C70高強微硅灰混凝土的配制與應用：

    豆腐臺水源改造工程位于玉門 南部石油河上，是一項以城市供水為主的水利樞紐工程。其泄水沖砂閘閘墩、底板要求采用C70高強耐磨混凝土。目前國內(nèi)采用單摻普通水泥配制的混凝土強度可達350#左右。省水電工程局研究配制了C70高強度微硅灰混凝土，采用二次投料與減水劑復合工藝，利用相對標號較低的,525 #水泥，摻入部分微硅灰，配制成C70～C80 。具有抗沖磨、抗空蝕性能的高強混凝土，滿足了工程設計與施工要求。

1 水泥用量的選擇 ．

    通過大量試驗得知水泥甩量超過620kg／m3時強度不會有明顯的增加。這主要是因為混凝土強度不能由水泥砂漿和粗骨斟共同發(fā)揮，尤其是粗骨料的作用。水泥用量增加相當于水泥砂增加，減少單位體積骨料，反由水泥砂漿和都分骨料承擔荷載，因此混凝土強度提不高。從混凝土試樣破壞情祝看，發(fā)揮混凝土強度的破壞是粗骨料全部剪壞，與石材破壞相似。

    水泥采用永登水泥廠生產(chǎn)的祁連山牌525# 普通硅酸鹽水泥，用量600kg／m3左右，最多不宜超過620kg／m3。為了節(jié)約水泥 改善混凝土的物理性能，摻入15%左右的微硅灰替代部分水泥，一般水泥用量5l0kg／m3 左右。

2 水灰比

    配制C70 高強微硅灰混凝土，水灰比是控制混凝土強度的重要參數(shù)，水灰比愈小配出的混凝土強度愈高，但施工愈困難，為降低水泥用量又滿足施工和易性要求，通常采用摻加高效減水劑和微硅灰的辦法，既可防止使用高效減水劑，大幅度降低水灰比，使混凝土坍落度損失較大造成先后施工的混凝土之間結合不良 又可增加混凝土的物理性能，延遲混凝土坍落度損失，使水灰比降至0．28左右。這里所指的水灰比是拌和物用水與水泥和微硅灰總量的比，實際上水泥水化所需水量是很少的。減水后的甩水量足以滿足水泥發(fā)揮強度的要求，降低水灰比獲得高強混凝土。通過試驗最后確定C 70硅粉混凝土水灰比0．28～0．32為宜。

3 外加劑 ．

    選擇外加劑的原則是具有較太的減水率，較高的增強度 不含有害元素。經(jīng)大量試驗，最后從17種減水劑中選出3種高效減水劑，為了確保質(zhì)量，通過校驗試驗從3種減水劑中確定采用UNF系列高效減水劑。

4 砂率的選擇 ，

    為了減少砂率對混凝土強度的影響，同時滿足耐沖磨性能，采用較少的砂率減少水泥用量，限度地發(fā)揮粗骨料的骨架作用。砂率低，粗骨料占有的面積大，混凝土強度低的情況下，其耐沖磨性能由粗骨料承擔較有利。經(jīng)試驗確定，砂率控制在28 %～3o%為宜。

    由于粗骨料粒徑不同，磨損率不同，觀察磨損試驗后的試件發(fā)現(xiàn)D =40mm的情況下，粗骨料被拔出的比例較大，而D=40mm 的粗骨料之間由砂漿填充，考慮到磨損率和骨料被拔出來的孔穴大小，宜的粗骨料粒徑在25mm左右。對于碎石和卵石，與水泥漿的粘結性碎石優(yōu)于卵石，且更適用于耐沖磨混凝土的要求，最后確定采用5～20mm的石灰?guī)r破碎石作為粗骨料

5 投料方式的選擇

    高強混凝土水泥用量較大，采用一次投料方式容易出現(xiàn)濕團塊和粘壁現(xiàn)象。采用二次投料方式不僅可以解決上述問題，而且能相應地增加混凝土強度。目前國內(nèi)采用的二次投料方法有水泥凈漿法、水泥砂漿法等。不改變配合比，只改變投料順序，試件的抗壓強度可提高20%左右。進行砂漿法和凈漿法對比試驗，結果表明 凈漿法存在粘壁現(xiàn)象，有局限性，尤其是在用水量較少 水泥用量較多的情況下更不宜采用。因此，選擇砂漿法作為投料方式。

6 抗壓強度與耐沖磨性

    要提高混凝土的抗沖耐磨性能，必須具備以下條件：1)提高混凝土強度，使混凝土面均勻地磨損；2)骨料的粒徑要適宜，以免被水流沖磨出來形成大孔穴；3)砂漿粘結力要太；4)比砂漿耐磨性強的粗骨料的面積要大，即合理選擇粗骨料的種類與砂率。

    抗壓強度越高，磨損率成指數(shù)關系降低。一般相對于碎石混凝土，使用卵石混凝土的曲線向耐磨性大這一側(cè)移動，這是因為碎石表面粗糙，容易磨損．另一方面砂裝與碎石之間的粘結力強，抗壓強度大，故卵石表面光滑不易磨損，但砂漿與骨料的粘結力小，抗壓強度低，故卵石混凝土的曲線向耐磨性高的一側(cè)移動。碎石與砂漿的粘結力較大，難以拔出但容易被磨平。綜合考慮，即使磨損稍大一些，與卵石相比碎石更適應于高強耐磨混凝土。無論砂漿或粗骨料，要得到均勻的磨損，其抗壓強度要在C70～C80MPa以上。經(jīng)鄭州黃委會試驗，其耐磨性滿足設計要求。

    室內(nèi)混凝土試驗結果見表3。為了檢驗配合比的可靠性，進行了校驗試驗，確定后在玉門豆腐臺水源改造工程中應用，工地取樣試驗成果見表4。自1993年運行至今，無沖磨空蝕現(xiàn)象，實踐證明二次投料與減水劑復合配制的微硅灰混凝土能夠滿足設計要求。

7 結語

1)采用砂漿法二次投料與減水劑復合工藝，采用525#普通硅酸鹽水泥可配制C70以上高強微硅灰混凝土。

2)摻入微硅灰替代部分水泥，不僅節(jié)約水泥而且改善混凝土性能，增強其耐久性。