摘要: 通過(guò)研究CLT 混凝土泵送劑的性能及在泵送高性能混凝土中的應(yīng)用, 分析了泵送高性能混凝土的工作性和耐久性及控制。
關(guān)鍵詞: 高性能混凝土; 泵送劑
中圖分類(lèi)號(hào): TU528.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1000- 8136(2007)03- 0001- 02
隨著我國(guó)高層、超高層和大跨度建筑的大量涌現(xiàn), 混凝土的施工工藝發(fā)生了巨大的變化, 從技術(shù)發(fā)展角度上講, 已經(jīng)從干硬性、低流動(dòng)性、現(xiàn)場(chǎng)攪拌的普通混凝土階段轉(zhuǎn)向集中攪拌、大流動(dòng)性、泵送澆筑的高性能混凝土階段。高性能混凝土以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo), 在配制上采用低水膠比, 選用優(yōu)質(zhì)的原材料, 并除水泥、水和集料外, 必須參加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料和高效外加劑。因此, 高性能混凝土拌和物黏性大, 在泵送時(shí)本身易產(chǎn)生大的變形, 因而極限剪切強(qiáng)度很小, 即屈服值大于極限剪切力, 也就是說(shuō), 高性能混凝土拌和物不易泵送。故在泵送高性能混凝土?xí)r泵送劑的性能尤為重要。本文在研究CLT 泵送劑性能的基礎(chǔ)上,討論高性能混凝土泵送劑對(duì)泵送高性能混凝土工作性和耐久性的影響。
1 CLT 混凝土泵送劑的性能的應(yīng)用
泵送高性能混凝土是指通過(guò)混凝土泵和管道, 靠泵壓力將高性能混凝土直接輸送到澆筑地點(diǎn), 一次完成水平和垂直運(yùn)輸?shù)母咝阅芑炷?。泵送混凝土要求有較大的流動(dòng)性, 使混凝土在管道或模板內(nèi)流動(dòng)所需的能源小, 并且混凝土拌和物在澆筑過(guò)程中還要有一定的稠度, 經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、停放、施工都能保持勻質(zhì), 在泵送壓力下不會(huì)發(fā)生離析或堵塞現(xiàn)象。能改善混凝土拌和物泵送性能的外加劑叫做泵送劑。合格的泵送劑必須保證混凝土具有良好的流動(dòng)性、保水性、穩(wěn)定性, 能控制混凝土和管道界面壁上滑動(dòng)膜產(chǎn)生的速度。
根據(jù)水泥用量不同, 泵送混凝土可分3 種類(lèi)型, 即貧混凝土( 水泥用量< 200 kg/m3) 、普通混凝土( 水泥用量280 kg/m3～450 kg/m3) 、富混凝土( 水泥用量> 450 kg/m3) , 三者對(duì)泵送劑的要求各不相同。高性能混凝土的膠凝材料用量比較大, 通常在400 kg/m3~550 kg/m3 的范圍, 水膠比在0.38 以下, 砂率也較大, 一般在35%~45%的范圍內(nèi)( 歐洲冰島國(guó)建筑研究院的Walveik 來(lái)華講學(xué)時(shí)提供的他們配制的自密實(shí)混凝土砂率高達(dá)64%) 。高性能混凝土屬于偏富或富混凝土, 漿體黏聚性大、摩擦阻力大、流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失大, 因此泵送困難。所以泵送高性能混凝土使用的泵送劑應(yīng)使混凝土具有極好的分散效果, 使之稀化, 且流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失要小。
CLT 混凝土泵送劑由減水組分、緩凝組分、增強(qiáng)組分等組成,是一種集減水、緩凝、且能改善混凝土和易性, 提高混凝土后期強(qiáng)度的混凝土外加劑。根據(jù)JC473—2001 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得CLT 泵送劑的勻質(zhì)性指標(biāo)見(jiàn)表1, 技術(shù)要求見(jiàn)表2。其中, 受檢混凝土粗集料采用碎石, 用80 kgⅠ級(jí)粗煤灰取代同重量的水泥, CLT 泵送劑摻量是膠凝材料總量的3%, 即12 kg, 其他均按JC473—2001 標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。
1.1 工作性
