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高標號白水泥 白色硅酸鹽水泥在工程中應用綜述

來源: 作者: luoboai
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大家好,如果您還對高標號白水泥不太了解,沒有關系,今天就由本站為大家分享高標號白水泥的知識,包括白色硅酸鹽水泥在工程中應用綜述的問題都會給大家分析到,還望可以解決大家的問題,下面我們就開始吧!

摘要:隨著人們生活水平的提高,對于建筑物除了基本功能的需求以外,外觀的多樣性要求越來越高,因此白色硅酸鹽水泥在工程中的應用日趨廣泛。文章從白色硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的區(qū)別、白色硅酸鹽水泥的生產(chǎn)以及在建筑工程、路面工程、透水混凝土、橋梁工程等方面的應用進行了調研,并總結白色硅酸鹽水泥工程應用存在的問題,以期推動白色硅酸鹽水泥在工程中的應用。

關鍵詞:白色硅酸鹽水泥;工程應用;白色混凝土;彩色混凝土;

白色硅酸鹽水泥是指由白色硅酸鹽水泥熟料,加入適量的石膏和混合材料磨細制成的水硬性膠凝材料。其中,白色硅酸鹽水泥熟料和石膏含量在70%~100%,白云質石灰?guī)r、石英巖、大理巖等白色天然礦物含量在0~30%。白水泥熟料是采用適當化學成分的原材料燒結到部分熔融狀態(tài),獲得硅酸鈣為主要化學成分,氧化鐵含量較少的熟料,其中氧化鎂的含量不宜超過總量的5%。白水泥依照抗壓強度可以分為32.5級、42.5級和52.5級,按照粉體白度的不同可以分為1級和2級,代號為P·W-1和P·W-2。

白色硅酸鹽水泥的最為典型特點就是具有較高的白度,通常可以用作各類建筑物裝飾裝修材料,比如粉刷墻體、白色地面、雕塑造型、白混凝土水磨石制品等,白色硅酸鹽水泥還經(jīng)常被用來生產(chǎn)白色或者彩色的混凝土制品。白色硅酸鹽水泥是生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量最大的裝飾裝修水泥種類,是裝飾水泥中的核心產(chǎn)品。

為促進國內(nèi)白色硅酸鹽水泥行業(yè)的有序發(fā)展,提高白色硅酸鹽水泥的質量,有關部門制定了相關的國家標準,作為白色硅酸鹽水泥質量控制的規(guī)范。1980年,制訂了第一個白色硅酸鹽水泥的國家標準《白色硅酸鹽水泥》GB/T2015-80,對國內(nèi)白色硅酸鹽水泥行業(yè)的規(guī)范發(fā)展起到了很重要的作用,此后隨著技術水平的發(fā)展,對白色硅酸鹽水泥的國家標準持續(xù)的進行修訂和完善,分別在1991年、2005年和2017年進行了國家標準的修訂工作,對國內(nèi)的白色硅酸鹽水泥質量提升以及與國際標準接軌起到了重要的促進作用。

白水泥與普通硅酸鹽水泥主要差異是水泥中的氧化鐵含量的不同,白水泥中氧化鐵含量非常少,而普通硅酸鹽水泥熟料氧化鐵含量較高,其硬化后的顏色,主要是由Fe2O3引起的,隨著Fe2O3含量的變化,水泥熟料的顏色就不同。當Fe2O3含量在3%~5%時,熟料顏色呈暗灰色(最常用的硅酸鹽水泥顏色);當Fe2O3含量在0.45%~0.7%時,熟料顏色為淡綠色;而當Fe2O3含量降至0.35%~0.4%時,熟料顏色為白色(略帶淡綠色)。

兩種水泥的技術指標對比情況見表1,其中三氧化硫含量、氧化鎂含量、氯離子含量、抗壓強度、抗折強度和凝結時間,兩種水泥的標準規(guī)定都是為一樣的;白色硅酸鹽水泥規(guī)定了白度要求、水溶性六價鉻含量,普通硅酸鹽水泥比白色硅酸鹽水泥多規(guī)定了不溶物含量、游離氧化鈣含量和燒失量;白色硅酸鹽水泥的細度是采用45μm方孔篩余規(guī)定,為篩余不得不大于30%,而普通硅酸鹽水泥的細度是采用比表面積規(guī)定的,要求比表面積不小于300m2/kg。

