高强度混凝土施工指南 - 图文

粉煤灰在混凝土中的形态效应、活性效应、微集料效应和级配效应极大改善了混凝土和易性、密实性及强度性能。粉煤灰因具有三大效应特点，因此能更好地发挥粉煤灰减水—増浆—调凝—密实—协和等五项基本功能，从而使混凝土的结构和性能，发生预期的变化。优质的粉煤灰像中药里得甘草是配制高性能混凝土的必不可少的材料。HPC混凝土采用外掺技术，普通混凝土强度大于C30用Ⅰ级粉煤灰，外掺能取代15％~20％的水泥；HPC水下混凝土强度不大于C30用Ⅱ级粉煤灰，外掺能取代30％~40％的水泥，极大的降低了混凝土生产成本。

宁夏煤炭资源丰富，电煤质量好，东部沿海城市电煤价格比我区每吨高500~600元，国家严格控制电费涨价，电费和煤价不同步，电厂被动接收价低质次并含有大量煤矸石的电煤，造成粉煤灰质量波动大，因此要对进场粉煤灰每车必须做细度、比表面积、烧失量、需水量比、安定性等试验。大坝电厂粉煤灰筛选技术在宁夏地区比较先进，Ⅰ级粉煤灰质量比较稳定，其它大部分厂家粉煤灰都转手有经销商经营，经销商又将价低质次粉煤灰磨细，在磨细过程中又加入了助磨剂，有些助磨剂对不仅对混凝土有非常大的不利的影响，甚至对人体有害，像尿素等。因此，我们试验检测人员按照新桥规6.15.8-1要求，对每车进场粉煤灰不但要测细度，还要测比表面积、需水量比、烧失量和28d活性指数，严禁不合格粉煤灰进场。

2.4 硅粉（Silica Fume 简称SF）

硅灰（微硅粉）是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的SiO2和硅气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料。它是由非常细的玻璃质颗粒组成，其中SiO2高，外掺水泥用量5~10%，可使混凝土致密、耐磨、增强其耐久性。

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微硅粉化学组分（单位：%）表2-8 成分 微硅粉 P.O42.5水泥 SiO2 85~95 23.44 Al2O3 0.5~0.28 7.19 Fe2O3 8~1.36 2.96 CaO 55.01 MgO 2.24 K2O - Na2O — - SO3 — 4.0 烧失量 4~3 3.8 1.0~0.79 0.79~0.23 — 微硅粉主要有三种类型：原状微硅粉、增密微硅粉和微硅粉料浆，每一种类型均影响其技术性能、使用效率。

硅灰（微硅粉）外观为灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。硅灰松散密度250~300kg/m3。硅灰（微硅粉）中细度小于1μm的占80%以上，平均粒径在0.1～0.3μm，比表面积为15000～20000m2/kg。其细度和比表面积约为水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍。硅灰（微硅粉）在形成过程中，因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，它是一种比表面积很大、活性很高的火山灰物质。见图2-5 掺有硅灰（微硅粉）的物料，微小的球状体可以起到润滑的作用。硅灰（微硅粉）

能够填充水泥颗粒间的孔隙， 同时与水化产物生成凝胶体，与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。在高性能混凝土

中，采用外掺技术，可以替代5%~10%的水泥，可起到如下作用：显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能，能够抑制碱集料反应；具有保水、防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至数倍：具有约3~5倍水泥的功效,在普通砼和低水泥混凝土中应用可降低成本、提高耐久性；有效防止发生HPC碱骨料反应。建议我公司后张法施工加外掺5%~10%硅灰压浆，能够防止水泥浆离析和泌水，大幅度提高水泥浆

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图2-5

流动性、黏聚性、充盈性等性能。质量指标应满足表2-9：

硅灰的质量指标 表2-9 物理性能 比表面积 2（m/kg） ≥15000 化学性能 烧失量 （%） ≤6 SO2 （%） ≥85 CI(%) ≤0.02 - 混合砂浆性能 需水量比 28d活性指数 （%） （%） ≤125 ≥85 含水率 （%） ≤3 硅粉比表面积用碳吸附法测定，宁夏所有检测机构无法进行此项试验。 因硅粉价格较贵，是矿粉、石灰岩粉和粉煤灰价格3～6倍，建议项目部直接从厂家进货，防止中间环节经销商人为掺杂使假。

2.5矿粉(Slag 简称S)

高炉炼铁中的铁矿石杂质和焦炭中的灰粉与石灰石在高炉内生成高炉渣，高炉渣密度小，浮于铁液表面，排放出炉，经水急冷，得水淬矿渣。水淬矿渣经欧式磨细而成矿粉。见图2-6

粒化高炉矿渣磨细到比表面积 400~600m2/kg，颗粒小于10um。外掺取代20%~30%水泥后，混凝土流动性提高，具有缓凝作用，其早期强度于硅酸盐水泥混凝土相当，但表现后期强度高、耐久性好的优良性能。磨细矿渣绝大部分是不稳定的玻璃体，不仅具有较高的化学能，而且有较高的活性。这些活性成分SiO2 和Ai2O3 ，即使在常温条件下，以上活性成分也可以与水泥中的Ca(OH)2发生反应而产生强度。据有关文献记载内掺50%~60%，可以防止混凝土碱集料反映。

宁夏大武口、灵武、中卫等地区炼铁企业都生产S95矿粉，试验检测

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人员严格按新桥规表6.15.8-2规定，不但要测其比表面积，还要测其烧失量、需水量比、28d活性指数等指标，防止掺有粉煤灰、炉渣、生石灰粉等掺杂使假矿粉进场。

我国15个有代表性水淬矿渣的化学组分平均值（单位 %）表2-10 成 分 SiO2 33.1 Al2O3 13.9 CaO 42.3 MgO 6.9 TiO2 1.3 FeO 0.65 MnO 0.39 K2O 0.31 Na2O 0.2 S 0．77 烧失量 2.8 平均值 青铜峡 30 10.4 46.6 7.2 1.0 0.5 0.55 0.3 0.21 0.7 2.5 表-10 K=（SiO2+MgO+Al2O3）/（SiO2+MnO+TiO2）=1.2~1.6之间，K值越大，矿粉活性越高，HPC强度越高。宁夏74um矿粉密度在2.85~2.94g/cm3，其技术指标见2-11

磨细矿渣粉技术要求 表2-11 粉煤 灰等级 S105 S95 S75 密度（m/kg） - ≥2.8 - 2比表面积 （m/kg） ≥750 ≥550 ≥350 2烧失量 （%） ≤3 ≤3 ≤3 需水 量比 （%） ≤100 ≤100 ≤100 含水率 （%） ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 CI (%) ＜0.02 ＜0.02 ＜0.06 -混合砂浆 SO3 (%) ≤4 ≤4 ≤4 7d ≥100 ≥85 ≥75 活性指数 28d ≥115 ≥105 ≥100 2.6石灰岩粉（LP）

石灰岩粉用石灰岩碎石（1~2cm）经欧式磨磨细成胶凝材料。从图-4可以看出，石灰岩粉基本上成无规则几何结构，并拥有一定的级配，用为高性能混凝土粉体材料时，将有良好的填充效果。图2-7。

由于石灰岩粉抗压强度低于和抗折强度低于石英岩和花岗岩，很容易磨细成粉；因其线膨胀系数和弹性模量小于石英岩和花岗岩，混凝土抗干

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