无机复合型高耐久性混凝土(ICC)C80配合比研究与应用

1、无机复合型高耐久性混凝土(ICC)C80配合比研究与应用 无机复合型高耐久性混凝土(ICC)C80配合比研究与应用 【摘要】：无机复合型混凝土是近年来出现的一种高性能无机复合型水泥基材料，它是在高性能混凝土基材配比根底之上，融合现代材料科学应用技术,从改善混凝土属件的结构尺寸、使用功能、设计寿命、钢筋保护层厚度以及工程造价角度考虑，同时又为了满足混凝土附属构件强度、防冻、防水、抗渗、防腐、耐锈的要求，而研发出的高性能无机复合型混凝土材料。笔者主要阐述了制做电缆沟盖板的无机复合型高耐久性混凝土的配合比设计和施工生产过程的质量控制要点。 【关键词】：配合比、质量、 施工、控制 中图分类号： F25

2、3.3文献标识码：A 文章编号： 1 前言 无机复合型混凝土做为新一代高强度、高韧性、低空隙率和高耐久性的超高性能混凝土，其性能同普通混凝土和现有的高强混凝土相比有了质的飞跃，从工程应用角度来看，无机复合型高耐久性混凝土有以下的优点： 1.1ICC可以有效地减轻结构物的自重。ICC具有很高的抗压强度和抗剪强度，在结构设计中可以采用更薄的截面或具有创新性的截面形状，从而使结构自重比普通混凝土结构轻得多。 1.2可以大幅度提高结构物的耐久性。ICC材料减小了界面过渡区的厚度与范围。骨料粒径的减小，其自身存在缺陷的机率减小，整个基体的缺陷也减少。ICC十分密实，孔隙率极低，它不但能够阻止放射性物质从

3、内部泄漏，而且能够抵御外部侵蚀性介质的腐蚀，从整体上提高了体系均匀性、强度和耐久性。 1.3采用ICC设计的构件，可以极大地减少箍筋和受力筋的用量，甚至可以不设置箍筋。 1.4ICC结构的高耐久性极大地减少或免除了维护费用，延长了使用寿命，因而具有很高的性能价格比。 1.5ICC材料的高韧性和结构自重的减轻有利于提高结构的抗震和抗冲击性能。 综上述ICC材料的优点可以看出，采用ICC材料可以延长结构寿命，大幅减少维护费用，降低工程建设和使用的综合造价。 新建哈大客运专线TJ-1标段电缆槽盖板，此盖板采用无机复合型高耐久性混凝土，设计技术参数，抗压极限强度fc=80MPa；抗拉极限强度fct=6

4、.0MPa；抗渗性大于P30；抗冻性大于F300；28d碳化深度为0mm；标准盖板尺寸长×宽×高。 2试验准备、配合比实验 1.1原材料 1.1.1水泥 采用鞍山冀东水泥集团生产的P.O 42.5级低碱水泥，水泥熟料中C3A含量小于8；其性能见表1.1： 表1.1水泥物理力学性能 1.1.2掺和料采用北京惠诚矿物掺和料，浅灰色粉状固体；超细活性粉末复合掺和料，具有增强作用，还可以降低拌合物的粘度；其性能指标见表1.2： 表1.2复合掺和料性能指标 1.1.3细骨料采用海城八河砂，细度模数2.8，含泥量1.2%。 1.1.4粗骨料采用辽阳小屯碎石，级配8-12mm，压碎指标8

5、.9%。 1.1.5聚丙烯纤维产地辽阳，直径为0.03mm，长度为20mm；其性能指标符合 GB/T21120-2007技术要求。 1.1.6外加剂采用北京惠诚高效减水剂，黄褐色液体，含固量35%，与上述水泥及掺和料的适应性能良好；其性能指标见表1.5： 表1.5 外加剂性能指标 1.1.7拌和用水饮用自来水，符合JGJ63-2006的要求。 2试件制做、养护及试验方法 2.1试件制作：在的温度为20±2，相对湿度大于50%成型室进行配合比试件的制作；采用SJD-60型强制混凝土搅拌机，自动控制搅拌时间，投料程序如下：首先将粗细骨料和聚丙烯纤维按配比称好，倒入搅拌机内干拌4 min：

