[科普中国]-干硬性混凝土

介绍

干硬性混凝土就是用水量少、坍落度低(甚至坍落度为零)的混凝土，干硬性混凝土施工方法是采用土方施工方法来进行混凝土施工的方法，形式上接近于碾压式土石坝的填筑方法，是采用通仓薄层浇筑、振动碾压实使混凝
土成型的方法。碾压混凝土筑坝可减少水泥用量，充分利用施工机械，提高作业效率，缩短工期。

干硬性混凝土的发展及应用干硬性混凝土即碾压混凝土(简称RCC)起源于美国，它是用于重负荷载路面的碾压水泥混凝土，20世纪80年代在我国开始研究，历时8年，到1990年，我国完成了阶段性研究工作。RCC路面最初用于修建水利大坝，而后转向停车场、货场及一些公路低速路面，近几年来，随着RCC施工技术的改进与提高，加之一些专用设备的采用，RCC路面已可以铺筑较高等级的公路路面。我国已有不少地区先后铺筑了RCC试验路，取得了可贵的经验。目前，施工技术和检测方法也逐渐完善。

原材料选择与设计1．水泥

与绿色混凝土水泥要求基本一致。对级配好的碎石，水泥用量一般为8%一13%(以千质量计)，对骨料级配差且含软质骨料多(达50A左右)的材料，可取高限。
2．骨料
根据国内外经验，粗骨料使用连续级配，骨料的最大粒径一般为15—20mm，最大的不超过40mm。细浆料含砂率不超过28%～30%。
3．水
与普通水泥混凝土路面要求相同。
4．掺合料
可掺人粉煤灰、炉渣粉、石英粉等，经过充分拌制后作为结合料。我国目前利用粉煤灰掺量为20%～40%，而国外最高达80%，目的是尽量推迟凝结时间以增长现场施工时间和降低造价。

5．配合比设计

我国RCC路面配合比设计是采用传统的设计方法，即绝对体积法或假定霜重法计算。w/c一般为0.3～0.4，水泥用量为200～260kg/耐。1

干硬性混凝土的性能干硬性混凝土是指坍落度为零，显得干稠而难以流动的混凝土拌和物。由于拌和物比较干稠，不易流动，因此对流动性的表示方法，与塑性混凝土不同。塑性混凝土用坍落度表示，而干硬性混凝土则用干硬度即维勃度(s)表示。根据干硬度的大小可把干硬性混凝土分成两类：普通干硬性混凝土(干硬度为30～200s)和特殊干硬性混凝土(干硬度大于200s)。生产上一般多采用普通干硬性混凝土。

1.快硬早强

于硬性混凝土是一种快硬高强度混凝土，既能提高混凝土质量，又能节省水泥，可以广泛应用于装配式及预应力钢筋混凝土结构。干硬度较低的也可以应用在现场浇筑少筋及无筋的整体结构中。如果同时掺入减水剂，则更可以提高混凝土的强度。

采用于硬性混凝土，由于减少了单位用水量，在保持水泥用量不变的情况下，等于降低了水灰比，因而可以提高混凝土强度的50%左右。当水灰比在0.4以下时，混凝土28d强度可以超出所使用的水泥标号。干硬性混凝土强度的提高，不仅表现在28d强度上，同时也可以大大提高早期强度：ld可以达到28d强度的15%，3d可以达到28d强度的50/，7d可以达到28d疆度的70%。如果再适当掺入些早强剂，早期强度还可以提高的更多一些。这样，就可以在不采用其他加热养护的条件下，使混凝土达到快硬早强的目的：如果在冬季施工，采用于硬性混凝土，只要辅以简单的蓄热措施，就可以保证满足强度要求。在常温下施工，还可以起到提前拆模、增加模板周转率的目的。

2.节省水泥

由于干硬性混混凝土的用水量少，混凝土中的游离水分相应减少，内部留存的空隙和毛细管也随之减少，混凝土的密实性得以提高，从而可以大大提高混凝土的抗渗性和抗冻性。同时还可以提高钢筋的握裹强度，减小干缩等，其他一系列物理性能，都可以得到相当的改善。

