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基于低水泥熟料的高性能混凝土低碳化配制技术是在所要求的混凝土强度和工作性条件下,综合考虑耐久性和经济性,并尽可能多地减少水泥中的熟料量,因为它可直接减少水泥生产用煤耗以及石灰石原料用量。另外混凝土中水泥掺量的降低可间接减少水泥熟料的掺量。在生产水泥或混凝土时由于熟料的减少或水泥掺量的降低就相对增加了各种工业废渣或固体废弃物掺量,既减轻了环境负担,也减少了能源消耗。本文创新点在于研究了助磨剂对不同熟料量的水泥品种及混凝土性能的影响;胶凝材料体系(含水泥熟料、水泥用混合材、混凝土用掺合料)与减水剂的相容性;混凝土配合比的设计结合了高性能混凝土配合比全计算法以及最新修订的混凝土配合比设计方法(JGJ55-2011普通混凝土配合比设计规程);对基于低水泥熟料的高性能混凝土的碳排放量进行了计算,所采用的计算方法涵盖了水泥化学、水泥品种及掺合料比例的叠加效应。本文研究了外加剂对高性能混凝土用胶凝材料的影响,对由多种组分构成的不同配比的混凝土进行了工作性、强度、弹性模量以及氯离子扩散系数的试验研究。试验结果表明:1)助磨剂的掺入,不会影响水泥强度等级要求,但助磨剂掺量存在着一个最佳添加比率的问题,同一品种助磨剂对不同熟料量的水泥的适应性不尽相同。掺0.016%助磨剂的P.O42.5R水泥构成的胶凝材料体系(含40%矿物掺合料)与减水剂相容性好。掺0.02%助磨剂虽然能提高P.O42.5R水泥的强度,但由此构成的胶凝材料体系(含20%掺合料)与减水剂相容性不见得好,当矿渣粉与粉煤灰复配比例过大(4:6)时,无论使用何种水泥都会影响混凝土中胶凝材料与减水剂相容性。2)所配制的九组混凝土的都表现了良好的工作性并符合强度要求。初始坍落度和28天抗压强度分别满足180±20mm和≥C60。当混凝土初始坍落度增大,1h坍落度损失也较大。不同熟料比例的水泥品种无论是否含助磨剂,采用双掺技术制备的高性能混凝土只要配比合理是可以满足工作性要求的。水胶比是影响P.II42.5R和P.O42.5R水泥配制的混凝土强度的关键因素。3)随着掺合料的增加,混凝土熟胶比减小,P.O42.5R和P.II42.5R水泥配制的混凝土28天强度和弹性模量均出现增大的规律,但P.S.B42.5水泥配制的混凝土则出现相反的情况。4)三种不同熟料量的水泥配制的混凝土,当矿物掺合料掺入比例逐渐增大时,氯离子扩散系数逐渐减小;此时所对应的水胶比也最小;另外,随着三种混凝土60天强度的增长,混凝土的熟胶比逐渐降低,氯离子扩散系数也随之降低。通过对混凝土CO2排放量、成本、综合性能以及价值系数的分析,得出第9试验组的CO2排放最少且总功效系数最大,而第6试验组的配合比的成本最少,其价值系数(等于总功效系数与成本系数的比值)也最大,因此第6试验组配合比为最优配合比,即胶凝材料总量535.33Kg、P.O42.5R水泥(助磨剂掺量为0.016%)60%、矿物掺合料掺入量40%,矿渣粉与粉煤灰复配比例2:8、减水剂1.52%、水胶比为0.26、砂率为37%。