彩色混凝土配合比及外加劑力學(xué)性能研究

    【摘要】對(duì)彩色混凝配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過試驗(yàn)測(cè)試彩色混凝土3d、7d、28d的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，探索其相應(yīng)的機(jī)理和內(nèi)在規(guī)律，最終確定彩色混凝土的基本配合比。研究表明，采用硅灰石粉、可再分?jǐn)?shù)膠粉、{gx}減水劑和高性能摻合料能夠使彩色混凝土具有優(yōu)異的力學(xué)性能。

    1 混凝土配合比設(shè)計(jì)

    彩色混凝土的配合比設(shè)計(jì)．除滿足混凝土色澤、流動(dòng)性和強(qiáng)度的要求外．還應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)、施工情況和工程所處的環(huán)境，考慮冰融破壞和堿骨料反應(yīng)等耐久性方面的要求。謝成頌指出配合比設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下的基本要求：

    (1)要使混凝土拌臺(tái)物具有良好的和易性。

    (2)要滿足強(qiáng)度要求，即滿足工程設(shè)計(jì)或施工進(jìn)度所要求的強(qiáng)度。

    (3)具有耐久性，即滿足抗凍、抗侵蝕、耐磨、抗風(fēng)化等方面的要求。

    (4)在保證混凝土質(zhì)量的前提下，做到盡量節(jié)約水泥，合理使用材料和降低成本。

    我國(guó)學(xué)者程景銘指出在滿足技術(shù)要求的前提下宜降低膠結(jié)材辯用量：粗骨料用量不宜低于lOOOkg/m3，級(jí)配連續(xù)均勻，細(xì)骨料用量不宜低于600kg/m3，同時(shí)為滿足體積穩(wěn)定的要求，各等級(jí)混凝土的{zd0}砂率不宜超過0.45。

    波蘭學(xué)者指出混凝土配合比中水灰比是嚴(yán)格限制的指標(biāo)之一，{zd0}水灰比不能超過0.45。實(shí)際工程中不能過多依賴減水劑的作用，還是應(yīng)通過調(diào)整各種材料的比例，反復(fù)試配、對(duì)比，選用適當(dāng)水灰比。

1.1基本材料

    除了沙、石料、水泥等普通結(jié)構(gòu)混凝土所需要的基本材料外，為保證彩色混凝土的工作性和耐久性的要求，施工中基本組成材料中還采用了硅灰、膠粉和減水劑。

    工程要求混凝土強(qiáng)度在C30以上，由于對(duì)彩色混凝土中所使用的材料都有嚴(yán)格限制堿骨科的要求，因此在冬季施工配臺(tái)比設(shè)計(jì)中未使用防凍劑，以免影響彩色混凝土的顏色。

    水泥：山東山鋁水泥有限公司生產(chǎn)的42.5R普通硅酸鹽水泥；粗骨科：碎石，采用粒徑5-18mm連續(xù)緩配；

    細(xì)骨料：細(xì)度模數(shù)為2.6的河沙（中砂、顏色偏黃、較淡）；

    水：日常飲用水（自來水）；

    顏料：德國(guó)進(jìn)口拜耳樂Baerle人造合成氧化系列（黃、赤、紅、棕色

等）顏料；    

    在混凝土中加入外加劑將有效改善混凝土的性能，

如在水泥基材料中加入可再分散膠粉，可顯著提高內(nèi)聚力，提高施工性能，提高保水性，增加抗折強(qiáng)度及增強(qiáng)耐久性等．實(shí)踐證明它能夠很好地應(yīng)用于建筑雕塑領(lǐng)域中。

2.1試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)參照《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)基準(zhǔn)方法》中規(guī)定的方法，對(duì)水泥和氧化鐵紅中加入不同摻量的可再分散膠粉、硅膠石粉、高教減水劑制作試塊。在水中迸行養(yǎng)護(hù)，測(cè)量其3d、7d、28d的抗壓、抗折強(qiáng)度。

2.2試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.2.1彩色混凝土抗壓強(qiáng)度

為優(yōu)化配置高性能的彩色混凝土，水灰比定為0.35，用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)。

由極差分析可知．各因素對(duì)各齡期抗壓強(qiáng)度影響的大小順序是一致的．即再分散膠粉摻料>{gx}減水劑摻量>硅灰石粉摻量。3d、7d、28d抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的{zj0}組合均為AIBIC2。

當(dāng)膠粉摻量為1%、{gx}減水劑摻量為1%時(shí)，3d、7d、28d的抗壓強(qiáng)度明顯高于后兩個(gè)水平，比較合理的摻量均為1%；硅灰石粉摻量為lO%時(shí)，各個(gè)齡期的強(qiáng)度都高于其它兩個(gè)水平，比較合理的摻量定為l O%。硅灰石粉體可與水化產(chǎn)物很好地結(jié)合，這種結(jié)合能使硅灰石粉更好地發(fā)揮其纖維增強(qiáng)作用，從而提高混凝土的力學(xué)性能。對(duì)抗壓強(qiáng)度考核指標(biāo)的{zj0}組合為AIBIC2。

2.2.2彩色混凝土抗折強(qiáng)度    

由極差分析可知．各因素對(duì)3d、7d、28d抗折強(qiáng)度影響的大小順序是一致的．即可再分?jǐn)?shù)膠粉摻量{gx}減水劑摻量>硅灰石粉摻量。

摻質(zhì)量比為1%可再分散膠粉的3d、7d、28d的抗折強(qiáng)度高于其它兩個(gè)水平，當(dāng)可再分散膠粉摻量達(dá)到3%時(shí)，3d、7d、28d抗折強(qiáng)度的變化不大，比較合理的可再分散膠粉的摻量定為1%：摻質(zhì)量比為1.4%{gx}減水劑的抗折強(qiáng)度明顯低于前兩個(gè)水平，{gx}減水劑的合理摻量定為l.O%；硅灰石粉的合理摻量為10%。

3結(jié)束語

框剪結(jié)構(gòu)的變形介于彎曲與剪切之間，屬彎剪型，整個(gè)結(jié)構(gòu)上下各層層間變形趨于均勻，變形協(xié)調(diào)。在下部樓層，剪力墻位移小，它拉著框架按彎曲型曲線變形；在上部樓層，框架內(nèi)收，阻止剪力墻的側(cè)移，拉剪力墻按剪切型曲線變形。當(dāng)剪力墻及框架的總抗側(cè)剛度增加時(shí)，結(jié)構(gòu)的變形減小。

由于框剪結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度影響到框架與剪力墻的共同工作，進(jìn)一步影響著結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布及變形大小，因而改變與結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度相關(guān)的參數(shù)．探討框架與剪力墻共同作用的規(guī)律有一定的積極意義。