表1P-O42.5與P-W42.5對比下載原圖

白色硅酸鹽水泥為達到國家標準要求,主要生產(chǎn)質量控制技術措施有:

(1)有害成分的控制,白水泥生產(chǎn)除了控制常見的堿、氯、硫等有害成分之外,著色物質也是白水泥中的有害成分。白水泥中的著色物質主要是指具有染色作用的物質,主要包括Fe2O3和過渡金屬氧化物,染色物質會很大程度的影響白水泥熟料的白度,而染色物質之中影響最大的是Fe2O3,在實際生產(chǎn)中白水泥熟料中的Fe2O3含量一般控制在0.2%~0.5%。

(2)率值的控制,在白色硅酸鹽水泥生產(chǎn)中,為提高水泥的白度,水泥配料率值呈現(xiàn)典型的“三高”特點,即高飽和比、高硅率、高鋁率。常見的小型中空干法窯飽和比一般在0.88-0.97,硅率一般在3.5~5.0,鋁率一般不作控制指標(Fe203含量低導致鋁率高,波動范圍也大);國外正在推廣的白水泥預分解窖工藝,控制率值相比小型干法中空窯高,硅率達到了5以上。

目前國內(nèi)主要的白色硅酸鹽水泥生產(chǎn)企業(yè)有:江西銀杉白水泥公司、焦作市賽白雪白水泥有限公司、蘇州光華水泥廠有限公司、阿爾博波特蘭水泥有限公司、拉法基瑞安水泥公司、新疆天山水泥股份有限公司、河北乾寶特種水泥有限公司、東源輝科建材發(fā)展有限公司、葛洲壩石門特種水泥有限公司等。

白水泥在建筑工程中應用主要為配制和生產(chǎn)彩色混凝土,彩色混凝土建筑是以建筑外表面不做裝飾直接為視覺景觀,通過利用特殊的彩色混凝土材料、模板體系、澆筑工藝、脫模措施、養(yǎng)護技術、混凝土成品保護措施等工藝技術,使得彩色混凝土達到特殊的整體建筑美學外觀效果,同時達到結構混凝土的各項性能要求,是綜合彩色混凝土技術和清水混凝土技術的集成技術。

彩色混凝土在建筑工程中首次設計使用是北京的某使館工程,2004年?*肽昕ぃ?005年首期工程竣工結束。第一期工程由3個單體建筑物構成,建筑面積達到3萬m2。其建筑外檐和部分內(nèi)檐工程采用了彩色混凝土施工,彩色混凝土總方量約為4萬m3。該建筑外觀設計形式多樣,彩色混凝土采用的顏色主要為米黃色,圖案和造型主要有清水鏡面效果、木紋裝飾效果及條紋裝飾效果等幾種不同的形式。

混凝土設計標號為C30,生產(chǎn)過程中抗壓強度控制在38MPa以上,含氣量要求為3%~5%,泵送施工,進入泵機的混凝土坍落度不小于180mm,混凝土澆筑施工時坍落度不小于150mm,混凝土攪拌時間不得低于10min,嚴格控制混凝土總堿含量,防止發(fā)生堿骨料反應危害。試驗室和工程現(xiàn)場進行了多次試驗,選定混凝土水膠比0.41,膠凝材料350kg/m3,礦粉和粉煤灰各摻為5%復合,砂率為41%。該工程白色硅酸鹽水泥的技術參數(shù)控制主要包括:三氧化硫含量!3.5%,氧化鎂含量!4.5%,0.08mm方孔篩篩余量!10%,初凝時間"45min,終凝時間!12h,白度一級(不得小于<84%),安定性合格,堿含量!0.6%。

科特迪瓦亞穆蘇克羅和平圣母大教堂大殿采用白水泥混凝土,圖1為施工過程照片及30年后外觀效果如下圖,施工采用的是科特迪瓦當?shù)厮嗌a(chǎn)的白色硅酸鹽水泥,該水泥水化較快,凝結時間短;使用30年后,白色硅酸鹽水泥混凝土表面略泛黃,有小黑點,不過整體裝飾效果較好。

