大流動性混凝土雙摻技術(shù)應(yīng)用研究

摘　要:采用雙摻技術(shù)改善混凝土拌合物的和易性,減少坍落度損失,研究混凝土施工技術(shù)和降低工程造價等問題。

關(guān)鍵詞:大流動性混凝土; 粉煤灰; 合理砂率; 坍落度; 混凝土強度

中圖分類號:TU528 　　　　文獻標識碼:A 　　　　文章編號:1008 - 8725(2003) 12 - 0068 - 03

0 　前言

　　我國長江以北廣大地區(qū)煤炭資源豐富,城鄉(xiāng)用電主要以煤炭火力發(fā)電為主,因此粉煤灰排量巨大。粉煤灰在我國大量堆積,并有些流入江河污染環(huán)境,占用大量土地。有效利用粉煤灰是我國建筑業(yè)的一大課題。我們研究如何使用雙摻技術(shù)來改善混凝土的性能。

　　當前,為了便于混凝土泵送、運輸和澆筑,且物理力學(xué)性能滿足設(shè)計要求,混凝土拌合物坍落度在160 mm 以上的大流動性混凝土應(yīng)用越來越受到重視。提高混凝土的和易性并保證其強度、密實度等性能的基本措施:通過試驗,采用合理砂率;在保持水灰比(水膠比) 不變的條件下,適量增加水泥漿量,但水泥漿過多會造成混凝土的水化熱過高和收縮加大;摻用外加劑改善混凝土性能,特別是高效緩凝保塑減水劑的使用,可明顯改善混凝土的和易性,減少水泥漿的數(shù)量,在一定程度上提高混凝土的強度;摻加粉煤灰做為混凝土的摻合料,粉煤灰含有大量潛在活性物質(zhì),顆粒大多呈球形,能與水泥發(fā)生二次化學(xué)反應(yīng),取代部分水泥,并在混凝土中起潤滑劑的作用。

　　我們對同時使用高效緩凝保塑減水劑和粉煤灰配制大流動性混凝土的雙摻技術(shù)進行試驗研究,得出可應(yīng)用于工程實際的規(guī)律性結(jié)論。

1 　大流動性混凝土雙摻技術(shù)的試驗研究

1.1 　原材料選用

　　(1) 水泥:采用兩種水泥,42.5 普通硅酸鹽水泥,實測28d ,抗壓強度為43.5 M/a ,密度為3 000 kg/m3 ;52.5 普通硅酸鹽水泥,實測28 d ,抗壓強度為57.5 MPa ,密度為3 100 kg/m3 。

　　(2) 細骨料:采用河中砂,細度模數(shù)Mx = 2.7 ,表觀密度為2 650 kg/m3 。

　　(3) 粗骨料:采用碎石,5～20 mm 連續(xù)級配,表觀密度為2 700 kg/m3 。

　　(4) 外加劑:采用萘系高效減水劑并復(fù)合緩凝保塑成分,減水率β= 22 %。

　　(5) 粉煤灰:采用電廠原排Ⅱ級灰,密度為2 200 kg/m3 ,技術(shù)性能見表1。

1.2 　基準混凝土試驗

　　與雙摻混凝土相對應(yīng)的不摻外加劑和粉煤灰的對比試驗用混凝土稱為基準混凝土。試驗結(jié)果見表2。

　　由表2 的試驗結(jié)果可知,基準混凝土水泥用量過大,且和易性一般,粘聚性和保水性一般。水泥用量過大造成混凝土水化熱過高和收縮大,對混凝土耐久性有影響,因此不能用于工程實踐。

1.3 　摻外加劑混凝土試驗

　　以基準混凝土為基礎(chǔ),加入高效緩凝保塑減水劑。試驗結(jié)果見表3。

　　由表3 的試驗結(jié)果可知,加入水泥量0.6 %的高效緩凝保塑減水劑,混凝土的和易性得到改善,粘聚性和保水性得到改善,坍落度基本保持不變。但水泥用量在水灰比不變的情況下大量減少,有利于降低水化熱和減少收縮。

1.4 　合理砂率確定

　　合理砂率是指砂不但填滿石子間的空隙,而且還能保證粗骨料間有一定厚度的砂漿層,以減小粗骨料間的摩擦力,使混凝土拌合物有較好的流動性,粘聚性、保水性良好的砂率。由表2、表3 的試驗結(jié)果可知,其合理砂率為38 %～40 % ,混凝土坍落度在195 mm以上,且粘聚性、保水性良好。砂率過大時,骨料總表面積及空隙率增大,在水泥漿含量不變的情況下,導(dǎo)致流動性降低。砂率過小時,又不能保證料骨料之間有足夠的砂漿層,也導(dǎo)致流動性降低,并影響粘聚性和保水性。采用合理砂率應(yīng)盡可能采用較低的砂率。

1.5 　雙摻混凝土試驗

　　以砂率為38 %的摻外加劑混凝土為基礎(chǔ),摻入適量的粉煤灰,取代部分水泥,配合比設(shè)計中粉煤灰超量體積由砂扣除。試驗結(jié)果見表4。

　　由表4 的試驗結(jié)果可知,在外加劑摻量相同情況下,摻入適量粉煤灰取代部分水泥配制的幾種混凝土的初始坍落度值略高,坍落度損失較小。

1.6 　混凝土坍落度影響因素

　　獲得足夠大的坍落度并保持具有較小的損失是配制大流性混凝土要重點考慮的問題。水泥熟料的礦物組成、材料的種類、石膏都會影響減水劑的作用效果。而坍落度損失還與溫度、濕度有直接關(guān)系。粉煤灰含有大量活性物質(zhì),顆粒大多呈球形,在混凝土中起到潤滑劑作用,有利于加大坍落度。

1.7 　大流動性混凝土強度試驗

　　以只摻外加劑混凝土與雙摻混凝土對比試驗,試驗結(jié)果見表5。

　　由表5 的試驗結(jié)果可知,粉煤灰取代水泥率為15 %左右時,混凝土強度最高。早期強度(7 d) 低于摻外加劑混凝土,28d 強度超過后者,是由于后期粉煤灰的二次水化作用,強化了水泥結(jié)構(gòu)。

2 　結(jié)論

　　在配制大流動性混凝土?xí)r,使用高效緩凝保塑減水劑和粉煤灰的雙摻技術(shù)可明顯提高混凝土拌合物的坍落度并且損失較小,可滿足混凝土泵送、強度及耐久性要求。外加劑和粉煤灰的摻入可降低大流動性混凝土水泥用量,獲得較好的技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)保效果。在工程實踐中具有廣闊的應(yīng)用前景。