在保持混凝土的强度及硬化条件不变的情况上，干硬性混凝土较塑性混凝土能节省水泥101}1～95≯。

干硬性混凝土与塑性混凝土不同之处归纳起来主要是：单位用水量小，塑性混凝土的用水量一般约为180kg/m3左右，而干硬性混凝土的用水量一般只有110_150kg/m3;水灰比小，配制快硬高强度的干硬性混凝土，水灰比一般都在0.5以下，有的低至0. 30甚至0. 25;砂率小，由于和易性不同于塑性混凝土，因此砂率可以减少。由于干硬性混凝土的用水量少，混凝土密实度提高。

因此，干硬性混凝土具有硬化快、密实度大、强度高、水泥用量少等优点。

在水泥的凝结和硬化一章中已经介绍了水泥的硬化原理。当水泥与水接触后，水泥颗粒表面即与水产生水化作用，生成Ca(OH)。并溶解于水中，而且这种作用将一直进行，直到形成Ca( OH)：饱和溶液。水泥的凝结与硬化速度，则与液相中Ca(OH)：饱和溶液的形成速度密切相关。而Ca(OH)。饱和溶液的形成，一方面取决于水泥水化过程中生成的Ca(OH)。数量及速度;另一方面，则与水化的起始石灰浓度有关。前者属于水泥品种、矿物组成及硬化温度等方面的问题;后者则属于混凝土中用水量的问题。由于干硬性混凝土单位用水量少，因此，在水化过程中，Ca(OH)2饱和溶液的形成是比较快的。由于Ca(OH)2饱和溶液形成速度快，水泥的凝结与硬化乜就加快。这就是干硬性混凝土硬化快和早期强度高的主要原因。

3.密实度高

干硬性混凝土与塑性混凝土比较，之所以能够提高强度，还应该从干硬性混凝土的组织结构来进行分析。在混凝土中，如果砂率大，水泥浆多，则骨料间的砂浆层增厚。此时，砂浆层将成为一种受荷重的材料。但由于砂浆是薄弱部分，因此混凝土强度不高。而干硬性混凝土，由于砂率小，水泥砂浆相对减少，经过强力振捣，石子在混凝土中将形成紧密的骨架，骨料间砂浆层较薄。当外荷作用时，主要由石子骨架来支承。由于石子强度高，所以混凝土强度就高。另外，由于干硬性混凝土用水量少，水灰比小，能减少析水，改善了界面区的结构，从而能增加混凝土的密实度，提高水泥浆与砂粒、水泥浆与粗骨料间的胶结强度。

干硬性商品混凝土的搅拌与运输（1） 商品混凝土搅拌

干硬性商品混凝土必须采用强制性拌合机。在搅拌时应减小单盘生产方量，适当延长搅拌时间，避免商品混凝土拌合物出现搅拌不均匀的现象发生。

（2） 商品混凝土运输

由于干硬性商品混凝土在运输过程中，不能保持搅拌状态，而且在运输中颠簸和振动使商品混凝土在自卸翻斗车内变得密实，卸车困难，增加了施工难度。为保证商品混凝土的工作度，在运输过程中尽可能缩短运输时间，并采取适当措施防止水分散失（用东西将其表面盖上）。

干硬性混凝土压制方法与技巧干硬性混凝土预制最重要的是用水量要控制准确，水加多了将影响预制块的脱模，严重的还改变混凝土的性质，不能再称其为干硬性混凝土。水加少了就无法将之压制成型。除此之外，如果不采取任何措施，完全按配合比直接压制，由于混凝土是干硬性的，压制出的预制块表面就很粗糙。尽管内在质量不存在任何问题，但距离高速公路混凝土内实外光的质量要求有相当的差距。解决这个问题就必须在投料前先往模具内洒上薄薄一层水泥和过筛过的细砂混合料，外露面在上面的就在投料后洒入。在实际生产中我们还掺入了少量的粉煤灰，表面的光洁效果更佳。

干硬性混凝土预制块的修补与养护即使施工中十分仔细，并采取上面的防范措施，预制中也难免会出现表面粗糙的块件。还有干硬性混凝土预制因模板有限，施工工艺都是随时压制随时脱模，由于混凝土还未形成强度，在移运和摆放过程中难免对预制块有所损伤。对问题较严重的预制块应立即破碎，重新回搅拌机拌和。对问题轻微可以留用的，也应立即用水泥浆加以修补。干硬性混凝土由于其水分比普通混凝土少得多，而水泥水化形成强度必须有足够的水，因此对干硬性混凝土预制块的后期保湿养护尤为重要，洒水养护不得少于七天。2