白水泥在道路工程中的應用主要是單獨使用或者與普通硅酸鹽水泥復合使用配制彩色混凝土路面,國外將白色硅酸鹽水泥混凝土做成混凝土制品用于美化人居環(huán)境或者功能化使用,如市內(nèi)道路、小區(qū)停車場道路、旅游觀光區(qū)道路、安全或導行標志設施等,也可用作隧道內(nèi)部路面、橋面鋪裝、機場路面、港口碼頭路面等交通設施建設,設計可以采用多種色彩拼成圖案用,達到美化城市和環(huán)境的目的,隨著城市化進程的發(fā)展,白色硅酸鹽水泥生產(chǎn)彩色混凝土在道路工程中發(fā)展前景廣闊。

深圳寶安國際機場綜合服務區(qū)庫區(qū)場地就是采用彩色混凝土路面磚來鋪設地面。該路面磚顏色豐富多彩,可以配制出色彩斑斕的圖案。而且抗壓強度高;抗滑性能、抗?jié)B性能好;經(jīng)濟效益高、施工難道小、維護成本低。還有最重要的是不污染環(huán)境,利于環(huán)保。

遼寧省盤錦市體育中心場館內(nèi)的道路采用彩色水泥混凝土路面,施工總面積達到十萬m2以上。彩色混凝土路面比較重要的一項功能指標就是抗滑性能,與大理石等天然材料鋪設的路面相比,彩色水泥混凝土路面不僅能增加摩擦系數(shù),又能保證路面的平整度。即使雨雪天氣,路面也能夠具有較好的抗滑性能。除了這些優(yōu)點,彩色混凝土還具有良好的熱導效應,當雨后陽光照射在路面后,彩色水泥混凝土會吸收大量的熱量,很大程度上降低路面溫度。

透水混凝土是一種符合低影響開發(fā)LID(LowImpactDevelopment)理念的綠色鋪裝材料,具有透氣透水、吸聲降噪、凈化水體和調節(jié)徑流等優(yōu)點。目前,在國家大力推廣的海綿城市建設中得到了大量推廣和應用,其中彩色透水混凝土由于可以美化景觀,滿足各種設計要求,得到迅速發(fā)展。實際工程經(jīng)驗表明,生產(chǎn)淺色系彩色透水混凝土必須采用白色硅酸鹽水泥進行顏色的調整,并且采用白色硅酸鹽水泥能夠減少顏料的使用量,降低材料成本,也是這個原因使得白色硅酸鹽水泥在彩色透水混凝土中得到大量應用。

中國建筑第二工程局有限公司采用廣西名燕特種水泥有限公司生產(chǎn)的名燕牌白色硅酸鹽水泥P·W42.5,密度3200kg/m3,進行了透水混凝土配制試驗,設計了不同水膠比(0.28、0.30、0.32、0.34),不同減水劑摻量(0.50%、1.0%、1.5%、2.0%),不同設計孔隙率(15.0%、17.5%、20.0%、22.5%、25%),結果表明:白色硅酸鹽水泥透水混凝土的強度與透水系數(shù)之間存在反比例關系,混凝土強度提高則透水系數(shù)減小,由于透水系數(shù)技術指標要求比較容易滿足,因此白水泥透水混凝土配合比優(yōu)化試驗研究的重點和難點在于如何提升抗壓強度。隨著混凝土水膠比的增大,白水泥透水混凝土透水系數(shù)逐漸減小,抗壓強度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,水膠比0.32時混凝土抗壓強度達到最大,并且透水系數(shù)能夠滿足規(guī)范的要求,因此實際工程中推薦的水膠比為0.32。隨著減水劑用量的不斷增加,白水泥透水混凝土透水系數(shù)下降,而抗壓強度提高,白水泥透水混凝土的最佳減水劑用量在膠凝材料用量的1.5%~2.0%之間,混凝土用水量對白水泥透水混凝土的影響規(guī)律與減水劑一致;隨著混凝土孔隙率的增加,白水泥透水混凝土試塊的透水系數(shù)變大,而抗壓強度降低,本項目推薦設計孔隙率為15%。

