活性TH粉C50自密实钢管混凝土配制技术与应用.pdf

2 0 1 4年第 2期 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 C HI NA C 0NC RE T E AND C EME NT P RODUC T S 2 0 1 4 No 2 F e b r u a r y 活性 T H粉 C 5 0自密实钢管混凝土 配制技术与应用 王 军， 顾 瑞， 朱亚杰， 任海波 ( 中建商品混凝土有限公 司， 武汉 4 3 0 0 8 0 ) 摘 要 ： 采 用活性 T H 粉进行 自密实混凝 土配合比设计 ， 成功 配制 出 C 5 0自密 实钢 管混凝 土。探 讨 了活性 T H 粉对混凝 土工作性 能的影响 ， 研 究 了掺 TH粉后 混凝土强度和收 缩性 能的 变化规律 。结果表明 ， T H 粉具有 比 I 级 粉煤灰 更高的活性 、 形 态效应和微 集料 效应 ， 能 降低 拌合物 粘度、 改善混凝 土工作性 能、 提 高后期 强度 和减 小体积 收缩 2 8 d收 缩率可降至 1 5 1 O ， 是 配制 高强泵送 自密 实混凝土 的优质掺合料 。经过现 场成 功中试 ， 在武汉 中央文 化 区秀场和六 星级 酒店项 目中得到 了较好应 用。 关键词 ： 自密实混凝土 ； 活性 T H 粉 ； 抗压强度 ； 工作性 能； 收缩 Ab s t r a c t ： e C5 0 s e rf - c o mp a c t i n g s t e e l t u b e c o n c r e t e i s p r e p a r e d s u c c e s s f u l l y wi t h a c t i v e T H p o w d e r d e v e l o p e d t o g e t h e r wi t h o t h e r g r o u p s T he i n fl u e n c e o f T H p o wd e r O 11 t h e w o r k a b i l i t y of c o n c r e t e i s d i s c u s s e d a n d t h e r e g u l a r s of c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d s h ri n k a g e a r e s t u d i e d T h e r e s u l t s s h o w tha t the T H p o wd e r h a s b e t t e r a c t i v e ， wa t e r r e d u c t i o n a n d mi c r o a g g r e g a t e d e ff e c t r a t h e r t h a n t h e gra d e I fl y a s h ， f u r t h e r mo r e ，i t i s b e n e fi c i a l t o red u c e mi x t u r e v i s c o s i t y ，i m- p r o v e the wo a b i l i ty， i n c r e a s e l a t e r s t r e n g t h a n d d e c r e a s e t h e 2 8 d a y s s h rin k a g e r a t i o t o 1 I 5 x1 0 Me a n wh i l e ，i t i s the q u ali t y mi n e r a l a d mi x t u r e f o r p r e p a r i n g h i g h- s t r e n g t h p u mp i n g s e l f - c o mp a c t i n g c o n c ret e e p r e p ara t i o n t e c h n o l o g y i s a p p l i e d for Wu h a n c e n t r a l c u l t u r e d i s t ri c t a n d t h e s i x - s t a r h o t e l p r o j e c t a f t e r s u c c e s s f u l p i l o t t e s t i n g Ke y wo r d s ：S e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e ； Ac t i v e T H p o wd e r ； Co mp r e s s i v e s t r e n gth ； Wo r k a b i l i t y ； S h rin k a g e 中图分类号 ： T U 5 2 8 5 3 文献标识码 ： A 文章编 号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 4 ) 0 2 - 1 7 - 0 4 0前言 随着我 国高层 、 超高层建筑及特殊混凝土配制 技术 的发展 对钢管混凝土结构的研究越来越 多。 