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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流轻集料混凝土拌和物特点及其施工技术.精品文档.轻集料混凝土拌和物特点及其施工技术轻集料混凝土拌和物特点及其施工技术王志伟李秋义赵铁军(青岛理工大学土木丁程学院,青岛266033)摘要:为了施工时易于操作并且保证质量,混凝土拌和物应具有良好的工作性.系统分析了轻集料混凝土拌和物的易分层离析,坍落度损失大以及难以泵送等特点,介绍了对其工作性的评价方法,并从原材料选择,轻集料预处理,配合比设计以及其他方面出发提出了一系列改善其工作性及施工性能的枝术途径.关键词:轻集料混凝土,工作性,施工,评价中图分类号:TQI72.9文献标识码:A文章编号:100
2、3一l324(2006)020062.05轻集料混凝土与普通混凝土相比,在保持高强度的基础上,使混凝土的自重降低2O%以上.这对于结构恒载占较大比例,对材料性能有较高要求的高层建筑,大跨度桥梁等工程而言,轻集料混凝土的这种优势很具有竞争力.此外,它还具有更高的比强度(有利于提高结构效率),较好的抗裂性能,耐久性能,无碱集料反应等优点.然而轻集料混凝土也普遍存在着易分层离析,坍落度损失快以及轻集料在压力作用下会吸收混凝土中的水分而导致堵泵等问题,不能满足现代混凝土建筑施工的要求.在此对轻集料混凝土拌和物的工作性特点,评价方法以及改善其工作性和施.性能的技术途径做简单介绍,对开展控制轻集料混凝土分
3、层离析技术以及轻集料混凝土泵送的研究具有参考意义.1轻集料混凝土拌和物的特点及其对泵送性能的影响1.1新拌轻集料混凝土的分层离析现象根据颗粒运动方程得到轻集料浮速度公式:2Yg(p,一)(1)62.2006年第2期其中:,分别为轻集料和混凝土的密度;r为颗粒粒径;77为砂浆牯度.由式(1)可见,颗粒的运动速度和轻集料的粒径的平方成正比,和浆体与轻集料的密度差(I9一I9)成正比,和砂浆的粘度成反比.住轻集料混凝土成型初期,轻集料和水的密度较小上浮,水泥浆体的密度较大下沉,从而产生混凝土拌和物分层离析现象.1.2轻集料混凝土拌和物的坍落度损失问题引起混凝土坍落度经时损失的主要原因是拌和及运输等过
4、程中水的不断消耗.一方面,随着水泥水化的进行,混凝士拌和物中的自由水量在不断地减少,并生成了钙矾石等针状的水化产物,使得混凝土的流动性很快降低;另一方面,多孔性轻集料在拌和物运输,存储和施工过程中会不断吸入水泥浆中的水分,使得混凝土拌和物中自由水量减小,进而引起拌和物流动度下降.对于轻集料混凝土,陶粒的吸水作用是引起坍落度损失的主要原因.1.3轻集料混凝土的泵送特性轻集料混凝土由于轻集料相对普通集料具有较大的吸水率,在泵送性能方面与普通泵送混凝土差异较大.更应引起重视的是,轻集料在泵送压力的作用下,它的吸水会进一步增加,当压力消失后,它又进行放水I1.欢地登录山东建材信息网http:/wwws
5、,ajc.ca赵志缙等对轻集料混凝士在泵送过程中的吸,放水过程作r如下的概述:当轻集料混凝土在输送管中压送时,Ij丁输送管中存任较高的压力,开始它就急剧吸水,根据活塞象周期作川的特点,在送过程中的吸水和放水是反复交替进行的.经过短时间的压送,待轻集料吸水达剑饱和后,随着输送管内压力的下降,开始少量放水,这称为?次放水.等到轻集料混凝:上拌和物从输送管卸出,压力消除,则其在短时日J内又迅速地再一次进行放水,这称为一次放水,一次放水的数量较大.但由于毛细现象,轻集料不会将,1主力吸入的水完全放【l,在压力减小或消失的短时问内,仍然保留了人量吸入的水,造成混凝土拌和物坍落度减小,使拌和物的流动阻力增
6、大,造成堵泵.这便是轻集料混凝卜泵送困难的症结所存l.2轻集料混凝土拌和物的工作性能评价方法我因对轻集料混凝的J:作性能柃测同普通混凝土一样,也采用坍落度米实验.由于轻集料混凝十的分层离析特点,任评价其拌和物的工作性时,就不能只考察混凝_f拌和物的坍落度.麻采取用坍落度和扩腱度(用拌和物坍落稳定时所铺展的直径表示)共同评价混凝上的r作性能.根据对轻集料混凝士工作性能进行的大量的实验,研究人员建立了CL40一CL60高强轻集料混凝上l_I:作性能的定性评价体系,见表1.表lCL40一CL60高强轻集料混凝土zfg性能的评价体系针对轻集料混凝土中集料上浮性问题,中科院研究设计了用分层筒评价轻集料混