肖厝南路位于廈門市翔安新城,該新城是海綿城市試點區(qū)域。肖厝南路是交通和生活功能一體化的綜合性城市主干路。該道路在非機動車道上鋪筑彩色透水混凝土,并結合其他技術措施,達到小雨迅速減排雨水不積水,而雨較大時能夠蓄水滯留,能夠實現(xiàn)徑流雨水源頭減排的目的,既能夠綜合利用雨水資源又不增加徑流量沖擊,同時契合了“尊重自然、順應自然、保護自然”的海綿城市建設理念,取得了良好的社會經(jīng)濟效益。

池州長江大橋,主塔采用白色“皮膚”混凝土,混凝土分兩層施工,外層30cm采用白色纖維高性能混凝土,內(nèi)層采用普通混凝土。該橋跨江主橋橋跨為(3×48+96+828+280+100)m=1448m,為等高塔不對稱混合梁雙塔斜拉橋,北岸輔助跨采用混凝土梁(147m),其余為鋼箱梁(總長1301m)。橋主塔設計為花瓶型鋼筋混凝土結構。

根據(jù)橋梁主塔混凝土結構力學性能、耐久性能、美觀和成本的綜合考慮,白色“皮膚”混凝土應滿足的技術指標如下:

(1)水膠比≤0.35;砂率綜合考慮混凝土抗裂及泵送要求選取為39%~42%,混凝土工作性能差異不大時,砂率宜取小值,以減小混凝土的收縮;

(2)初始坍落度大于200mm,擴展度大于500mm,坍落度2小時經(jīng)時變化量≤20mm,初凝時間≤12h;含氣量≤3%,壓力泌水率≤30mL;

(3)28d抗壓強度≥60MPa,28d電通≤1000C,RCM氯離子擴散系數(shù)≤5.0×1012m2/s。

通過試驗,選定的混凝土配合比見表1。配合攪拌后的梯度功能混凝土具備良好的工作性能及澆筑后成品的美觀性能。

表1白色混凝土配合比下載原圖

白色硅酸鹽水泥目前主要用于建筑裝飾材料,如粉刷、雕塑、地面、水磨石制品等,在結構工程混凝土的研究和應用相對較少,主要存在問題如下:

(1)成本較高,以42.5級水泥為例,目前國內(nèi)42.5普通硅酸鹽水泥(P·O42.5)價格在400元/t左右,而42.5級白色硅酸鹽水泥(P·W42.5)價格往往在800元/t以上,如配制C30混凝土,水泥用量在300kg/m3左右,每方混凝土成本增加大約為120元,極大的制約了白色硅酸鹽水泥的工程應用。

(2)凝結時間問題,雖然白色硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥在標準中對凝結時間要求一致,但是由于白水泥礦物成分的不同,其凝結時間往往比普通硅酸鹽水泥要長,在用于配制混凝土時,需要通過混凝土配合比技術和外加劑技術結合來調整控制。

(3)強度問題,白色硅酸鹽水泥在抗壓強度通常低于普通硅酸鹽水泥,如果采用白水泥生產(chǎn)結構工程混凝土,應在配合比參數(shù)上開展系統(tǒng)試驗研究,包括膠凝材料用量、礦物摻合料選擇、水膠比、砂率等。

(4)收縮和徐變問題,由于白色硅酸鹽水泥配制混凝土用于結構工程經(jīng)驗較少,缺乏數(shù)據(jù)支撐,在混凝土收縮和徐變問題上應特別注意,防止因混凝土收縮過大造成結構開裂。

[1]苑金生.425R型白色硅酸鹽水泥的研制.水泥.石灰,1993(1):33-35.

[2]劉宏偉,李蕾蕾.白水泥與普通水泥生產(chǎn)的主要區(qū)別.河南建材,2015(04):228-230.

[3]陳哲.白水泥生料燒成特性及其在預分解窯中的應用研究.武漢理工大學,2012.

[4]辛建國.建筑工程中各類硅酸鹽水泥的特點及其應用的研究.建材與裝飾,2017(43):135-136.

[5]蔡昱.彩色混凝土配制及性能的研究.武漢理工大學,2012.

[6]程景銘,楊建達,郭京旭.彩色建筑混凝土在施工中的應用.建筑技術,2005(10):21-23.

