|
如果混凝土的配合比设计合理，原材料合格，则和易性(除保水性外)、坍落度损失、含气量等都可以通过混凝土外加剂进行调整，而泌水率则没有可以直接调整的方法。长期以来，新拌混凝土的泌水一直是一个难题，原因在于泌水受到很多因素的影响，但是没有哪个因素能起关键作用，不能通过该因素直接解决泌水问题，压力泌水也是如此，如果这个问题得不到解决，则可能导致混凝土的可泵性出现问题。压力泌水试验是检验混凝土拌合物可泵性能好坏的一种有效方法。在压力泌水试验中发现，对于任何坍落度的混凝土拌合物，开始l0s内的出水速度很快，而超过140s以后，泌出水的体积很小，因而，V10/V140可以代表混凝土拌合物的保水性能，同时也反映阻止拌合水在压力作用下渗透流动的内阻力。S10的值越小，表明混凝土拌合物的可泵性愈好;反之，则表明可泵性不良［1～3］。文中通过研究配合比参数的变化对可泵性的影响，揭示配合比参数选取对可泵性的重要性。 1试验研究 1.1试验原材料及配合比 试验采用贵州水城水泥厂产蒙山牌P.O42.5水泥机制砂，细度模数3.12，5～25mm级配连续的碎石。试验基准配合比如表1所示。 1.2试验计划 试验采用4种不同砂率38%、40%、42%、44%，保持砂石质量不变，进行砂率变化影响试验研究，同时采用0.33、0.35、0.37、0.39、0.41等5个不同水胶比变化来研究可泵性，采用固定水胶比变化减水剂掺量0.75、0.10、1.25、1.50进行变外加剂掺量对可泵性影响研究。分别测试对应配合比混凝土的坍落度、常压泌水率以及压力泌水率，之后对可泵性进行分析评价。 2试验结果与分析 2.1砂率对混凝土可泵性的影响 水泥砂浆浆体体系在混凝土泵送过程中，起到润滑管壁与包裹粗骨料的作用，使得粗骨料悬浮在砂浆体系之中，保证骨料与浆体之间的离析不会出现。由此可以看出，细集料对混凝土可泵性所引起的影响，要大于粗集料的作用。因此这就要求细集料不仅数量要足够，并且级配必须良好。而在砂的级配与细度模数一定的情况下，砂率就成为可泵性良好与否的重要参数了。因此对此进行必要的研究，分析其对混凝土可泵性的影响。试验结果数据绘制成见图1和图2。 从图1可以看出压力泌水率随砂率增大而减小，当砂率达到42%时压力泌水率降低到最低值。42%之后，随着砂率的继续增加，混凝土的压力泌水率增大。试验中砂率存在着一个最优值42%，此时压力泌水率最低为32.6%。因此，对于高泵程的混凝土应适当提高砂率。 在混凝土体系中，砂作为细集料填充在了粗骨料的堆积空隙之中，在水泥浆一定的条件下，若砂率过大，则骨料的总表面积及空隙率增大，混凝土混合物就显得干稠。若砂率过小，砂浆量不足，不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层起润滑和填充作用，也会降低混合物的流动性，使混凝土拌合物的粘聚性、保水性变差，使混凝土混合物显得粗涩，粗骨料离析，水泥浆流失。 从图2砂率与混凝土坍落度关系曲线可以看出，随着砂率的增加混凝土的坍落度也在增加，但是进一步研究发现其在46%时达到最大值，超过之后逐步降低。砂率在42%时，混凝土的和易性良好，粘聚性最好。 综上，确定混凝土配合比中采用42%的砂率进行施工混凝土配合比设计，及其它混凝土的物理力学性能研究。 2.2W/B变化对混凝土可泵性的影响 W/B变化对压力泌水率与坍落度的影响研究的主要内容也是测试混凝土的压力泌水率与坍落度。试验结果列于表2中。 由表2可知，随着混凝土中用水量的增加，混凝土的压力泌水率在不断增大。这主要是由于混凝土的W/B变大相当于混凝土中的自由水量增加，这些自由水存在于混凝土各组分颗粒之间，在泵送压力的作用下，可以自由的游离出来。W/B越大则自由水量越大，所以泌水率自然就增大了。由表2可以看出来，混凝土的坍落度也随着W/B的增大而变大。道理同前。但是混凝土的和易性和保水性随着W/B的增大呈现非线性的变化，当W/B超过0.50%后，随着W/B增加坍落度不再继续增加，保水性变差。本研究混凝土的强度等级为C50，W/B取值不能过大，因此没有对大W/B的混凝土可泵性进行继续的分析研究。 通过上述分析，可知本工程需用混凝土配合比的W/B应该尽量的控制在小值，混凝土的工作性需要通过高效减水剂的调整来达到。因为过大的W/B将要导致混凝土抗压强度的过量降低，使得混凝土达不到设计等级。同时大的W/B使得混凝土产生离析与泌水。本研究选用0.37的W/B进行施工配合比设计使用。它可以满足混凝土的工作性和可泵性。 2.3外加剂掺量变化对混凝土可泵性的影响 减水剂作为配制高流动性和高强度混凝土不可或缺的第五组分，也直接影响着混凝土的可泵性能。萘系高效减水剂可以对水泥颗粒产生强烈的分散作用，高效减水剂在水泥颗粒界面上吸附并形成双电层，使水泥粒子间产生静电斥力作用，拆散了水泥颗粒之间的絮凝结构，释放出水泥粒子之间原本约束的起来的水，这些释放出来的水分使得水泥粒子间润滑，进而使得混凝土开始流动的屈服剪切应力降低，获得高流动性能。试验所测试的混凝土压力泌水率和混凝土的坍落度值列于表3中。 从表3可看出，随着高效减水剂掺量的从0.75%到1.50%的不断提高，由于其减水作用释放出来的混凝土内部自由水增多，因此可供混凝土泌出的水分增多，当减水剂掺量加大到1.5%以后，压力泌水率急剧增加，导致混凝土泌水严重。同时混凝土的状态很差，严重离析，这就说明高效减水剂掺量存在一个最优的值，不是掺量越大效果越好。本研究得到的值应该为1.25%左右，此时混凝土的和易性、工作性、可泵性均为最好。同时从表3观察知混凝土中高效减水剂的掺量控制在1.25%时混的坍落度为22.3cm，混凝土的工作性能很好，当掺量继续增加时，坍落度变化不明显，同时混凝土的状态急剧下降。由此可知，此种高效减水剂的最优掺量应该在1.25%左右，本工程应用的施工配合比设计参数确定为1.25%。 3结语 通过文中对于高程泵送混凝土配合比参数中的砂率、水胶比与减水剂掺量对可泵性能的试验研究，可得到所需的混凝土配合比参数。混凝土中此3个参数均存在一个最佳或最优值，其分别为：W/B为0.37、高效减水剂掺量占胶结材料质量的1.25%、混凝土砂率为42%。施工配合比应采用上述设计参数进行设计，并进行混凝土的相关力学性能与耐久性能的试验研究，以最终确定施工配合比。 参考文献 ［1］王勇.水泥混凝土可泵性优化方案分析［J］.科技信息，2011，(5)：275－309. ［2］张意志.混凝土可泵性的影响因素及改善措施［J］.商品混凝土，2012，(7)：3－6. ［3］逄鲁峰，袁惠星.高性能混凝土可泵性试验研究［J］.混凝土，1998，(2)：11－14. |
|
|
