摘要: 通過研究CLT 混凝土泵送劑的性能及在泵送高性能混凝土中的應(yīng)用, 分析了泵送高性能混凝土的工作性和耐久性及控制。
關(guān)鍵詞: 高性能混凝土; 泵送劑
中圖分類號: TU528.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1000- 8136(2007)03- 0001- 02
隨著我國高層、超高層和大跨度建筑的大量涌現(xiàn), 混凝土的施工工藝發(fā)生了巨大的變化, 從技術(shù)發(fā)展角度上講, 已經(jīng)從干硬性、低流動性、現(xiàn)場攪拌的普通混凝土階段轉(zhuǎn)向集中攪拌、大流動性、泵送澆筑的高性能混凝土階段。高性能混凝土以耐久性作為設(shè)計的主要指標(biāo), 在配制上采用低水膠比, 選用優(yōu)質(zhì)的原材料, 并除水泥、水和集料外, 必須參加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料和高效外加劑。因此, 高性能混凝土拌和物黏性大, 在泵送時本身易產(chǎn)生大的變形, 因而極限剪切強度很小, 即屈服值大于極限剪切力, 也就是說, 高性能混凝土拌和物不易泵送。故在泵送高性能混凝土?xí)r泵送劑的性能尤為重要。本文在研究CLT 泵送劑性能的基礎(chǔ)上,討論高性能混凝土泵送劑對泵送高性能混凝土工作性和耐久性的影響。
1 CLT 混凝土泵送劑的性能的應(yīng)用
泵送高性能混凝土是指通過混凝土泵和管道, 靠泵壓力將高性能混凝土直接輸送到澆筑地點, 一次完成水平和垂直運輸?shù)母咝阅芑炷?。泵送混凝土要求有較大的流動性, 使混凝土在管道或模板內(nèi)流動所需的能源小, 并且混凝土拌和物在澆筑過程中還要有一定的稠度, 經(jīng)過運輸、停放、施工都能保持勻質(zhì), 在泵送壓力下不會發(fā)生離析或堵塞現(xiàn)象。能改善混凝土拌和物泵送性能的外加劑叫做泵送劑。合格的泵送劑必須保證混凝土具有良好的流動性、保水性、穩(wěn)定性, 能控制混凝土和管道界面壁上滑動膜產(chǎn)生的速度。
根據(jù)水泥用量不同, 泵送混凝土可分3 種類型, 即貧混凝土( 水泥用量< 200 kg/m3) 、普通混凝土( 水泥用量280 kg/m3～450 kg/m3) 、富混凝土( 水泥用量> 450 kg/m3) , 三者對泵送劑的要求各不相同。高性能混凝土的膠凝材料用量比較大, 通常在400 kg/m3~550 kg/m3 的范圍, 水膠比在0.38 以下, 砂率也較大, 一般在35%~45%的范圍內(nèi)( 歐洲冰島國建筑研究院的Walveik 來華講學(xué)時提供的他們配制的自密實混凝土砂率高達(dá)64%) 。高性能混凝土屬于偏富或富混凝土, 漿體黏聚性大、摩擦阻力大、流動度經(jīng)時損失大, 因此泵送困難。所以泵送高性能混凝土使用的泵送劑應(yīng)使混凝土具有極好的分散效果, 使之稀化, 且流動度經(jīng)時損失要小。
CLT 混凝土泵送劑由減水組分、緩凝組分、增強組分等組成,是一種集減水、緩凝、且能改善混凝土和易性, 提高混凝土后期強度的混凝土外加劑。根據(jù)JC473—2001 標(biāo)準(zhǔn)測得CLT 泵送劑的勻質(zhì)性指標(biāo)見表1, 技術(shù)要求見表2。其中, 受檢混凝土粗集料采用碎石, 用80 kgⅠ級粗煤灰取代同重量的水泥, CLT 泵送劑摻量是膠凝材料總量的3%, 即12 kg, 其他均按JC473—2001 標(biāo)準(zhǔn)檢測。
1.1 工作性