[7]劉鳳.彩色水泥混凝土路面的技術研究.交通世界,2010(6):197-198.

[8]陳凌生.彩色水泥混凝土路用性能試驗研究.重慶交通大學,2017.

[9]馬生龍.室外彩色水泥混凝土路面施工.甘肅科技縱橫,2013(04):92-94.

[10]孟猛.新型彩色混凝土路面磚的應用前景.混凝土,2002(2):52-53.

[11]程智龍,文韜,張耀,等.云南玉溪海綿城市白水泥透水混凝土配比優(yōu)化研究.硅酸鹽通報,2018,37(11):340-344.

[12]黃道生.海綿城市建設中彩色水泥混凝土透水路面施工技術控制.河南建材,2017(1).

[13]夏江南,王海偉,鄒本輝.池州長江公路大橋主塔梯度功能混凝土施工關鍵技術.公路交通科技(應用技術版),15(01):233-235.

[14]王國勛.池州長江公路大橋北塔下塔柱施工技術.建材與裝飾(45).

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高標號白水泥 白色硅酸鹽水泥在工程中應用綜述

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摘要:隨著人們生活水平的提高,對于建筑物除了基本功能的需求以外,外觀的多樣性要求越來越高,因此白色硅酸鹽水泥在工程中的應用日趨廣泛。文章從白色硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的區(qū)別、白色硅酸鹽水泥的生產(chǎn)以及在建筑工程、路面工程、透水混凝土、橋梁工程等方面的應用進行了調研,并總結白色硅酸鹽水泥工程應用存在的問題,以期推動白色硅酸鹽水泥在工程中的應用。

關鍵詞:白色硅酸鹽水泥;工程應用;白色混凝土;彩色混凝土;

白色硅酸鹽水泥是指由白色硅酸鹽水泥熟料,加入適量的石膏和混合材料磨細制成的水硬性膠凝材料。其中,白色硅酸鹽水泥熟料和石膏含量在70%~100%,白云質石灰?guī)r、石英巖、大理巖等白色天然礦物含量在0~30%。白水泥熟料是采用適當化學成分的原材料燒結到部分熔融狀態(tài),獲得硅酸鈣為主要化學成分,氧化鐵含量較少的熟料,其中氧化鎂的含量不宜超過總量的5%。白水泥依照抗壓強度可以分為32.5級、42.5級和52.5級,按照粉體白度的不同可以分為1級和2級,代號為P·W-1和P·W-2。

白色硅酸鹽水泥的最為典型特點就是具有較高的白度,通?梢杂米鞲黝惤ㄖ镅b飾裝修材料,比如粉刷墻體、白色地面、雕塑造型、白混凝土水磨石制品等,白色硅酸鹽水泥還經(jīng)常被用來生產(chǎn)白色或者彩色的混凝土制品。白色硅酸鹽水泥是生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量最大的裝飾裝修水泥種類,是裝飾水泥中的核心產(chǎn)品。

為促進國內(nèi)白色硅酸鹽水泥行業(yè)的有序發(fā)展,提高白色硅酸鹽水泥的質量,有關部門制定了相關的國家標準,作為白色硅酸鹽水泥質量控制的規(guī)范。1980年,制訂了第一個白色硅酸鹽水泥的國家標準《白色硅酸鹽水泥》GB/T2015-80,對國內(nèi)白色硅酸鹽水泥行業(yè)的規(guī)范發(fā)展起到了很重要的作用,此后隨著技術水平的發(fā)展,對白色硅酸鹽水泥的國家標準持續(xù)的進行修訂和完善,分別在1991年、2005年和2017年進行了國家標準的修訂工作,對國內(nèi)的白色硅酸鹽水泥質量提升以及與國際標準接軌起到了重要的促進作用。

白水泥與普通硅酸鹽水泥主要差異是水泥中的氧化鐵含量的不同,白水泥中氧化鐵含量非常少,而普通硅酸鹽水泥熟料氧化鐵含量較高,其硬化后的顏色,主要是由Fe2O3引起的,隨著Fe2O3含量的變化,水泥熟料的顏色就不同。當Fe2O3含量在3%~5%時,熟料顏色呈暗灰色(最常用的硅酸鹽水泥顏色);當Fe2O3含量在0.45%~0.7%時,熟料顏色為淡綠色;而當Fe2O3含量降至0.35%~0.4%時,熟料顏色為白色(略帶淡綠色)。