自密实钢管混凝土 因能有效克 服核心混凝 土脆性 大和延性差 的弱点 ， 使其在工程 中得到广泛应用【” ， 但结构 的复杂性对 自密实混凝 土的性 能提出 了更 高 的要求。对于泵送 自密实钢管混凝土 ， 既需要在 降粘增速的前提下提高混凝土施工性能 ， 又要减小 混凝土收缩变形 ， 保证混凝土与钢管 内壁有较强 的 粘结力。因此 ， 选择确定优质掺合料及其组合方式 、 降低混凝 土的收缩率是进行配合 比设计 时必须考 虑 的重要因素。 本文结合 自密实混凝土的特点 ， 采用新型掺合 料活性 T H粉来进行配合 比设计 。成功配制 出 C 5 0 自密实混凝土 ， 其和易性好 ， 粘度小 ， 用水量低 ， 并 在武汉 中央文 化区秀场和六星级酒店项 目中得到 了较好应用。 1 工程概 况 武汉 中央文化 区秀场 和六星级酒店项 目共有 若 干 钢管 混凝 土 柱 ，春 季施 工 ，共 计 需求 方 量 1 3 0 0 m 3 。要求从 1 7根直径 8 0 0 mm的圆钢管 内浇灌 C 5 0混凝土 ， 管高 5 3 m。根据钢结构单位深化情况 ， 钢柱分节为 1 3 m， 柱顶标高+ 5 1 9 m。钢管 内部设 置 有 内隔板 。间距 不 小 于 5 7 0 m m，中部设 置 直 径 2 5 0 ra m的灌注圆孔 ， 四周分布有 四个直径 1 8 tur n的 透气 圆孔 。如图 1 所示 。该 工程钢 构件第 一段 为 1 6 m，上部 为 1 3 m一段 ，从地下 室顶板至管顶 约 2 9 m， 一次浇筑高度 大 ， 钢管 内混凝 土不 易振捣 ， 且 在浇筑时为高空操作 ， 难度大。因此 ， 施工方决定需 采用高位抛落法浇注 自密实混凝土 ， 对混凝 土性能 要求较高。 图 1 钢管柱平面 图 一 1 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4年第 2期 混凝土与水泥制品 总第 2 1 4期 2 自密 实钢 管混 凝 土主要 技 术指标 根据该工程项 目部要求 ， C 5 0自密实钢管混凝 土主要技术指标如下 ：混凝土具有较好的粘聚性 、 保水性及填充性 ， T 铷 时间 5 s ，倒筒流空 时间 1 0 s ，顺 利通 过 型 U型箱 ，浇 筑现 场坍落 度 2 5 0 mm、扩展度 6 5 0 ram、 2 h坍落度损失 2 0 m m、 扩展度损失 5 0 m m。初凝时问 8 - 1 0 h ，终凝 时间 1 2 1 6 h。 3 C 5 0自密实钢管混凝土的配制 3 1 原 材料 华新 P O 4 2 5级水泥 ，主要性能数据见表 1 ： I级粉煤灰 ( 细度 9 8 ， 烧失量为 2 6 ， 需水量 比 为 9 4 ) ； $ 9 5矿 粉( 密 度 2 8 2 e m ， 比表 面 积 4 1 6 0 c m T g ， 7 d活性指数 7 5 ， 2 8 d活性指数 9 8 ) ； 活性 T H粉 ( 一 种 亚微 米 级 、 正球 状颗 粒 的新 型矿 物 掺合料 其主要物理性能见表 2 ) ； 5 - 2 0 ra m石灰岩碎 石( 含泥量 0 8 ， 压碎指标 8 ， 级配 良好 ) ； 岳 阳河 砂 ( 区级配 ， 细度模数 2 6， 含泥量 1 4 ) ； 高性能 聚羧酸减水剂 ( 减水率 2 7 2 ， 固含量 1 9 3 ) ； 水为 自来 水 。 表 1 水泥 的物理 、 力 学性 能 表 2 活性 T H粉的主要物理性 能 3 2 配合 比设计 结合实际生产经验 基准混凝土配合 比设计参 考 J G J T 2 8 3 -2 0 1 2 自密实混凝土应用技术规程 和 J G J 5 5 2 0 l 1 普通混凝 土配合 比设计规程 ， 选 用常规掺合料 ( 不掺 T H粉 ) 进行配 制 ， 保持水胶 比 不变 通过大量和易性调整试验 ， 工作性能大致满 足设计要求 ，所确定 的基准配合 比为 C ( 水泥 ) ： F A ( 粉煤灰 ) ： K F( 矿粉 ) ： G( 碎石 ) ： S ( 河砂 ) ： W( 水 ) ： P C ( 减水剂) = 1 ： 0 3 1 0 ： 0 1 1 9 ： 2 1 7 7 ： 1 7 8 6 ： 0 4 0 5 ： 0 0 1 7 。在 此基础上 ， 用 T H粉替代粉煤灰 并调整水泥用量 ， 另设计 出 4组配合 比 ，各配合 比成 型至少 4组试 块 用于标准养护和同条件养护 。配合 比和试验结 果分别见表 3 、 表 4 。 表 3中的配合 比主要是通过取代粉煤灰( 矿粉 用量较少 ， 取代矿粉对实际生产意义不大 ) 进行调 整的 ， 探讨 T H粉对混凝土工作性能和强度的影响。 表 4为各配合 比下混凝土 的实 际工作性 能和各 龄 期的强度发展情况 。从两表中可知 在外加剂掺量 大致相同的情况下 ， T H粉 的减水效应十分明显 ， 且 坍落度 、 扩展度经时损失较小。T H粉 的掺人 ， 能直 接降低单方用水量 1 0 k g 左右。 