本文系統(tǒng)介紹了阿聯(lián)酋混凝土原材料的特點，分析了當?shù)鼗炷僚浜媳仍O(shè)計方法，并采用阿聯(lián)酋與我國的混凝土配合比設(shè)計方法分別設(shè)計兩組C40混凝土，測試其強度發(fā)展。
阿聯(lián)酋位于中東地區(qū)，屬于熱帶沙漠氣候，夏季漫長，白天氣溫高達40.6～48.2℃，夜間最低氣溫也在30℃以上。近年來，阿聯(lián)酋經(jīng)濟發(fā)展迅速，建設(shè)投入不斷增加，開展了大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和房地產(chǎn)開發(fā)，混凝土的需求量很大。
盡管受2008年經(jīng)濟危機的影響，阿聯(lián)酋工程建設(shè)速度放緩，但近期建設(shè)市場開始復蘇。中資建筑公司在阿聯(lián)酋承攬了大量工程項目，混凝土是由當?shù)財嚢枵咎峁ｉ惻嘤宓?介紹了阿聯(lián)酋混凝土生產(chǎn)和質(zhì)量控制情況，并與國內(nèi)混凝土現(xiàn)狀進行了對比。為了使在阿聯(lián)酋的中方工程技術(shù)人員更好的掌握當?shù)鼗炷恋男阅埽疚南到y(tǒng)介紹了阿聯(lián)酋混凝土原材料的特點，分析了當?shù)鼗炷僚浜媳仍O(shè)計方法，并采用阿聯(lián)酋與我國的混凝土配合比設(shè)計方法分別設(shè)計兩組C40混凝土，測試其強度發(fā)展。在阿聯(lián)酋高溫干燥環(huán)境下，新拌混凝土坍落度損失過快且早期開裂嚴重，為了改善此現(xiàn)象，在混凝土摻入預先吸水的SAP。本文測試了摻SAP后對混凝土的坍落度和強度的影響。
阿聯(lián)酋所用混凝土的組成材料與國內(nèi)有所不同，水泥等材料一般遵循歐洲和美國標準，首先介紹當?shù)鼗炷恋慕M成原材料和使用標準。
阿聯(lián)酋市場供應的水泥一般遵循歐洲標準EN197-1，主要為CEMI42.5N波特蘭水泥和CEMII/B-V32.5N粉煤灰波特蘭水泥。CEMI波特蘭水泥不含任何礦物摻合料，CEMlI/B-V粉煤灰波特蘭水泥含16％～31％的粉煤灰。本文試驗所用水泥是由RAS AL KHAIMAH CEMENT COMPANY生產(chǎn)的CEMI42.5N波特蘭水泥，水泥化學組成如表1所示，物理性能如表2所示。符合歐洲標準EN197-1CEMI42.5N的要求。
礦渣由日本、中國等地進口，在當?shù)啬ゼ毤庸ぃ缺砻娣e大約為450m2/kg。英國標準BS6699規(guī)定，用70％ 的磨細礦渣粉+30％CEM I42.5N波特蘭水泥混合，進行膠砂強度試驗確定其活性系數(shù)，要求復合膠凝材料膠砂28d強度大于32.5MPa。當?shù)氐哪ゼ毜V渣粉供應穩(wěn)定，價格低廉，是主要的礦物摻合料。根據(jù)BS 6699：1 992標準檢測的高爐磨細礦渣粉的化學組成如表3示。
試塊28d強度在(22±1)℃條件下測試，結(jié)果滿足BS6699:1992標準的要求。高爐磨細礦渣粉試驗結(jié)果也符合ASTMC989-06標準的要求。
當?shù)氐姆勖夯矣捎《取⒛戏堑鹊剡M口，品質(zhì)穩(wěn)定，但價格高于磨細礦渣粉，主要用于生產(chǎn)粉煤灰波特蘭水泥，也稱為Powercrete Cement。
混凝土生產(chǎn)商一般不愿意單獨使用粉煤灰摻入混凝土中。本文試驗所用粉煤灰水泥是由RAS AL KHAIMAH CEMENT COMPANY生產(chǎn)的粉煤灰水泥，是由70％波特蘭水泥+30％粉煤灰組成。
硅灰由中國等地進口，是一種當?shù)爻Ｓ玫牡V物摻合料。當需要改善混凝土的密實性，提高其耐久性和泵送性時，常使用膠凝材料總量5％～8％的硅灰。試驗所用硅灰的化學組成如表5所示。硅灰的化學組成符合ASTMC1240:05的規(guī)定。硅灰的密度為1970kg/m3，堆積密度為703kg/m3，Na2O有效堿當量為0.31％。
