超高强混凝土力学性能研究.pdf

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1、超高强混凝土力学性能研究霍亮，蔺喜强，李国友（中国建筑股份有限公司技术中心，北京100031）摘要：研究不同水胶比、养护龄期对C120-C150超高强混凝土力学性能的影响。制备了水胶比为0.15-0.25的超高强混凝土，28d混凝土抗折强度大于10MPa，28d抗压强度达到120MPa左右。当混凝土水灰比为0.18时，随着胶凝材料总量的增大，新拌混凝土塌落度和扩展度也随着变大，混凝土56d的抗压强度也随着胶凝材料用量的增多而增加，3在胶凝材料900kg/m时，56d抗压强度达到了最大值144.1MPa。C120的混凝土静压力弹性模量56d能达到53.7GPa。随着养护

2、龄期的增大到360d时，超高强混凝土的抗压强度能够达到160MPa。关键词：长龄期养护，超高强混凝土，力学性能，弹性模量1.超高强混凝土应用概述在高层建筑结构的技术问题中，首先要解决的是材料问题。随着减水剂技术的不断进步，特别是聚羧酸减水剂的不断推广，超高强混凝土的流态化越来越容易实现，在0.2~0.3的水灰比范围内，[1]通过调整外加剂的掺量，均可制备出高流态超高强混凝土。现在混凝土的强度等级已经达到C100[2]以上。根据高层建筑不同部位的结构类型，所需要使用的混凝土强度等级也有所不同，表1.1为一般高层建筑结构部位使用混凝土强度等级。表1.1一般高层建筑结构部位

3、使用混凝土标号结构部位核心筒及剪力墙外筒钢管混凝土斜柱外筒钢管混凝土斜柱桩及基础底楼板节点板混凝土强度等级C80-C100C60-C80C60-C90C50C35-C40[3]随着超高强混凝土的技术的发展，越来越多的高层建筑也开始使用强度超过C100的混凝土。21世纪初期，沈阳、北京等地陆续开始了超高强混凝土的试点应用。目前已经多次成功将超高强混[4]凝土泵送到400m以上的高度。表1.2列举了超高强混凝土应用的典型工程。[5,6]表1.2国内超高层建筑高强混凝土应用实例项目名称与地点施工年份应用部位强度等级应用效果北京财税大楼1996混凝土柱C100R28=127M

4、Pa沈阳富林大厦2001钢管混凝土柱C100R28=115.9MPa北京国家大剧院2002钢管混凝土柱C100R28=120MPa沈阳远吉大厦2003钢管混凝土柱C100R28=115.6MPa沈阳皇朝万鑫大厦2004钢管混凝土柱C100R28=118MPa广州保利国际广场2004-2005钢骨混凝土柱C100R28=118MPa广州西塔2008-2009试验性施工C100（411m）垂直泵送京基100大厦2011.4试验性施工C120（417m）垂直泵送上海中心大厦2014.6试验性施工C120（500m）垂直泵送具有超高强度和良好韧性的混凝土有利于减小结构构件的尺

5、寸，减轻结构的自重，改善结构抗震性能。目前工程中的C100以上的混凝土的使用一般为试验性应用，超高强高性能混凝土多集中在[7]钢管混凝土柱等部位。因为在现有的标准范围内，没有超过C100的超高强混凝土的设计规范。只有通过各个单位对超高强混凝土经过大量的基础研究，才能够为今后超高强混凝土设计规范提供参考的数据支持，推动超高强混凝土应用技术的发展。本文主要是对C100-C150的超高强混凝土抗压、抗折强度、静压力弹性模量以及在长龄期养护条件下混凝土力学性能的研究，并总结一些超高强混凝土力学性能发展规律。2原材料与实验方法2.1实验原材料（1）水泥实验所用水泥为唐山冀东52

6、5普通硅酸盐水泥，化学分析结果如表2.1。表2.1水泥的化学组成，wt.%水泥化学成分水泥强度(MPa)CaOSiO2Al2O3MgOFe2O3TiO2SO37d28d59.4520.989.382.143.640.402.5047.964.9（2）掺合料矿物掺合料主要用了首钢生产的S95矿粉，Ⅰ级粉煤灰，山东鲁新建材公司生产的超细矿粉P8000；甘肃三远硅材料有限公司生产的硅灰(活性Si0290%)。各掺合料的化学成分分析和活性指数如表2.2所示。表2.2掺合料的化学成分分析，wt.%比表面活性指数,化学成分%2原材料积,cm/g%CaOSiO2Al2O3Fe2O3

7、MgOloss/7d28dP8000矿粉37.4432.3514.060.019.320.23970122137SY90硅灰0.6791.72.512.180.922.2约19500//（3）骨料粗骨料采用河北易县产玄武岩石子G大(15mm)，G小(10mm)，采用级配G大(15mm)：G小(10mm)=4:6比例。表2.3粗骨料的性能分析333品种粒径堆积密度(Kg/m)紧密堆积(Kg/m)表观密度(Kg/m)压碎指(%)10-15mm1610181030502.4玄武岩5-10mm1520170030502.2细骨料：河北石家庄河砂，细度模数M=