán)設(shè)計降溫階段1.5h,負(fù)溫-18℃～-20℃環(huán)境恒溫4h，注水、升溫及在正溫度18～20℃的水中溶化4.5h，整個過程10h為一次凍融循環(huán)。設(shè)計要求D75,實際檢測經(jīng)過75次凍融循環(huán)后，所檢試件無任何外觀特別狀況，檢測停頓。取出試件擦干其外表的水分，并按著編號量測每個試件凍融后質(zhì)量，然后檢測其凍融后的抗壓強度。本次試驗凍融后實測強度代表值C30∶32.7Mpa；C25強度代表值：28.5Mpa。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護比照試件強度代表值C30∶36.1Mpa；C25∶31.6Mpa。則C30、C25凍融后強度損失率：{（36.1—32.7）/36.1}*100%=9.4%＜25%{（31.6—28.5）/31.6}*100%=9.8%＜25%實測C30、C25重量損失率都是0，所檢測的試件經(jīng)過凍融循環(huán)后，外觀完好，無掉角，無裂紋，無掉粉，外表堅硬無疏松。以上倆個指標(biāo)，依據(jù)混凝土耐久性標(biāo)準(zhǔn)評定，均滿意D75的抗凍要求。

3.3珠光砂混凝土試件檢測結(jié)果導(dǎo)熱系數(shù)0.112KJ/m.h.℃；抗壓強度代表值：0.92Mpa，符合設(shè)計要求。本次深冷、隔溫、絕熱混凝土協(xié)作比設(shè)計是一次特別勝利的嘗試，主要表達在檢測