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混凝土泌水影响因素研究

2016-03-30  一克拉的...

丁炜1潘云峰2

  (1泰州金禾商砼制品有限公司,泰州,225300;

2河海大学淮安研究院,淮安,223001)

 

摘要:混凝土泌水容易引起砂线、麻面等看得见的缺陷,也一定程度上影响混凝土性能。混凝土泌水受多种因素控制。采用正交设计方法,综合考虑砂率,粉煤灰和引气剂对混凝土泌水的影响。研究发现,三种方法均能改善混凝土泌水,但需注意矿物掺合料和引气剂对强度损失的影响。

关键词:混凝土;泌水;引气剂

 

前言

    混凝土拌合物经浇注、振捣后,在凝结、硬化的过程中,伴随着粒状材料的下沉所出现的部分拌合水上浮至混凝土表面的现象,叫做混凝土的泌水[1,2]。工程界普遍关心混凝土的强度是否达标,混凝土是否开裂等,一定程度上忽视了混凝土的泌水[3,4];而实际上,泌水不仅在混凝土表面产生砂线、砂斑、麻面等看得见的缺陷,还会导致表面的塑性开裂,在石子的底部或侧面形成孔隙,并形成泌水通道,轻者影响混凝土的美观,重者影响到整个混凝土结构的性能[5,6]。混凝土泌水受原材料、外加剂、水灰比和砂率等多种因素控制[7-10]。本文综合比较其中矿物掺合料、引气剂和砂率对混凝土泌水的影响规律。

一、试验原材料

本次试验采用的原材料如下:

1.水泥

    江南小野田PⅡ52.5水泥,江苏南京工厂生产,其3d强度34.5MPa,28d强度58.6MPa。

2.矿物掺和料包括粉煤灰和矿粉,其性能见表1和表2。


                          3.砂、石骨料,其性能见表3和表4。


                              4.外加剂

外加剂采用JM-B萘系高效减水剂、JM-2000c新型混凝土引气剂。

二、试验方法

    试验采用正交设计,综合考虑粉煤灰、引气剂和砂率三种因素对混凝土泌水的影响。其中三种因素分别选用如下设计值:

粉煤灰掺量:15%,25%,35%

引气剂JM-2000c掺量:0.2/万,0.3/万,0.4/万

砂率设计:40%,43%,46%

    按照上述掺量共设计九组试验,具体试验方案见表5。混凝土基准配合比见表6。

       
                         

    在保持与基准配比相同水胶比的情况下,调整减水剂和用水量,控制基准配比和试验配比坍落度值为(21±1)cm,并分别测试不同试验配比下的坍落度、扩展度、含气量、泌水率和抗压强度比。所有试验配比均以保证混凝土其它性能不受影响为前提。

三、试验结果与讨论

3.1 新拌混凝土性能

按照试验方案,测试新拌混凝土性能如表7所示。

                             

    从表7可以看出,九组试验配比都不同程度的改善了混凝土的泌水,泌水率明显降低,泌水率比一般在60%左右。在不同配比下泌水的减少程度相差很大,主要是因为砂率,Fa掺量和引气剂掺量对混凝土的泌水都有很大的影响,在三个影响因素的共同作用下造成的泌水率差异。根据实际测试结果也发现,在单位用水量减少的时候泌水率并不一定降低,由此可见降低单位用水量虽然可以减少泌水,但在其他因素的影响下并不一定起主导作用。

3.1.1各因素对用水量的影响

    单位用水量效应曲线见图1。可看出,在保持相同的水灰比不变,在坍落度达到相同的情况下,各因素对单位用水量的影响程度为:粉煤灰掺量>引气剂>砂率。随着粉煤灰掺量的增加单位用水量的下降十分明显,引气剂的减水作用随着掺量的增加变化不大,砂率在43%的时候对减少单位用水量最有利,增加或降低砂率都会使单位用水量增加。在保持其他条件相同的时候,减少单位用水量对改善泌水是十分有利的。根据极差分析结果可以看出:选择砂率43%,Fa掺量35%,引气剂掺量0.4/万时可以使单位用水量最小。

                     
3.1.2各因素对泌水率影响

    泌水率效应曲线见图2。从极差的计算结果可以看出,引气剂掺量的变化对混凝土的泌水影响最大,Fa掺量次之,砂率的影响最小。同时可以得出使泌水最小的配比应该是:砂率46%,Fa掺量35%,引气剂掺量0.4/万。


   3.2 硬化混凝土性能

    在不同试验配比下的抗压强度及抗压强度比见表8。从表中可以看出强度的变化比较大,这可能由三个因素造成:一是随着引气剂掺量的增加,强度的损失也逐渐增大,其中配比三等几组配比的抗压强度比仅为30%~40%;二是粉煤灰的掺量也对混凝土强度产生影响,当粉煤灰掺量在35%时,混凝土抗压强度均有所下降;第三,由于保持水灰比不变,在粉煤灰和引气剂的双重减水作用下,胶凝材料用量减少,这也造成了混凝土抗压强度的降低。但砂率相对于引气剂和粉煤灰对混凝土强度的影响十分小,因而小范围的调整砂率不仅可以改善泌水,同时对混凝土的其他性能也不会带来不利的影响。


                   
  四、结论

    本次试验以改善混凝土泌水为目的,采用正交设计方法,综合考虑三种途径对混凝土泌水的影响。通过试验测试,得出以下结论:

1)三种改善途径(调整砂率,掺加粉煤灰和掺引气剂)都可以有效的减少混凝土的泌水。在试验的范围内,引气剂对改善混凝土的泌水效果最为显著,粉煤灰次之,砂率的影响作用最小。

2)从抗压强度及抗压强度比的测试结果可以看出,引气剂掺量对混凝土的强度的影响较大,随着含气量的增加强度损失十分明显。掺入粉煤灰对混凝土早期强度有一定的影响,但根据粉煤灰的活性指数可以看出粉煤灰对混凝土后期的强度影响较小。砂率的改变对强度影响较小,因此调整砂率对小范围改善泌水比较适用。

3)根据试验结果,在试验范围内得出改善混凝土泌水的最优配比是: 砂率选取46%,粉煤灰掺量35%,引气剂掺量0.4/万。此配比对混凝土强度有一定的影响,因而需适当降低水灰比以保证强度。

 

 

参考文献

[1]刘加平.外加剂改进混凝土泌水的试验研究[J].混凝土与水泥制品.2004.4

[2]郝成伟.60~80MPa大流动性混凝土配合比试验研究[J].工业建筑.2003.33.(8)

[3]梁志林.大体积混凝土拌和物泌水性能探讨[J].商品混凝土.2005.4.

[4]扬全兵.对混凝土引气剂的新认识[J].黑龙江交通科技.2000增刊

[5]刘数华.粉煤灰对混凝土的需水量坍落度和泌水性的影响[J].粉煤灰综合利用.2005.3

[6]杜建国.泌水对水泥混凝土抗折强度的影响[J].安徽机电学院学报.2002.17.(3)

[7]魏丽萍.水在混凝土中的作用及对混凝土性能的影响[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版) .2002.10(1)

[8]柯昌君.混凝土泌水的成因及其控制建[J].筑技术开发.2004 .31.(4)

[9]李志勇.混凝土泌水的因素分析[J].四川建筑. 2006.26. (2)

[10]丁昭鸿.水泥泌水性的改善途径[J].水泥.1998.11

 

 

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