泵送高性能混凝土拌和物的工作性是保證混凝土澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵。泵送高性能混凝土拌和物的工作性包括具有高的流動(dòng)性、粘聚性、保水性和可泵性, 黏聚性和保水性通稱(chēng)穩(wěn)定性。從表2 知, 摻CLT 泵送劑的泵送高性能混凝土拌和物可獲得良好的可泵性、坍落度增加值為140 mm, 反映了摻CTL 泵送劑可以大大提高混凝土拌和物流動(dòng)性的能力。但當(dāng)坍落度相同時(shí), 高性能混凝土拌和物的有效半徑小, 填充速度慢, 施工時(shí)需耗費(fèi)的工時(shí)與能量較大, 尤其當(dāng)坍落度大于200 mm 時(shí), 粗骨料堆積的偶然性,僅用坍落度一個(gè)指標(biāo)也難以準(zhǔn)確反映呈慢速蠕變流動(dòng)的高性能混凝土的流變性。目前, 我國(guó)無(wú)統(tǒng)一的高性能混凝土試驗(yàn)方法, 常用4 種方法, 即L- 流動(dòng)試驗(yàn)、坍落度試驗(yàn)、小口流變儀試驗(yàn)、靴形儀試驗(yàn)。作者認(rèn)為在實(shí)際泵送高性能混凝土?xí)r, 暫采用GB/T50080—200《2 普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法》中的坍落度與擴(kuò)展度方法進(jìn)行。此方法既直觀(guān)又簡(jiǎn)便, 同樣適用于現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制。穩(wěn)定性可以用坍落度( SL) 結(jié)合擴(kuò)展度( SF) 進(jìn)行估計(jì)和評(píng)價(jià)。當(dāng)SL/SF 大, 接近或大于1, 說(shuō)明泵送高性能混凝土拌和物黏稠, 應(yīng)調(diào)整泵送劑摻量、膠凝材料摻量與組成或砂的粗細(xì)等。當(dāng)SL/SF 接近0.4 時(shí), 表明工作性良好; 當(dāng)SL/SF 更小, 即擴(kuò)展度大于坍落度, 表明拌和物中心有粗骨料堆積, 發(fā)生離析和泌水嚴(yán)重的情況, 此時(shí)應(yīng)調(diào)整泵送高性能混凝土配合比及泵送劑摻量甚至組分。
1.2 抗壓強(qiáng)度比
由表2 知, 3 天抗壓強(qiáng)度比為100, 7 天抗壓強(qiáng)度為110, 28天抗壓強(qiáng)度比為115。可見(jiàn)摻CLT 泵送劑不僅可以改善混凝土的工作性, 也可以與礦物摻合料一起提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。
2 摻CLT 泵送劑泵送高性能混凝土的耐久性
2.1 抗?jié)B性
將各配合比的混凝土按《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試驗(yàn)方法》( GBJ82—85) 進(jìn)行試驗(yàn), 其結(jié)果見(jiàn)表3、表4, H60( 1) ,H60( 2) 高性能混凝土比D60 普通混凝土具有很低的滲透性, 因而抗?jié)B性好。摻CLT 泵送劑的泵送混凝土H60( 2) 比摻高效減水劑的性能混凝土H60( 1) 抗壓強(qiáng)度高抗?jié)B性要好。
注: C- 42.5P·O, F- Ⅰ級(jí)粉煤灰, S- 中砂, G- 碎石( 5mm~25mm連續(xù)級(jí)配) ,W- 水。W/ B- 水膠比( 或水灰比) , CLT- 泵送劑, SP- 砂率, M- Mighy100高效減水劑。
2.2 抗凍性
凍融循環(huán)作用是影響混凝土耐久性十分重要的因素。按GBJ8285 規(guī)定, 混凝土抗凍性試驗(yàn)可采用慢冷法和快冷法兩種。本試驗(yàn)采用慢冷法,用抗壓強(qiáng)度損失率和重量損失率評(píng)價(jià)其抗凍性。各組混凝土抗壓強(qiáng)度損失率和重量損失率均隨凍融次數(shù)的增加而增加。D60 抗壓強(qiáng)度和重量損失率最大。摻CLT 泵送劑的泵送高性能混凝土H60( 2) , 當(dāng)凍融達(dá)300 次時(shí), 其抗壓強(qiáng)度損失率和重量損失率均不超過(guò)5%, 可見(jiàn)其具有很好的抗凍性能。
2.3 抗碳化性能、收縮性能
由表4 可知, 摻CLT 泵送劑的泵送混凝土具有良好的抗碳化性能, 90 天收縮率低于其普通混凝土D60, 也低于H60( 1) 。
2.4 對(duì)鋼筋的銹蝕作用
采用陽(yáng)極極化電位法檢驗(yàn)摻CLT 劑泵送高性能混凝土對(duì)鋼筋的銹蝕影響。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1, 由圖1 可知, 摻入CLT 劑后陽(yáng)極極化電位很平衡, 作圖曲線(xiàn)均屬鈍化曲線(xiàn), 證明CLT 對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用。
3 結(jié)論
通過(guò)研究CLT 泵送劑的性能及在泵送高性能混凝土中的應(yīng)用, 可得出如下結(jié)論:
(1) 泵送高性能混凝土拌和物的工作性是保證混凝土澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵。在實(shí)際施工時(shí), 其流動(dòng)性不僅要控制坍落度及坍落度經(jīng)時(shí)損失, 還要控制SL/SF 比。作者認(rèn)為, SL/SF 接近0.4 時(shí), 表明工作性良好。
(2) CLT 泵送劑可泵送強(qiáng)度等級(jí)大于C60 的高性能混凝土,但CLT 泵送劑的組分可根據(jù)高性能混凝土配比、性能、要求不同而調(diào)整。
(3) 摻CLT 泵送劑的泵送高性能混凝土具有良好的耐久性。