骨料主要使用當?shù)氐钠扑槭沂止橇稀⑷斯ど昂蜕衬啊０⒙?lián)酋遵循歐洲技術(shù)規(guī)范，使用單粒級骨料，全部為人工破碎制的，不含針片狀顆粒，含泥量接近于0，無堿活性。骨料分為20mm、10mm、5mm三種粒徑，另外還使用細度模數(shù)僅為0.64的沙漠砂。粗骨料最大粒徑為20mm，分為10～20mm、5～10mm兩個單粒級。最大粒徑5mm的人工砂的細度模數(shù)為3.54，屬于粗砂，與很細的沙漠砂和兩種粗骨料搭配，如表6中所示。各粒級的骨料按一定比例混合，得到符合要求的骨料組合，形成較為理想的級配曲線。骨料按一定比例混合后的粒度分布，符合英國標準BS 882的要求，如圖1所示。
混凝土攪拌用水為本地自來水，由海水淡化而來，水的化學分析符合標準BS3148:1980的要求。
阿聯(lián)酋目前主要使用聚羧酸減水劑。根據(jù)混凝土的強度等級高低，分別使用高濃度、中等濃度和低濃度的三種類型減水劑。本文試驗所用減水劑為EPSILONE HW370型減水劑。
超吸水樹脂(Super absorbent polymer，簡稱SAP)，其具有比自身質(zhì)量大數(shù)百倍乃至上千倍的吸水能力，吸水后的SAP會在環(huán)境濕度變化、溶液pH值升高或離子濃度變大的情況下釋放出水分。本文試驗所用SAP為法國公司生產(chǎn)的FLOSETTM129XS高效內(nèi)養(yǎng)護劑。
阿聯(lián)酋的混凝土配合比設(shè)計一般按照英國規(guī)范進行。根據(jù)處于不同環(huán)境條件的結(jié)構(gòu)所要求的耐久性能，首先確定相應的最大水膠比和最小膠凝材料用量。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)混凝土的強度等級和早期強度要求，確定水膠比，然后再確定膠凝材料用量和組成，因此就可以由水膠比計算出混凝土用水量。在膠凝材料和用水量確定后，即可由體積法算出骨料的用量。
根據(jù)具體結(jié)構(gòu)部位的不同和各混凝土生產(chǎn)商的習慣，混凝土的膠凝材料組成變化較大，而骨料組成變化較小。處于地面以下的混凝土中一般摻有較大量的礦渣和部分硅灰，保證混凝土的密實性，以滿足混凝土的耐久性，而地面以上的結(jié)構(gòu)，混凝土耐久性要求相對較低，混凝土中一般摻有一定的粉煤灰。表7為按照阿聯(lián)酋和我國混凝土配合比設(shè)計方法分別設(shè)計的兩組C40混凝土，一組中摻加礦渣和硅灰摻合料，另一組中摻入粉煤灰，混凝土的坍落度要求在200mm左右。在阿聯(lián)酋高溫干燥環(huán)境下，新拌混凝土坍落度損失過快且早期開裂嚴重，為了改善此現(xiàn)象，在混凝土摻入預先吸水的SAP。本試驗測試摻SAP混凝土的初始坍落度和抗壓強度。
由于當?shù)鼗炷凉橇项w粒級配和國內(nèi)的差異性，按照實際工程項目上所采用的混凝土配合比中粗細骨料的百分比含量將骨料總量進行分配，得到本次試驗各粒徑骨料的用量如表8所示。
從表7中可以看出，對于阿聯(lián)酋混凝土配合比，其膠凝材料總量與國內(nèi)近似，均為400kg/m3左右。摻磨細礦渣粉摻合料的配合比中，礦渣摻量很大，高達膠凝材料總量的65％，而我國混凝土配合比中礦渣的摻量一般達不到這么高，本試驗按我國混凝土配合比設(shè)計的混凝土，礦渣摻量為25％，與阿聯(lián)酋的配比對比，相對較小。由于礦渣摻量較大，為了滿足混凝土的強度和密實性，摻入了一定量的硅灰，而我國一般在高強度混凝土中摻入硅灰。由于阿聯(lián)酋當?shù)胤勖夯覂r格昂貴，因此粉煤灰用量一般很小，在本試驗摻粉煤灰摻合料的配合比中，粉煤灰摻量僅為1 5％；而我國粉煤灰產(chǎn)量較大，價格較低，在混凝土中摻量相對較大，在本試驗中摻量為25％。對于同強度等級的混凝土，阿聯(lián)酋混凝土配比中水膠比普遍小于我國混凝土配合比的水膠比。
