重混凝土的研究及工程应用

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重混凝土的研究及工程应用

（北京建工二建混凝土搅拌站）

一、前言：

重混凝土，也称钢渣混凝土，主要应用于防辐射作用和抗浮沉配重，重混凝土的表观密度一般在2500-4000之间，采用特制的铁砂与铁球钢段做重骨料容重可达5500公斤/立方米。本文重点探讨不同容重等级与不同工艺重混凝土的配合比设计及施工工法，根据建筑设计及施工工艺要求选用不用容重的重质材料进行合理的搭配，最终生产出达到所需的容重的重混凝土，在重混凝土的设计过程中，不仅要考虑满足设计要求，更要考虑施工的便利以及经济上的最大实惠。

二、本研究原材料的选材原则及使用品种：

1、水泥：选用密度较大、需水性和水化热都较小的水泥，一般采用普通硅酸盐水泥，为了降低水泥的水化热和混凝土的收缩率，大体积时又必须对水泥的用量加以限制。由于重混凝土骨料密度比较大，所以为了增加混凝土的粘聚性以保证拌合的混凝土不会出现骨料下沉情况，一般情况下水泥用量不低于为350公斤。本研究使用的水泥是琉璃河·长城P.O42.5，其技术指标见表1

水泥物理力学性能表1

重混凝土在施工时，常特意加入一定数量的掺合材料，既提高了重混凝土的和易

性和粘聚性能力，又使混凝土更加密实，最大限度的增加容重。如粉煤灰和矿粉、铁粉等掺合料。

2.1本研究选用山东（德州）德能电厂I级优质粉煤灰，其技术指标见表2

I级粉媒灰的技术指标表2

3、骨料

通常重混凝土都采用重骨料，如铁、磁铁矿、砂铁、褐铁矿、赤铁矿、重晶石、烧结球等。一般使用的骨料品种有限，而需要混凝土的容重等级却很多，因此在完全使用一种骨料时，若只保证容重则会出现由于混凝土的砂率不适当而造成的和易性不好的问题，或出现混凝土容重超出标准太高，经济上不合算，所以在使用一种大容重材料配制较轻混凝土的时候，需要用比较便宜的普通骨料和中骨料搭配来实现。

不同品种骨料和细掺料的表观密度表3

普通石：涿洲集配石，颗粒粒径5-25mm

铁砂：唐山银发铁选矿特制，表观密度6500Kg/m3，细度模数：2.8

铁球：铁厂炼钢的半成品，表观密度7600Kg/m3。颗粒粒径0.5-3.0mm

重晶砂：唐山表观密度3800Kg/m3，细度模数：2.8

重晶石：唐山表观密度3800Kg/m3，颗粒粒径5-25mm

4、外加剂

本研究选用北京海宏星科技有限公司生产的HH系列外加剂，该产品减水率高且保塑性好的高效泵送剂或高效防冻剂,其技术指标符合国家标准《混凝土外加剂》（GB8076）中一等品、行业标准《混凝土泵送剂》（JC473）中一等品、《混凝土防冻剂》（JC475）中一等品要求；同时，外加剂氨含量满足国家标准《混凝土外加剂释放氨含量》（GB18588）；碱含量满足地方标准《混凝土外加剂应用技术规程》（DBJ01-61）的有关规定。

5、水

采用可饮用水。其技术指标满足国家标准《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）的有关规定。

三、重混凝土配合比设计原则

1、对于密度大于3200Kg/m3重混凝土可能有明显的离析现象，因此粗、细集料都选用高密

度材料，以尽量减少不正常离析。

2、配制重混凝土必须以达到设计容重为首要目标，重混凝土可以用普通混凝土中所研制的ACI绝对体积法配置。

1.为了充分利用重骨料的较大表观密度，根据骨料有效表观密度和混凝土的容重要求，以单方混凝土中最多能掺入量（即松堆密度）为准则。

1.水泥用量以满足混凝土的和易性为原则。

2.水的表观密度较小，在满足施工性能的前提下，尽量选小的用水量，来降低水对容重的影响

2.铁粉作为胶凝材料取代部分水泥，这样可以相应提高混凝土的容重，也可以适当提

高混凝土的和易性。

四、重混凝土的配合比设计方法

由于目前尚没有以容重为目的的混凝土设计公式，所以我们配合比计算公式仍然采用普通混凝土配合比设计方法中的绝对体积法计算。

重混凝土的水泥、水、粗集料数量的选用与普通混凝土相同，但侧重于满足混凝土的施工性能。

mc/ρc+mzg1/ρzg1+mzg2/ρzg2+mqg1/ρqg1+mqg1/ρqg1+mw/ρw+β=1

式中：mc、ρc：每立方米混凝土水泥用量、表观密度

mzg1、ρzg1：每立方米混凝土重骨料1用量、表观密度

mzg2、ρzg2：每立方米混凝土重骨料2用量、表观密度

mqg1、ρqg1：每立方米混凝土轻骨料1用量、表观密度

mqg1、ρqg1：每立方米混凝土轻骨料2用量、表观密度

mw、ρw：每立方米混凝土总用水量、表观密度

β：混凝土含气量

五、应用实例:

1、彩和坊北区1-4号综合楼地下三层3-5/A-F轴地面:

1.1、工程基本情况及设计要求

该工程为中联世纪建设集团有限公司承建的商住综合楼，地下三层地面设计3200Kg/m3容重的混凝土进行配重，强度等级C35，由于该楼主体工程已经完成，在地下三层位置施工重混凝土难度非常大，经我方技术人员与施工方技术人员洽谈，制定如下配合比并采用80大功率地泵直接泵送方案表4:

表4

a.混凝土坍落度：220mm

b.混凝土坍落度经时损失：30~40mm

c.无泌水、离析现象，流动性良好。

d.混凝土容重：平均3208Kg/m3

1.3、施工工法及注意事项

1.3.1、采用性能比较好的大功率80三一地泵泵送，为了防止堵管影响浇注的连续性，施工现场准备了两套管路。

1.3.2、搅拌机和运输罐车里的混凝土数量不宜过多，应根据混凝土容重的增大而相应减少数量。

1.3.3、模板要坚固牢靠保证在混凝土自重或不大的侧压力下不发生损坏和变形