从工作性能数据中可看 出， 在 T H粉与粉煤灰 、 矿粉合 理搭 配比例 下 ，拌合物倒筒 时间 由过去 的 1 5 6 s 降低到 7 4 s ， T 5 0 0时间缩小到 3 0 s ， U型箱试 验均能轻松达到要求 ，拌合物粘聚性 和保水性好 ， 且铲动酥软 ， 无抓地现象 ， 流动阻力小 ， 说 明 T H粉 在 降低拌合物粘度和提高流速方面作用显著 ， 同时 对提高混凝土保水性方面也有较大作用。这主要是 因 为 T H 粉 具 有 较 大 的 比表 面 积 和 较 小 的 粒 径 分 表 3 配合 比设计 与调整过程 工作性 能 标养强度， MP a 同养强度， MP a 坍落度 扩展度 m m倒 筒时间， s U型箱高度差 mm T 5 O 0 s 2 h坍落度 扩展 度 m m 3 d 2 8 d 3 d 2 8 d 一 1 8 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4年第 2期 混凝土与水泥制品 总第 2 1 4期 4。 从表 4可 以看 出 ， 在本研究试验条件下 ， 加载 后混合砂混凝土各 龄期的徐变略高于天然 中砂混 凝 土 ， 但两者接近并均处于 同一数量级 ； 与 同配 比 的天然 中砂混凝土相 比 混合砂混凝土的徐变随龄 期 的变化具有相似 的规律 ， 随龄期延长 ， 徐变逐渐 增加 ， 增加速率则逐渐降低。可见 ， 相 同条件下 ， 混 合砂混凝土与中砂混凝土的徐变行为相近 ， 混合砂 混凝土完全可以在 预应力混凝 土( T型梁 、 箱梁等 ) 中应 用 。 表 4 2 8 d龄期加载混凝土的徐变 ( x l O ) 3结语 采用混合砂可以配得工作性能 良好 、 保坍性能 良好 的混凝土 ， 所得到的混凝土强度 、 抗碳化性 能、 收缩性能、 徐变性能与采用天然中砂配制的混凝土 的技术性能相当。 参 考文 献： 1 】 秦廉 ， 张雄 机制砂生产 线投产前 的母岩检 验与机制砂评 价方法 J 】 新型建筑材料， 2 0 1 2 ( 1 ) ： 2 4 2 6 【 2 】 侯衍 臣 福建 地区 出口机制 砂的现状与发展趋 势 J J 混凝 土世界， 2 0 1 1 ， 2 ( 2 o ) ： 6 6 6 8 ( 上接第 l 9页) 下试块的 2 8 d强度 并随机抽取 了 3 0组试块进行 检测 ， 结果见表 5 。由表 5可知 ， 试块强度均达到设 计要求 。 表 5 两种养护条件下强度随机抽样检测结果 6结 论 ( 1 ) 采用活性 T H粉成功配制 出 C 5 0自密实钢 管混凝土 ， 经过现场中试 ， 工作性能与试验室一致 ， 并在武汉 中央文化 区秀场和六星级酒店项 目中得 到较好应用。 ( 2 ) 活性 T H粉具有 比 I级粉煤 灰更高的活性 和减水效应 ， 且其对后期强度发展和减 小混凝土的 收缩均十分有利 ， 因而具有较好 的经济效益和应用 前景 。 ( 3 ) 活性 T H粉具有较好降粘和提高拌合物流 一 2 2一 3 】 何娟 ， 杨长辉 硅酸盐水 泥混凝 土 的碳 化分析 【 J 硅酸盐 学报， 2 0 0 9 ， 1 2 ( 6 ) ： 1 2 2 5 1 2 2 9 【 4 】 孟 凡利 等 强条件下混 凝 土收缩徐变 试验研 究与现 场监 N J I 混凝土 与水 泥制 品， 2 0 1 1 ( 1 ) ： 1 3 1 8 收稿 日期： 2 0 1 3 1 2 2 8 作者简 介 ： 方闻 ( 1 9 6 3 一 ) ， 男 ， 高级工程师。 通 讯地 址 ： 福建省福州市晋安投资 区福光路 1 8 9号 联 系 电 话 ： 1 3 7 0 5 9 1 8 3 3 6 E - ma i l ： 2 2 3 8 7 0 5 1 9 7q q c o m 速 的作用 是配制高强泵送 自密实混凝土的优质掺 合料。 参考 文献 ： 【 l 】 王国杰 ， 郑建岚自密实钢管混凝土的研究与应用 J 】 混 凝 土 2 0 0 6 ( 3 ) ： 5 7 6 1 2 】 杜艳静 ， 叶燕华 ， 朱 国平 ， 等自密实混凝土的收缩性 能研 究 J 混凝土 ， 2 0 0 9( 7 ) ： 2 7 3 0 【 3 】 张毅 ， 席光自密 实钢管混 凝土研 究的进 展与展 望 J 四 J I I 建筑， 2 0 1 2 ， 3 2 f 5 1 ： 2 1 2 2 1 3 4 】 文国华 ，张腊 春 钢管混凝 土拱 肋超声 检测及 混凝土 密 实度质量评判【 J 】 湖南城建高等专科学校学报， 2 0 0 1 ， l 0 ( 3 ) ： 1 2 收稿 日期 ： 2 0 1 3 1 2 1 8 作者简介 ： 王军 ( 1 9 8 6 一 ) ， 男 ， 硕士研究生 、 助理 工程 师。 通讯 地址 ： 武汉市华光大道 l 8 号 高科 大厦 l l 楼 联系电话 ： 1 8 6 2 7 9 3 3 7 4 9 E ma i l ： w j h b m a s t e r 1 6 3 c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m