兩種水泥的技術指標對比情況見表1,其中三氧化硫含量、氧化鎂含量、氯離子含量、抗壓強度、抗折強度和凝結時間,兩種水泥的標準規(guī)定都是為一樣的;白色硅酸鹽水泥規(guī)定了白度要求、水溶性六價鉻含量,普通硅酸鹽水泥比白色硅酸鹽水泥多規(guī)定了不溶物含量、游離氧化鈣含量和燒失量;白色硅酸鹽水泥的細度是采用45μm方孔篩余規(guī)定,為篩余不得不大于30%,而普通硅酸鹽水泥的細度是采用比表面積規(guī)定的,要求比表面積不小于300m2/kg。

表1P-O42.5與P-W42.5對比下載原圖

白色硅酸鹽水泥為達到國家標準要求,主要生產(chǎn)質量控制技術措施有:

(1)有害成分的控制,白水泥生產(chǎn)除了控制常見的堿、氯、硫等有害成分之外,著色物質也是白水泥中的有害成分。白水泥中的著色物質主要是指具有染色作用的物質,主要包括Fe2O3和過渡金屬氧化物,染色物質會很大程度的影響白水泥熟料的白度,而染色物質之中影響最大的是Fe2O3,在實際生產(chǎn)中白水泥熟料中的Fe2O3含量一般控制在0.2%~0.5%。

(2)率值的控制,在白色硅酸鹽水泥生產(chǎn)中,為提高水泥的白度,水泥配料率值呈現(xiàn)典型的“三高”特點,即高飽和比、高硅率、高鋁率。常見的小型中空干法窯飽和比一般在0.88-0.97,硅率一般在3.5~5.0,鋁率一般不作控制指標(Fe203含量低導致鋁率高,波動范圍也大);國外正在推廣的白水泥預分解窖工藝,控制率值相比小型干法中空窯高,硅率達到了5以上。

目前國內(nèi)主要的白色硅酸鹽水泥生產(chǎn)企業(yè)有:江西銀杉白水泥公司、焦作市賽白雪白水泥有限公司、蘇州光華水泥廠有限公司、阿爾博波特蘭水泥有限公司、拉法基瑞安水泥公司、新疆天山水泥股份有限公司、河北乾寶特種水泥有限公司、東源輝科建材發(fā)展有限公司、葛洲壩石門特種水泥有限公司等。

白水泥在建筑工程中應用主要為配制和生產(chǎn)彩色混凝土,彩色混凝土建筑是以建筑外表面不做裝飾直接為視覺景觀,通過利用特殊的彩色混凝土材料、模板體系、澆筑工藝、脫模措施、養(yǎng)護技術、混凝土成品保護措施等工藝技術,使得彩色混凝土達到特殊的整體建筑美學外觀效果,同時達到結構混凝土的各項性能要求,是綜合彩色混凝土技術和清水混凝土技術的集成技術。

彩色混凝土在建筑工程中首次設計使用是北京的某使館工程,2004年?*肽昕ぃ?005年首期工程竣工結束。第一期工程由3個單體建筑物構成,建筑面積達到3萬m2。其建筑外檐和部分內(nèi)檐工程采用了彩色混凝土施工,彩色混凝土總方量約為4萬m3。該建筑外觀設計形式多樣,彩色混凝土采用的顏色主要為米黃色,圖案和造型主要有清水鏡面效果、木紋裝飾效果及條紋裝飾效果等幾種不同的形式。

混凝土設計標號為C30,生產(chǎn)過程中抗壓強度控制在38MPa以上,含氣量要求為3%~5%,泵送施工,進入泵機的混凝土坍落度不小于180mm,混凝土澆筑施工時坍落度不小于150mm,混凝土攪拌時間不得低于10min,嚴格控制混凝土總堿含量,防止發(fā)生堿骨料反應危害。試驗室和工程現(xiàn)場進行了多次試驗,選定混凝土水膠比0.41,膠凝材料350kg/m3,礦粉和粉煤灰各摻為5%復合,砂率為41%。該工程白色硅酸鹽水泥的技術參數(shù)控制主要包括:三氧化硫含量!3.5%,氧化鎂含量!4.5%,0.08mm方孔篩篩余量!10%,初凝時間"45min,終凝時間!12h,白度一級(不得小于<84%),安定性合格,堿含量!0.6%。

