摘 要:在分析影響免振搗自密實混凝土因素的基礎(chǔ)上,利用試驗研制的外加劑,進行不同系列的混凝土化學外加劑對比試驗,認為影響免振搗自密實混凝土性能的主要因素是形變能力和抗離析性,化學外加劑(如高效減水劑、粘性劑、保塑劑) 對新拌混凝土的變形和離析行為起至關(guān)重要的作用。并初步提出了高性能免振搗自密實混凝土的一種配比設計方案,結(jié)果表明,所配制的混凝土不僅在新拌狀態(tài),而且在早齡期及硬化后都具有好的特性。
關(guān)鍵詞:免振搗;自密實;混凝土工作性
中圖分類號: TD353. 3 文獻標識碼:A
1 引 言
免振搗自密實混凝土具有高流動性、高充填性、高抗離析性等特點,具有廣闊的市場前景。本文在利用遼寧省建筑科學研究院研制的外加劑的基礎(chǔ)上,進行不同系列的混凝土化學外加劑對比試驗分析,認為新拌混凝土的高充填能力是免振搗自密實混凝土研制的關(guān)鍵,其影響主要因素是形變能力和抗離析性,化學外加劑(如高效減水劑、粘性劑、保塑劑) 對新拌混凝土的變形和離析行為起至關(guān)重要的作用。從試驗和理論分析提出外加劑C30 混凝土的成型機理。
2 工作性能影響因素分析
理論研究表明[1～2 ] : 在新拌狀態(tài)下,免振搗自密實混凝土所具有的高效能應由其優(yōu)良的工作性來保障,而混凝土拌合物的工作性能受下列因素影響。
2. 1 拌合與拌合時間
拌合料的工作性隨拌合時間的延長而降低,在攪拌的最初幾分鐘表現(xiàn)最為明顯。一般來說,攪拌時間越長,工作性能越低。而抗壓強度越大。不同的拌合物,允許各自的拌合時間在一定的范圍內(nèi)變化,而較小地影響其工作性。
2. 2 集料性質(zhì)
集料性質(zhì),尤其是集料顆粒的形狀、顆粒級配、孔隙率與表面結(jié)構(gòu);集料的形狀越接近球形,其所需用于涂層與填隙的砂漿就越少,從而可以有更多的砂漿用來增加拌合料的“流動性”。
對于石子、砂子等顆粒而言,比表面積能較好地反映級配作用,對某一形狀地集料顆粒,比表面積與線性尺寸成反比,因此顆粒越小,總面積越大,對混凝土而言,就意味著需要使用更多地細集料和更多的水泥漿作為潤滑層。但這決不是說細集料中較大粒徑的顆粒越多,混凝土的工作性就越高,還必須考慮混凝土的穩(wěn)定性。
集料的吸水能力也影響混凝土工作性。很明顯,采用干集料的拌合料將由于集料從水泥漿中吸附水分而使工作性降低。
2. 3 水泥的性質(zhì)
水泥的性質(zhì)對工作性的影響也存在,但比集料性質(zhì)對工作性的影響小得多。
2. 4 外加劑
混凝土拌合料中可以加入各種外加劑,以達到速凝、緩凝、減水、防水、加氣等目的。不同的外加劑對混凝土的工作性有著不同程度的影響。以木質(zhì)磺酸銨及木質(zhì)磺酸鈉鹽或鈣鹽等為主要成分的外加劑是可明顯地改善混凝土地工作性。
2. 5 拌合料各種成分所占的比例
拌合料中各種成分所占比例對工作性影響很大。增加含水量使混凝土易于流動與搗實;但含水過多又會使混凝土發(fā)生離析或所含地集料下沉,在細集料過多的情況下更是如此。此外,還會出現(xiàn)泌水。另一方面含水量不足,不僅使混凝土難以流動,還會使粗顆粒集料發(fā)生干離析。在水灰比不變的情況下,集會比增大,工作性降低。
通過對混凝土工作性影響的因素分析,完全可以通過一系列的技術(shù)措施來完善和改進混凝土的工作性能。達到免振搗自密實混凝土要求的條件。
3 試驗分析
試驗首先分析了免振搗自密實混凝土地成型原理:通過外加劑(包括減水劑、超塑化劑、粘結(jié)劑等) 、膠結(jié)材料和粗細骨料的選擇與搭配和配合比的精心設計。使混凝土拌合物屈服剪應力減小至適宜范圍。同時又具有足夠的塑性粘度,使骨料懸浮于水泥中(沉降速度= 0) ,不出現(xiàn)離析和泌水等問題,能自由流淌,充分填充模板內(nèi)的空間,形成密實且均勻的結(jié)構(gòu)?；炷恋那仁腔炷灵_始流動的前提。又是混凝土離析的條件。若骨料因重力作用產(chǎn)生的剪應力超過了混凝土屈服應力,便會從水泥漿中分離出來,或者由于粗骨料與砂漿的流變特性不同,在流動過程中,流動性差的骨料與相對流動性好的砂漿間產(chǎn)生得剪應力超過了混凝土的屈服應力,同樣會造成粗骨料的分離。
基于上述考慮,本次試驗主要分別從流動性、抗分離穩(wěn)定性、間隙通過性和填充性四方面考慮。為達到所制定得研制目標,確定了坍落度、間隙通過性、抗分離(粗骨料含量差) 、硬化后的性能參數(shù)、混凝土得配合比參數(shù)得確定(其主要包括水灰比、砂率、外加劑摻量、膠結(jié)材料所占的體積) 。限于篇幅,本文只給出了試驗流程,具體的試驗參數(shù)筆者將另文專述。具體的試驗流程如圖1 所示。
在本次試驗中所選擇的外加劑為遼寧省建設科學研究院提供的復合型外加劑。其主要成分有:高效減水劑、HZP 型高效保塑劑及粘結(jié)劑。另外試驗采用沈陽渾河中砂、卵石,骨料最大粒徑為20 mm ,水泥為本溪產(chǎn)425 # 水泥。
本次試驗之后通過與基準混凝土力學性能的比較來檢驗免振搗自密實混凝土硬化后的力學性能。主要從抗壓強度、抗折強度、劈裂抗拉強度三個指標進行對比試驗分析,試驗結(jié)果如表1 所列。
從驗結(jié)果可以看出,免振搗混凝土與基準混凝土的軸心抗壓,抗折強度、劈裂抗拉強度基本一致。
4 結(jié) 論
本次研究由于原材料及試驗其它條件等原因,檢驗工作做了坍落度試驗及3 d、7 d、28 d 立方體抗壓強度試驗。設計過程中未考慮砂石的含水量,實際試驗中,石子、砂子的含水率分別按1 %和3 %扣除,實際試驗用水量為182. 1 kg。試驗檢測數(shù)據(jù)如下:
試驗結(jié)果表明,按上述配制方法制配的免振自密實混凝土基本達到設計的強度值。當然,為進一步驗證這種方法的可行性,仍需要進行大量的試驗和深入研究。通過試驗,可得出利用遼寧省建筑科學研究院的外加劑研制C30 免振搗自密實混凝土是可行的:坍落度值在240～260 mm 之間,能滿足流動性要求;當混凝土通過模型裝置狹縫的時間位2～3s ,穩(wěn)定后的高差為5～8 mm ,通過有筋模型裝置狹縫的時間為4～5 s ,穩(wěn)定后的高差為10 mm 左右,均能滿足施工技術(shù)的要求,且較普通振搗混凝土要優(yōu)越。通過鋼筋網(wǎng)前后的骨料含量差為3 %～6 % ,滿足施工技術(shù)的要求。
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