高性能清水混凝土耐久性试验研究.doc

清水混凝土又称装饰混凝土，因具装饰效果而得名。它属于一次浇筑成型，不做任何外装饰，直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面，因此不同于普通混凝土。其表面平整光滑，色泽均匀，棱角分明，无碰损和污染，只是在表面涂一层或两层透明的保护剂，显得十分天然、庄重[1-2]。 国外清水混凝土产生于20世纪20年代，随着混凝土广泛应用于建筑施工领域，建筑师们逐渐把目光从混凝土作为一种结构材料转移到材料本身所拥有的质感上，开始用混凝土与生俱来的装饰性特征来表达建筑传递出的情感，最为著名的是路易·康（Lovis Kahn)设计的耶鲁大学英国艺术馆、美国设计师埃罗·沙里宁（Eero Searinen)设计的纽约肯尼迪国际机场环球航空大楼、华盛顿达拉斯国际机场候机大楼等。到20世纪60年代，越来越多的清水混凝土出现在欧洲、北美洲等发达国家，广泛地运用于工业化预制建筑构件中。在现代主义建筑大师们的影响下，混凝土逐渐从单纯的结构材料发展成为一种具有外在表现力的功能齐全的建筑材料。混凝土作为一种功能材料如果能与设计很好地结合，通过控制施工精度和形态、色彩的变化可以传达丰富多彩的建筑语言，表达特定的情感。 在我国，市政、道桥混凝土工程，包括一些简单的工业厂房也早就开始采用清水混凝土。近10年来，少量高档建筑工程如首都机场、上海浦东国际机场、奥林匹克国家网球馆等也采用了清水混凝土。 清水混凝土与普通混凝土的最大区别在于清水混凝土没有普通混凝土表面的装饰材料保护层而长期裸露于外界环境中，直接受到外界环境的腐蚀作用，这对清水混凝土的耐久性就提出了更加严格的要求。本文针对清水混凝土的抗渗性、抗冻性、抗碳化、抗硫酸盐侵蚀等方面进行了试验研究。 1 试验原材料 水泥为粤秀P·O42.5水泥，粉煤灰为珠江电场I级粉煤灰，砂为西江砂场细度模数2.6的中砂，石子为5?20 mm连续级配天然碎石。其性能数据分别见表1?表4。外加剂为长大一公司中心实验室自行复配生产的聚羧酸系外加剂，减水率为26%。 表1 粤秀P·O42.5水泥的主要物理性能 标准稠度用水量/% 初凝时间 min 终凝时间 min 比表面积 kg/ m2 安定法 （沸煮法） 抗折强度 Mpa 抗压强度 Mpa 3 d 28 d 3 d 28 d 24.2 164 219 395 合格 6.2 9.6 32.1 50.0 表2粉煤灰的主要物理性能 细度（45μm筛余量）/% 需水比/% 三氧化硫/% 烧失量/% 10.8 94 0.67 1.66 表3天然砂子材料性能 表观密度/(kg/m3) 松散堆积密度/(kg/m3) 含泥量/% 2650 1530 0.6 表4天然石子材料性能 表观密度 kg/m3 松散堆积密度 kg/ m3 压碎指标 % 含泥量 % 针片状含量 % 2 660 1 510 11.3 0.6 3.8 从表5可以发现：粉煤灰掺量15%以内的几组混凝土的28 d强度无明显变化，随着粉煤灰掺量的提高，混凝土的28 d强度开始降低，粉煤灰掺量大于50%时，28 d强度明显降低；在低水胶比下，大掺量粉煤灰混凝土亦可制得较高强度混凝土，如水泥用量176kg/m3、粉煤灰用量264 kg/m3时，混凝土的28 d强度可达到51.4Mpa。 表5高性能清水混凝土配合比及强度数据 编号 水泥 kg/m3 粉煤灰 kg/m3 砂 kg/m3 粉煤灰 掺量/% 石 kg/m3 水 kg/m3 外加剂 kg/m3 28 d强度 Mpa 1 440 0 795 0 1 098 140 4.4 69.0 2 427 13 793 3 1 095 140 4.4 68.8 3 414 26 791 6 1 093 140 4.4 67.5 4 400 40 789 9 1 090 140 4.4 65.5 5 387 53 787 12 1 087 140 4.4 64.8 6 374 66 785 15 1 085 140 4.4 64.4 7 308 132 776 30 1 071 140 4.4 61.6 8 264 176 769 40 1 062 140 4.4 60.3 9 0 220 220 763 50 1 053 140 4.4 58.0 10 176 264 756 60 1 044 140 4.4 51.4 注：表中粉煤灰掺量指单方混凝土中粉煤灰用量与胶凝材料总量的质量百分比。 2 清水混凝土耐久性试验研究 2.1 抗碳化试验 试验采用《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82-85）快速碳化法，使用标准碳化箱，100m