科特迪瓦亞穆蘇克羅和平圣母大教堂大殿采用白水泥混凝土,圖1為施工過程照片及30年后外觀效果如下圖,施工采用的是科特迪瓦當?shù)厮嗌a(chǎn)的白色硅酸鹽水泥,該水泥水化較快,凝結時間短;使用30年后,白色硅酸鹽水泥混凝土表面略泛黃,有小黑點,不過整體裝飾效果較好。

白水泥在道路工程中的應用主要是單獨使用或者與普通硅酸鹽水泥復合使用配制彩色混凝土路面,國外將白色硅酸鹽水泥混凝土做成混凝土制品用于美化人居環(huán)境或者功能化使用,如市內(nèi)道路、小區(qū)停車場道路、旅游觀光區(qū)道路、安全或導行標志設施等,也可用作隧道內(nèi)部路面、橋面鋪裝、機場路面、港口碼頭路面等交通設施建設,設計可以采用多種色彩拼成圖案用,達到美化城市和環(huán)境的目的,隨著城市化進程的發(fā)展,白色硅酸鹽水泥生產(chǎn)彩色混凝土在道路工程中發(fā)展前景廣闊。

深圳寶安國際機場綜合服務區(qū)庫區(qū)場地就是采用彩色混凝土路面磚來鋪設地面。該路面磚顏色豐富多彩,可以配制出色彩斑斕的圖案。而且抗壓強度高;抗滑性能、抗?jié)B性能好;經(jīng)濟效益高、施工難道小、維護成本低。還有最重要的是不污染環(huán)境,利于環(huán)保。

遼寧省盤錦市體育中心場館內(nèi)的道路采用彩色水泥混凝土路面,施工總面積達到十萬m2以上。彩色混凝土路面比較重要的一項功能指標就是抗滑性能,與大理石等天然材料鋪設的路面相比,彩色水泥混凝土路面不僅能增加摩擦系數(shù),又能保證路面的平整度。即使雨雪天氣,路面也能夠具有較好的抗滑性能。除了這些優(yōu)點,彩色混凝土還具有良好的熱導效應,當雨后陽光照射在路面后,彩色水泥混凝土會吸收大量的熱量,很大程度上降低路面溫度。

透水混凝土是一種符合低影響開發(fā)LID(LowImpactDevelopment)理念的綠色鋪裝材料,具有透氣透水、吸聲降噪、凈化水體和調節(jié)徑流等優(yōu)點。目前,在國家大力推廣的海綿城市建設中得到了大量推廣和應用,其中彩色透水混凝土由于可以美化景觀,滿足各種設計要求,得到迅速發(fā)展。實際工程經(jīng)驗表明,生產(chǎn)淺色系彩色透水混凝土必須采用白色硅酸鹽水泥進行顏色的調整,并且采用白色硅酸鹽水泥能夠減少顏料的使用量,降低材料成本,也是這個原因使得白色硅酸鹽水泥在彩色透水混凝土中得到大量應用。

中國建筑第二工程局有限公司采用廣西名燕特種水泥有限公司生產(chǎn)的名燕牌白色硅酸鹽水泥P·W42.5,密度3200kg/m3,進行了透水混凝土配制試驗,設計了不同水膠比(0.28、0.30、0.32、0.34),不同減水劑摻量(0.50%、1.0%、1.5%、2.0%),不同設計孔隙率(15.0%、17.5%、20.0%、22.5%、25%),結果表明:白色硅酸鹽水泥透水混凝土的強度與透水系數(shù)之間存在反比例關系,混凝土強度提高則透水系數(shù)減小,由于透水系數(shù)技術指標要求比較容易滿足,因此白水泥透水混凝土配合比優(yōu)化試驗研究的重點和難點在于如何提升抗壓強度。隨著混凝土水膠比的增大,白水泥透水混凝土透水系數(shù)逐漸減小,抗壓強度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,水膠比0.32時混凝土抗壓強度達到最大,并且透水系數(shù)能夠滿足規(guī)范的要求,因此實際工程中推薦的水膠比為0.32。隨著減水劑用量的不斷增加,白水泥透水混凝土透水系數(shù)下降,而抗壓強度提高,白水泥透水混凝土的最佳減水劑用量在膠凝材料用量的1.5%~2.0%之間,混凝土用水量對白水泥透水混凝土的影響規(guī)律與減水劑一致;隨著混凝土孔隙率的增加,白水泥透水混凝土試塊的透水系數(shù)變大,而抗壓強度降低,本項目推薦設計孔隙率為15%。

