摘要:随着当今科技的高速发展,商品混凝土在工程中的应用越来越普遍。各种原材料、外加剂的使用促进了混凝土新技术的发展,如泵送混凝土等。但是,外加剂在混凝土的使用过程中,存在着一个普遍性的问题,就是与水泥、掺合料(粉煤灰)、砂石的适应性。例如,在泵送混凝土中经常会出现坍落度损失的问题,这一问题就是外加剂与水泥适应性典型的问题。
关键词:适应性问题;凝结时间;强度
近几年来,高强度混凝土、泵送混凝土在工程中已经得到了广泛的应用,外加剂的出现让混凝土得到了高度改善。但是在混凝土出现问题时,如坍落度损失过快,减水率过大出现的离析扒底等现象,我们一般要求外加剂厂去调节外加剂的配方来适应原材料的变化。但这样在技术上不容易实现,而且还增加成本。下面就外加剂不变的情况下原材料对混凝土适应性的影响做一下阐述。
1.适应性问题中水泥方面的因素
(1)水泥熟料矿物成分:水泥熟料中四大矿物成分C3S、C2S,C3A、C4AF对外加剂的吸附能力是不一样的。经研究发现其中C3A对减水剂的吸附量远高于其它矿物成分,依次是C3A >C4A> C3S >C2S,其原因主要取决于水泥水化速度及水化产物的比表面积。由于C3A水化速度快,它对减水剂的吸附量也最大,容易出现混凝土坍落度损失过快,因此,从适应性上讲,水泥熟料矿物中C3A的含量应量尽低一些,而C3S含量高一些较为有利。
(2)水泥的标准稠度用水:水泥标稠的大小在一定程度上影响外加剂在砼中的性能,不同的标稠对砼拌合物的影响很大,采用标稠水较大的水泥拌制砼中,砼的用水量就大,外加剂的掺量就得提高,较粘稠,不易泵送、坍落度损失过快等现象。反之标稠水小的水泥,砼中易出现扒底、泌水。砼在硬化后表面有水印痕,砼的初、终凝时间较长。对预拌砼来讲一般标准稠度用水量在25%~29%之间。例如,我们在“黎明花园”13#、14#底板施工的时候,由于体积大、对可泵性要求高,我们选取齐市鸿固水泥厂生产的P·C32.5复合水泥和P·O42.5普通水泥,水泥标准稠度用水量与外加剂相匹配,砼和易性和减水率都达到了理想的要求,较好地保证了工程进度,28天后实验室P·C32.5复合水泥强度达37.5Mpa,P·O42.5普通水泥强度达46.3Mpa,现场砼强度值达到100%以上。
(3)水泥的凝结时间、体积安定性:水泥的凝结时间在施工中具有重要意义,对预拌砼更是有重要作用,可直接影响到砼的初、终凝时间。水泥的初凝时间不易过早,以便有足够的时间在初凝之前完成砼的各工序。时间过早影响砼的工作性,砼光感,经常会出现坍损过快,时间过晚影响砼的早期强度,影响工程的施工进度,出现工程事故。所以水泥的初凝时间不小于45min,终凝时间不大于390min。
水泥体积安定性对砼质量指标是很重要的,尤其是砼开裂方面起到至关重要作用,如果砼硬化后由于水泥中某些有害成分的作用,在水泥内部产生剧烈的、不均匀的体积变化,则会在建筑物内部产生破坏应力导致建筑物的强度降低。若破坏应力发展到超过建筑物的强度,则会引起建筑物开裂、崩塌等严重事故。
(4)水泥强度:在砼中水泥的强度是技术要求中最基本的指标,它直接反应了水泥的质量水平和使用价值。水泥强度的等级按照规定的龄期胶砂的抗折强度和抗压强度来划分,反应了水泥胶结能力的大小,水泥强度越高,其胶结能力越大,所以水泥的强度直接影响砼的实际强度。
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2.适应性问题中粉煤灰方面的因素:
粉煤灰是燃煤烟道中收集的烟尘,不能单独作为自硬性胶结材料,掺入水泥砼中,在新拌和硬化阶段可改善砼的工作性,降低水化热,是砼中最常用的活性混合材料。让砼更加密实,比普通砼的强度更高,耐久性更好。掺加粉煤灰可以改变砼和易性,增加砼粘性,同时,也可以节省水泥的用量。
(1)和易性
粉煤灰砼中胶凝物质:粉煤灰比重较轻,同样重量粉煤灰的体积大于水泥的体积,胶凝材料的浆体体积增加将使砼有较好的塑性和较好的粘性,粉煤灰的球形颗粒将有利于混凝土的流动性能,这些有助于改善混凝土的和易性。
(2)泌水
掺入粉煤灰会减少混凝土的泌水,粉煤灰含有较多的微细颗粒,有助于截断砼内泌水通道,可以增加砼的粘聚性,不出现泌水等现象,突出砼的和易性,减少水泥的用量,更易砼的泵送。
(3)改善泵送性能
粉煤灰与水泥细度相近或比水泥还细,粘聚性强,提高了抗离析能力,提高了砼的稳定性,保持砼可泵性和匀质性。掺和粉煤灰的砼坍落度损失小,凝结时间延长,从而延长了允许的运送时间和运送距离,扩大了泵送砼的应用范围。例如,我们在“风力发电”和“一拖”混凝土施工中,由于运距较远,粉煤灰选取齐市东北华电生产的Ⅱ级粉煤灰,砼的密实性、和易性、粘性都很好的体现了出来,施工中没有出现泌水、离析扒底等现象。活性指标也达到粉煤灰GB/T1596-2005标准要求。
3. 适应性问题中砂、石方面的因素:
(1)砂石的颗粒级配:砂石的颗粒级配是指不同的粒径的砂石,混合在一起后的总体积的粗细程度。在砼中,不同的颗粒级配对砼有着很大的影响,如砂石过粗,就会导致砼的适应性不好,容易出现扒底或者砼的和易性不好。如果过细就非常容易出现砼的坍落度损失过快等。所以我们在选取砂石的时候一般选取砂的Ⅱ区中砂,石选取连续级配的软石或者碎石。
(2)砂石的含泥量:当砂石的含泥量过高,砂石中的泥就会吸收水份,砼的适应性就会出现很差的反应,容易出现坍落度损失过快,在选择砂石的时候我们一般都选择含泥量较低的砂石,可以节约水泥、外加剂的用量,减少成本。
(3)砂石的压碎指标:砂石的压碎指标直接反应了砼的强度,如果压碎指标超出应有的范围,则砼的最终强度会出现很大的偏低现象,这也是工程质量最大的问题。我们在“中汇城”1#~15#混凝土施工中,砂选取齐市立江砂场,颗粒级配为Ⅱ区中砂,泥块含量控制在1%以下;碎石选取的是齐市碾子山碎石场,碎石的压碎指标控制在8%以下,达到了高强度砼的要求。通过精心筛选,石子与砂子都达到了一个很好的填充效果,使砼更密实、流动性、和易性更加符合泵送要求。
结束语:
砼与水泥、粉煤灰、砂石的适应性问题由来已久,要从根本上认识和解决还需要有个过程,要求水泥、粉煤灰、砂石的生产开发部门都要重视起来,加强交流和协作,采取切实可行的有效措施,通过改善适应性以避免造成对工程质量的危害。
参考文献
[1]艾力江·克力木,砼配合比设计的原则与设计步骤,城市建设理论研究,2013.9
[2]杨宗岳,研析砼裂缝成因及其防治措施,中国新技术新产品,2014.14
论文作者:邹叶明
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年9月上
论文发表时间:2019/5/9
标签:水泥论文; 砂石论文; 混凝土论文; 强度论文; 粉煤灰论文; 和易论文; 外加剂论文; 《新材料.新装饰》2018年9月上论文;