按照表7中的配合比拌制混凝土。摻SAP配比的混凝土拌制時，按每立方米混凝土中由SAP引入5kg水的標；隹使用，SAP按1:25的比例預先進行吸水，即每立方米混凝土中加入200g的SAP。預先使SAP吸水均勻，然后與水泥、砂、石及摻合料等一同加入攪拌機中，加水攪拌，攪拌時間可適當延長，使SAP分散均勻。各種混凝土原材料均在室內(nèi)存放，溫度為25℃，混凝土攪拌也在室內(nèi)進行。
混凝土攪拌均勻后，根據(jù)《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》(GB/T5008)中要求測試新拌混凝土的坍落度。然后成型100mm× 100mm×100mm立方體試塊，1d后拆模，25℃水中養(yǎng)護。養(yǎng)護至齡期7d、28CI時測試混凝土的抗壓強度。
根據(jù)所測各配比混凝土的坍落度可知，阿聯(lián)酋混凝土配合比中攪拌用水量較少，為了達到相同的混凝土流動性，減水劑用量較大。A1配比中，礦渣的摻量為65％，礦渣的密度小于水泥的密度，單位質(zhì)量膠凝材料的體積變大，即導致水與膠凝材料的體積水膠比減小。A1配比中又摻有5％ 的粒徑非常小的硅灰，使得混凝土流動性降低，粘聚性增強，不易于施工操作。各配比混凝土中摻入預先吸水的SAP，新拌混凝土的坍落度稍有增加。因為初期水泥快速溶解、水化，混凝土中孔溶液pH值快速升高。溶液pH值升高后，混凝土中摻入的預先吸水的SAP飽和度大大下降，會逐漸釋放出其吸收的部分水，所以混凝土的坍落度不減反而有所增加。
各配比混凝土7d、28d齡期時的抗壓強度如表9所示。
從表9中可以看出，阿聯(lián)酋混凝土配比的水膠比較小，混凝土強度發(fā)展快，7d時抗壓強度均高于國內(nèi)混凝土配比強度。粉煤灰的活性相對于礦渣較低，摻粉煤灰摻合料混凝土的強度相對較低，特別是粉煤灰摻量較大的C2配比。28d時混凝土的抗壓強度除了C2組較低外，其它組配比比較接近。混凝土中摻入預先吸水的SAP后，對于摻礦渣的混凝土強度并沒有降低，而對摻粉煤灰的混凝土強度有所降低。
阿聯(lián)酋混凝土配比與我國混凝土配比存在一定的差異，其配比中水膠比普遍小于國內(nèi)混凝土配合比，但膠凝材料總量與國內(nèi)相比相差不大。當?shù)氐V渣價格低廉，活性較高，摻礦渣摻合料的混凝土中，礦渣摻量較高。為了滿足強度和密實性等要求，同時摻入了一定量的硅灰，主要用于地面以下混凝土結(jié)構(gòu)中。阿聯(lián)酋粉煤灰價格較高，摻量一般較小，主要用于地面以上混凝土結(jié)構(gòu)中。當?shù)鼗炷恋墓橇喜捎脝瘟＜壒橇希毠橇现泻泻芗毜纳衬埃髁＜壍墓橇习匆欢ū壤旌希玫椒弦蟮墓橇辖M合。
阿聯(lián)酋混凝土配比中水膠比相對較低，為了滿足工作性要求，減水劑用量較大；摻礦渣的混凝土，由于礦渣摻量較高且摻有一定量的硅灰，混凝土的粘聚性較強，不易于施工操作。
對于C40混凝土，齡期7d時阿聯(lián)酋配合比混凝土抗壓強度高于國內(nèi)配合比混凝土，早期強度發(fā)展較快，但28d時，各配比混凝土抗壓強度相差不大，除粉煤灰摻量較大的國內(nèi)配比混凝土強度較低。
在混凝土中摻加預先吸水的SAP，對阿聯(lián)酋與國內(nèi)配合比混凝土的初始坍落度稍有增大，改善了混凝土的工作性。摻SAP后，對摻礦渣摻合料的混凝土強度沒有降低，而對摻粉煤灰摻合料的混凝土強度有所降低。
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