泵送高性能混凝土拌和物的工作性是保證混凝土澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵。泵送高性能混凝土拌和物的工作性包括具有高的流動性、粘聚性、保水性和可泵性, 黏聚性和保水性通稱穩(wěn)定性。從表2 知, 摻CLT 泵送劑的泵送高性能混凝土拌和物可獲得良好的可泵性、坍落度增加值為140 mm, 反映了摻CTL 泵送劑可以大大提高混凝土拌和物流動性的能力。但當(dāng)坍落度相同時, 高性能混凝土拌和物的有效半徑小, 填充速度慢, 施工時需耗費的工時與能量較大, 尤其當(dāng)坍落度大于200 mm 時, 粗骨料堆積的偶然性,僅用坍落度一個指標(biāo)也難以準(zhǔn)確反映呈慢速蠕變流動的高性能混凝土的流變性。目前, 我國無統(tǒng)一的高性能混凝土試驗方法, 常用4 種方法, 即L- 流動試驗、坍落度試驗、小口流變儀試驗、靴形儀試驗。作者認(rèn)為在實際泵送高性能混凝土?xí)r, 暫采用GB/T50080—200《2 普通混凝土拌和物性能試驗方法》中的坍落度與擴展度方法進(jìn)行。此方法既直觀又簡便, 同樣適用于現(xiàn)場施工質(zhì)量控制。穩(wěn)定性可以用坍落度( SL) 結(jié)合擴展度( SF) 進(jìn)行估計和評價。當(dāng)SL/SF 大, 接近或大于1, 說明泵送高性能混凝土拌和物黏稠, 應(yīng)調(diào)整泵送劑摻量、膠凝材料摻量與組成或砂的粗細(xì)等。當(dāng)SL/SF 接近0.4 時, 表明工作性良好; 當(dāng)SL/SF 更小, 即擴展度大于坍落度, 表明拌和物中心有粗骨料堆積, 發(fā)生離析和泌水嚴(yán)重的情況, 此時應(yīng)調(diào)整泵送高性能混凝土配合比及泵送劑摻量甚至組分。
1.2 抗壓強度比
由表2 知, 3 天抗壓強度比為100, 7 天抗壓強度為110, 28天抗壓強度比為115?？梢姄紺LT 泵送劑不僅可以改善混凝土的工作性, 也可以與礦物摻合料一起提高混凝土的抗壓強度。
2 摻CLT 泵送劑泵送高性能混凝土的耐久性
2.1 抗?jié)B性
將各配合比的混凝土按《普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法》( GBJ82—85) 進(jìn)行試驗, 其結(jié)果見表3、表4, H60( 1) ,H60( 2) 高性能混凝土比D60 普通混凝土具有很低的滲透性, 因而抗?jié)B性好。摻CLT 泵送劑的泵送混凝土H60( 2) 比摻高效減水劑的性能混凝土H60( 1) 抗壓強度高抗?jié)B性要好。
注: C- 42.5P·O, F- Ⅰ級粉煤灰, S- 中砂, G- 碎石( 5mm~25mm連續(xù)級配) ,W- 水。W/ B- 水膠比( 或水灰比) , CLT- 泵送劑, SP- 砂率, M- Mighy100高效減水劑。
2.2 抗凍性
凍融循環(huán)作用是影響混凝土耐久性十分重要的因素。按GBJ8285 規(guī)定, 混凝土抗凍性試驗可采用慢冷法和快冷法兩種。本試驗采用慢冷法,用抗壓強度損失率和重量損失率評價其抗凍性。各組混凝土抗壓強度損失率和重量損失率均隨凍融次數(shù)的增加而增加。D60 抗壓強度和重量損失率最大。摻CLT 泵送劑的泵送高性能混凝土H60( 2) , 當(dāng)凍融達(dá)300 次時, 其抗壓強度損失率和重量損失率均不超過5%, 可見其具有很好的抗凍性能。
2.3 抗碳化性能、收縮性能
由表4 可知, 摻CLT 泵送劑的泵送混凝土具有良好的抗碳化性能, 90 天收縮率低于其普通混凝土D60, 也低于H60( 1) 。
2.4 對鋼筋的銹蝕作用
采用陽極極化電位法檢驗摻CLT 劑泵送高性能混凝土對鋼筋的銹蝕影響。試驗結(jié)果見圖1, 由圖1 可知, 摻入CLT 劑后陽極極化電位很平衡, 作圖曲線均屬鈍化曲線, 證明CLT 對鋼筋無銹蝕作用。
3 結(jié)論
通過研究CLT 泵送劑的性能及在泵送高性能混凝土中的應(yīng)用, 可得出如下結(jié)論:
(1) 泵送高性能混凝土拌和物的工作性是保證混凝土澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵。在實際施工時, 其流動性不僅要控制坍落度及坍落度經(jīng)時損失, 還要控制SL/SF 比。作者認(rèn)為, SL/SF 接近0.4 時, 表明工作性良好。
(2) CLT 泵送劑可泵送強度等級大于C60 的高性能混凝土,但CLT 泵送劑的組分可根據(jù)高性能混凝土配比、性能、要求不同而調(diào)整。
(3) 摻CLT 泵送劑的泵送高性能混凝土具有良好的耐久性。
