摘 要:在分析影響免振搗自密實(shí)混凝土因素的基礎(chǔ)上,利用試驗(yàn)研制的外加劑,進(jìn)行不同系列的混凝土化學(xué)外加劑對(duì)比試驗(yàn),認(rèn)為影響免振搗自密實(shí)混凝土性能的主要因素是形變能力和抗離析性,化學(xué)外加劑(如高效減水劑、粘性劑、保塑劑) 對(duì)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(shí)混凝土的一種配比設(shè)計(jì)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(shí);混凝土工作性
中圖分類號(hào): TD353. 3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 引 言
免振搗自密實(shí)混凝土具有高流動(dòng)性、高充填性、高抗離析性等特點(diǎn),具有廣闊的市場前景。本文在利用遼寧省建筑科學(xué)研究院研制的外加劑的基礎(chǔ)上,進(jìn)行不同系列的混凝土化學(xué)外加劑對(duì)比試驗(yàn)分析,認(rèn)為新拌混凝土的高充填能力是免振搗自密實(shí)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(xué)外加劑(如高效減水劑、粘性劑、保塑劑) 對(duì)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(yàn)和理論分析提出外加劑C30 混凝土的成型機(jī)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(shí)混凝土所具有的高效能應(yīng)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(shí)間
拌合料的工作性隨拌合時(shí)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(shí)間越長,工作性能越低。而抗壓強(qiáng)度越大。不同的拌合物,允許各自的拌合時(shí)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(jí)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(dòng)性”。
對(duì)于石子、砂子等顆粒而言,比表面積能較好地反映級(jí)配作用,對(duì)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(duì)混凝土而言,就意味著需要使用更多地細(xì)集料和更多的水泥漿作為潤滑層。但這決不是說細(xì)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(duì)工作性的影響也存在,但比集料性質(zhì)對(duì)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(dá)到速凝、緩凝、減水、防水、加氣等目的。不同的外加劑對(duì)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(duì)工作性影響很大。增加含水量使混凝土易于流動(dòng)與搗實(shí);但含水過多又會(huì)使混凝土發(fā)生離析或所含地集料下沉,在細(xì)集料過多的情況下更是如此。此外,還會(huì)出現(xiàn)泌水。另一方面含水量不足,不僅使混凝土難以流動(dòng),還會(huì)使粗顆粒集料發(fā)生干離析。在水灰比不變的情況下,集會(huì)比增大,工作性降低。
通過對(duì)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(jìn)混凝土的工作性能。達(dá)到免振搗自密實(shí)混凝土要求的條件。
3 試驗(yàn)分析
試驗(yàn)首先分析了免振搗自密實(shí)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(xì)骨料的選擇與搭配和配合比的精心設(shè)計(jì)。使混凝土拌合物屈服剪應(yīng)力減小至適宜范圍。同時(shí)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(shí)且均勻的結(jié)構(gòu)?；炷恋那?yīng)力既是混凝土開始流動(dòng)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(yīng)力超過了混凝土屈服應(yīng)力,便會(huì)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(dòng)過程中,流動(dòng)性差的骨料與相對(duì)流動(dòng)性好的砂漿間產(chǎn)生得剪應(yīng)力超過了混凝土的屈服應(yīng)力,同樣會(huì)造成粗骨料的分離。
基于上述考慮,本次試驗(yàn)主要分別從流動(dòng)性、抗分離穩(wěn)定性、間隙通過性和填充性四方面考慮。為達(dá)到所制定得研制目標(biāo),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(yàn)流程,具體的試驗(yàn)參數(shù)筆者將另文專述。具體的試驗(yàn)流程如圖1 所示。
在本次試驗(yàn)中所選擇的外加劑為遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院提供的復(fù)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(yàn)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(yàn)之后通過與基準(zhǔn)混凝土力學(xué)性能的比較來檢驗(yàn)免振搗自密實(shí)混凝土硬化后的力學(xué)性能。主要從抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)分析,試驗(yàn)結(jié)果如表1 所列。
從驗(yàn)結(jié)果可以看出,免振搗混凝土與基準(zhǔn)混凝土的軸心抗壓,抗折強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度基本一致。
4 結(jié) 論
本次研究由于原材料及試驗(yàn)其它條件等原因,檢驗(yàn)工作做了坍落度試驗(yàn)及3 d、7 d、28 d 立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。設(shè)計(jì)過程中未考慮砂石的含水量,實(shí)際試驗(yàn)中,石子、砂子的含水率分別按1 %和3 %扣除,實(shí)際試驗(yàn)用水量為182. 1 kg。試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)如下:
試驗(yàn)結(jié)果表明,按上述配制方法制配的免振自密實(shí)混凝土基本達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度值。當(dāng)然,為進(jìn)一步驗(yàn)證這種方法的可行性,仍需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)和深入研究。通過試驗(yàn),可得出利用遼寧省建筑科學(xué)研究院的外加劑研制C30 免振搗自密實(shí)混凝土是可行的:坍落度值在240～260 mm 之間,能滿足流動(dòng)性要求;當(dāng)混凝土通過模型裝置狹縫的時(shí)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(shí)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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