6、然后参加称好的水泥和掺和料，继续搅拌2 min；最后将外加剂和水一次性倒入搅拌机内，搅拌4 min； 混凝土搅拌完毕后，在1 min内测试完混凝土拌合物的塌落度值，然后在振动台上成型抗压试件及抗折试件，抗渗试件振动5 min后试件成型完毕。 2.2养护：成型好的试件在室内静停4h，然后将试件带模移入蒸汽养护箱内进行初始养护，养护温度40±2，相对湿度70%，初养过程分为升温、恒温、降温三个阶段，升温速度不应大于12/h，降温速度不应大于15/h。恒温温度应控制在40±2，初养结束拆模时，试件外表温度与环境温度之差不应超过15。静停加初养时间为24h，试件拆模再进行最终养护，

7、养护温度60±2，终养过程同样分为升温、恒温、降温三个阶段，升温速度不应大于12/h，降温速度不应大于15/h。恒温温度应控制在60±2，恒温养护时间不应少于24h。 2.3养护完成后，待试件在养护箱中自然冷却至室温后，按?普通混凝土力学性能试验方法标准?GB/T50081-2002规定进行抗压强度与抗折强度试验，抗压强度与抗折强度均不乘折减系数。按?普通混凝土长期性能和耐久性试验方法?GB/T50082-2021进行抗渗、抗冻融等耐久性试验。 3配合比优化 在一定强度范围内影响混凝土性能的主要因素为水胶比、掺合料掺量及减水剂掺量。因此，本次试验是在参考配合比的根底上考察不

8、同水胶比，不同掺合料掺量及不同减水剂掺量下ICC的抗压强度和抗折强度试验配合比及试验结果见表2.1 表2.1 试验配合比及试验结果 上述六组试验结果中，第5和6号配合比的结果符合强度与塌落度要求，在强度上5号要好于6号，但考虑本钱后确定6号配合比为最优配合比并进行了6次复配试验。强度试验结果见表2.2 表2.2复配强度试验结果 为满足工程需要同时对6号配合比进行了弹性模量，抗渗性能，抗冻性能等混凝土的耐久性能进行了检测，试验结果见表2.3 表2.3复配耐久性试验结果 根据实验结果最终确定ICC80盖板的施工配合比采用6号最优配合比。 4施工的质量控制要点 4.1原材料 4.1.1进场的粗细骨料

9、应进行复检，其各项性能指标必须符合要求。粗骨料对拌和物的和易性及工作度影响较大，因此要严格控制粗骨料粒径。 4.1.2对水泥的进场复检，在注意强度及安定性的同时，应注意水泥的标准稠度用水量，标准稠度用水量的变化对RPC塌落度影响很大，当标准稠度用水量增大时，单位用水量不变可以增加减水剂用量；当标准稠度用水量减小时，减水剂用量不变增加用水量。 4.1.3减水剂在使用同时应经常对减水率及缓凝时间进行检验，并根据结果及时调整用量。 4.1.4对掺合料的进场复检，主要控制其比外表积和活性指数。 4.2拌和物 4.2.1搅拌ICC前应对搅拌楼的衡器进行计量检定，称量误差应严格控制在标准要求内，在配制IC

10、C材料拌和物时，水泥、复合掺和料枯燥状态的用量均按质量计，称量应准确到±1%；粗细骨料采用枯燥骨料，用量按质量计，称量应准确到±2%；水、外加剂及聚丙烯纤维的用量按质量计，称量应准确到±0.5%。 4.2.2严格按投料顺序及拌和时间进行搅拌。试验室应经常检查ICC的和易性和塌落度。搅拌均匀的ICC拌和物，应在30S内卸料完毕。 4.2.3运送ICC拌和物的容器和管道，应不吸水，不漏浆，并保证卸料及运输畅通。容器和管道在冬期应有保温措施，夏季最高温度超过40时，应有隔热措施。 4.3构件成型 4.3.1构件成型采用外表光滑、不易变形的塑料模板，每次使用后的塑料模板均

11、要浸泡清洗干净。 4.3.2在震动台上成型。搅拌均匀的ICC拌合物，入模成型振捣时间为45min，使ICC混凝土充分密实，外表光滑。 4.3.3养护制度：ICC对温度的敏感度很高，温度的偏差对ICC的强度及耐久性有很大影响，因此，在ICC入模成型后，必须严格按照初、终养的升温、恒温、降温三个阶段的规定进行养护。 5结束语 在ICC盖板的初期生产中，共进行了116组试件的检查，其抗压强度80.9-96.8 MPa，抗折强度6.0-8.7 MPa，抗渗等级大于P30、抗冻等级大于F300，对实体盖板进行了30次结构性能检验，极限荷载均到达设计荷载的3.0倍以上，符合设计要求，说明所设计的C80配合比是满足要求的，可以满足设计和施工要