摘 要:在分析影响免振捣自密实混凝土因素的基础上,利用试验研制的外加剂,进行不同系列的混凝土化学外加剂对比试验,认为影响免振捣自密实混凝土性能的主要因素是形变能力和抗离析性,化学外加剂(如高效减水剂、粘性剂、保塑剂) 对新拌混凝土的变形和离析行为起至关重要的作用。并初步提出了高性能免振捣自密实混凝土的一种配比设计方案,结果表明,所配制的混凝土不仅在新拌状态,而且在早龄期及硬化后都具有好的特性。
关键词:免振捣;自密实;混凝土工作性
中图分类号: TD353. 3 文献标识码:A
1 引 言
免振捣自密实混凝土具有高流动性、高充填性、高抗离析性等特点,具有广阔的市场前景。本文在利用辽宁省建筑科学研究院研制的外加剂的基础上,进行不同系列的混凝土化学外加剂对比试验分析,认为新拌混凝土的高充填能力是免振捣自密实混凝土研制的关键,其影响主要因素是形变能力和抗离析性,化学外加剂(如高效减水剂、粘性剂、保塑剂) 对新拌混凝土的变形和离析行为起至关重要的作用。从试验和理论分析提出外加剂C30 混凝土的成型机理。
2 工作性能影响因素分析
理论研究表明[1～2 ] : 在新拌状态下,免振捣自密实混凝土所具有的高效能应由其优良的工作性来保障,而混凝土拌合物的工作性能受下列因素影响。
2. 1 拌合与拌合时间
拌合料的工作性随拌合时间的延长而降低,在搅拌的最初几分钟表现最为明显。一般来说,搅拌时间越长,工作性能越低。而抗压强度越大。不同的拌合物,允许各自的拌合时间在一定的范围内变化,而较小地影响其工作性。
2. 2 集料性质
集料性质,尤其是集料颗粒的形状、颗粒级配、孔隙率与表面结构;集料的形状越接近球形,其所需用于涂层与填隙的砂浆就越少,从而可以有更多的砂浆用来增加拌合料的“流动性”。
对于石子、砂子等颗粒而言,比表面积能较好地反映级配作用,对某一形状地集料颗粒,比表面积与线性尺寸成反比,因此颗粒越小,总面积越大,对混凝土而言,就意味着需要使用更多地细集料和更多的水泥浆作为润滑层。但这决不是说细集料中较大粒径的颗粒越多,混凝土的工作性就越高,还必须考虑混凝土的稳定性。
集料的吸水能力也影响混凝土工作性。很明显,采用干集料的拌合料将由于集料从水泥浆中吸附水分而使工作性降低。
2. 3 水泥的性质
水泥的性质对工作性的影响也存在,但比集料性质对工作性的影响小得多。
2. 4 外加剂
混凝土拌合料中可以加入各种外加剂,以达到速凝、缓凝、减水、防水、加气等目的。不同的外加剂对混凝土的工作性有着不同程度的影响。以木质磺酸铵及木质磺酸钠盐或钙盐等为主要成分的外加剂是可明显地改善混凝土地工作性。
2. 5 拌合料各种成分所占的比例
拌合料中各种成分所占比例对工作性影响很大。增加含水量使混凝土易于流动与捣实;但含水过多又会使混凝土发生离析或所含地集料下沉,在细集料过多的情况下更是如此。此外,还会出现泌水。另一方面含水量不足,不仅使混凝土难以流动,还会使粗颗粒集料发生干离析。在水灰比不变的情况下,集会比增大,工作性降低。
通过对混凝土工作性影响的因素分析,完全可以通过一系列的技术措施来完善和改进混凝土的工作性能。达到免振捣自密实混凝土要求的条件。
3 试验分析
试验首先分析了免振捣自密实混凝土地成型原理:通过外加剂(包括减水剂、超塑化剂、粘结剂等) 、胶结材料和粗细骨料的选择与搭配和配合比的精心设计。使混凝土拌合物屈服剪应力减小至适宜范围。同时又具有足够的塑性粘度,使骨料悬浮于水泥中(沉降速度= 0) ,不出现离析和泌水等问题,能自由流淌,充分填充模板内的空间,形成密实且均匀的结构。混凝土的屈服应力既是混凝土开始流动的前提。又是混凝土离析的条件。若骨料因重力作用产生的剪应力超过了混凝土屈服应力,便会从水泥浆中分离出来,或者由于粗骨料与砂浆的流变特性不同,在流动过程中,流动性差的骨料与相对流动性好的砂浆间产生得剪应力超过了混凝土的屈服应力,同样会造成粗骨料的分离。
基于上述考虑,本次试验主要分别从流动性、抗分离稳定性、间隙通过性和填充性四方面考虑。为达到所制定得研制目标,确定了坍落度、间隙通过性、抗分离(粗骨料含量差) 、硬化后的性能参数、混凝土得配合比参数得确定(其主要包括水灰比、砂率、外加剂掺量、胶结材料所占的体积) 。限于篇幅,本文只给出了试验流程,具体的试验参数笔者将另文专述。具体的试验流程如图1 所示。
在本次试验中所选择的外加剂为辽宁省建设科学研究院提供的复合型外加剂。其主要成分有:高效减水剂、HZP 型高效保塑剂及粘结剂。另外试验采用沈阳浑河中砂、卵石,骨料最大粒径为20 mm ,水泥为本溪产425 # 水泥。
本次试验之后通过与基准混凝土力学性能的比较来检验免振捣自密实混凝土硬化后的力学性能。主要从抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度三个指标进行对比试验分析,试验结果如表1 所列。
从验结果可以看出,免振捣混凝土与基准混凝土的轴心抗压,抗折强度、劈裂抗拉强度基本一致。
4 结 论
本次研究由于原材料及试验其它条件等原因,检验工作做了坍落度试验及3 d、7 d、28 d 立方体抗压强度试验。设计过程中未考虑砂石的含水量,实际试验中,石子、砂子的含水率分别按1 %和3 %扣除,实际试验用水量为182. 1 kg。试验检测数据如下:
试验结果表明,按上述配制方法制配的免振自密实混凝土基本达到设计的强度值。当然,为进一步验证这种方法的可行性,仍需要进行大量的试验和深入研究。通过试验,可得出利用辽宁省建筑科学研究院的外加剂研制C30 免振捣自密实混凝土是可行的:坍落度值在240～260 mm 之间,能满足流动性要求;当混凝土通过模型装置狭缝的时间位2～3s ,稳定后的高差为5～8 mm ,通过有筋模型装置狭缝的时间为4～5 s ,稳定后的高差为10 mm 左右,均能满足施工技术的要求,且较普通振捣混凝土要优越。通过钢筋网前后的骨料含量差为3 %～6 % ,满足施工技术的要求。
参考文献:
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