肖厝南路位于廈門市翔安新城,該新城是海綿城市試點區(qū)域。肖厝南路是交通和生活功能一體化的綜合性城市主干路。該道路在非機動車道上鋪筑彩色透水混凝土,并結合其他技術措施,達到小雨迅速減排雨水不積水,而雨較大時能夠蓄水滯留,能夠實現(xiàn)徑流雨水源頭減排的目的,既能夠綜合利用雨水資源又不增加徑流量沖擊,同時契合了“尊重自然、順應自然、保護自然”的海綿城市建設理念,取得了良好的社會經(jīng)濟效益。

池州長江大橋,主塔采用白色“皮膚”混凝土,混凝土分兩層施工,外層30cm采用白色纖維高性能混凝土,內(nèi)層采用普通混凝土。該橋跨江主橋橋跨為(3×48+96+828+280+100)m=1448m,為等高塔不對稱混合梁雙塔斜拉橋,北岸輔助跨采用混凝土梁(147m),其余為鋼箱梁(總長1301m)。橋主塔設計為花瓶型鋼筋混凝土結構。

根據(jù)橋梁主塔混凝土結構力學性能、耐久性能、美觀和成本的綜合考慮,白色“皮膚”混凝土應滿足的技術指標如下:

(1)水膠比≤0.35;砂率綜合考慮混凝土抗裂及泵送要求選取為39%~42%,混凝土工作性能差異不大時,砂率宜取小值,以減小混凝土的收縮;

(2)初始坍落度大于200mm,擴展度大于500mm,坍落度2小時經(jīng)時變化量≤20mm,初凝時間≤12h;含氣量≤3%,壓力泌水率≤30mL;

(3)28d抗壓強度≥60MPa,28d電通≤1000C,RCM氯離子擴散系數(shù)≤5.0×1012m2/s。

通過試驗,選定的混凝土配合比見表1。配合攪拌后的梯度功能混凝土具備良好的工作性能及澆筑后成品的美觀性能。

表1白色混凝土配合比下載原圖

白色硅酸鹽水泥目前主要用于建筑裝飾材料,如粉刷、雕塑、地面、水磨石制品等,在結構工程混凝土的研究和應用相對較少,主要存在問題如下:

(1)成本較高,以42.5級水泥為例,目前國內(nèi)42.5普通硅酸鹽水泥(P·O42.5)價格在400元/t左右,而42.5級白色硅酸鹽水泥(P·W42.5)價格往往在800元/t以上,如配制C30混凝土,水泥用量在300kg/m3左右,每方混凝土成本增加大約為120元,極大的制約了白色硅酸鹽水泥的工程應用。

(2)凝結時間問題,雖然白色硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥在標準中對凝結時間要求一致,但是由于白水泥礦物成分的不同,其凝結時間往往比普通硅酸鹽水泥要長,在用于配制混凝土時,需要通過混凝土配合比技術和外加劑技術結合來調整控制。

(3)強度問題,白色硅酸鹽水泥在抗壓強度通常低于普通硅酸鹽水泥,如果采用白水泥生產(chǎn)結構工程混凝土,應在配合比參數(shù)上開展系統(tǒng)試驗研究,包括膠凝材料用量、礦物摻合料選擇、水膠比、砂率等。

(4)收縮和徐變問題,由于白色硅酸鹽水泥配制混凝土用于結構工程經(jīng)驗較少,缺乏數(shù)據(jù)支撐,在混凝土收縮和徐變問題上應特別注意,防止因混凝土收縮過大造成結構開裂。

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