7、凝拌和物的分层情况,采用丁分层百分率作为评价指标,给出的讣算公式Il:九:loo%(,2=l,2,3)(2)式中九为每层轻集料的分层百分率;为每层山东建材轻集料的重量.鉴f目前尚无一种能够合理有效地反映轻集料上浮的试验方法,为此,我们曾翩定l一种新的评价轻集料卜浮的【式验方法.试验结果用轻集料均布系数k表示:m.k=m,2(31式中:k为轻集料均布系数.通常k大于等于l,k越接近l,表明混凝=质量越均匀.m.为轻集料浮试验筒上层轻集料的质量.为轻集料上浮试验筒下层轻集料的喷量.3轻集料混凝土拌和物工作性以及施工性能的改善措施3.1原材料的选用3.1.1高性能轻集料的选用轻集料的吸水性是影响泵送
8、性能的要障碍,因此,研制和生产出具有较高颗粒强度,适当颗粒密度和吸水率较低的轻集料,可以配制出具有较好经济指标的大流动性高性能轻集料混凝,其适应现代混凝十泵送施工.艺的难度将大大降低.现任,j本研制的粉煤版轻集料If/g已经达到了较高的水fl:高强粉煤灰轻集料的表观密度约为l800kg/m,吸水率小1:3%,用它成功配制出表规密度小f21O0kg/m,28夫强度达到80MPa的高强轻集料泵送混凝士.卜世纪的90年代后期,我国高强轻集料的生产首先取得突破性的成果,在J_海,宜昌既而任哈尔滨,天津等地牛产的高强粉煤灰页岩陶粒和高强页岩陶粒,性能可以与美国索耐特页岩陶粒相媲美.刘军等人也利用矿渣和粉
9、煤灰,征加入适量增塑剂的情况下,通过人最的基础试验,采用_lF交试验设讣的方法成功制备出1h吸水率为1.3%的矿渣粉煤灰陶粒I.3.I2挎合料的加入采用粉煤灰等矿物掺合料代替部分水泥,一方面可以减小水泥浆的密度,使得水泥浆与轻集料的密度差变小;另一方,粉煤肤的掺入,会使得混凝上拌和物的粘度增加,从疗i可减轻轻集料的上浮.3.1.3外加剂的使用轻集料混凝士要想实现高强和高流动性(泵送2006年第2期63施工),必须使用高效减水剂.为了有效地减少轻集料在高流动度的混凝土拌合物中上浮,通常将高效减水荆与增稠剂一起使用.此外,为了控制高性能轻集料混凝土拌合料坍落度的经时损失,有时还同时使用缓凝剂.3.
10、1.4掺加纤维复合化是水泥基材料高性能化的主要途径,必要时可在轻集料混凝土中掺入纤维,以提高混凝土的均匀性,粘聚性.掺加纤维对混凝土的工作性有较大的影响.加入聚丙烯纤维和碳纤维的混凝土坍落度下降不大,但扩展度下降较大,并能有效阻止轻集料混凝土的分层,离析.3.2轻集料的预处理3.2.1轻集料的预湿处理常用的轻集料预湿方法有:常温常压饱水预湿,常温高压预湿,真空预湿和高温浸水等.一直以来,人们主要依据轻集料lh的吸水率大小来选择相应的预处理时间,因而很难有效解决轻集料混凝土可泵性差和坍落度经时损失大的问题,通过对轻集料的结构特点与吸水率关系的研究,探明吸水率随饱水时间的变化以及在压力作用下吸水率
11、增加幅度的影响因素,从而优化轻集料的预湿处理工艺,以提高轻集料混凝土的工作性和可泵性,促进其广泛应用.3.2.2轻集料的憎水处理对轻集料进行憎水处理即选用合适的表面憎水物质,使之在轻集料表面形成一层薄的憎水膜,使水与轻集料的接触角增大,产生反毛细效应,可有效防止水渗入材料内部,从而降低轻集料的吸水率.常见的憎水剂有水玻璃,硬脂酸,液体石蜡,聚醋酸乙烯乳液,苯丙乳液,有机硅乳液以及ZH和G溶液等.憎水处理工艺非常简单,可采用浸渍方式,也可采用喷洒方式.从实际应用角度,憎水处理只需几秒时间,既可以在施工现场进行也可以在陶粒的生产过程中进行;从经济上看,憎水处理每立方米陶粒仅增加成本5元左右,如果在
12、生产过程中进行处理,相比于现场对陶粒的预湿处理,总的费用可持平或略有降低.憎水陶粒在比较低的用水量的情况下,能使新拌混凝土获得比较好的1作性,减小坍落度经时损失及压力泌水率,有利于改善轻集料混凝土的可泵642006年第2性能J.3.3轻集料混凝土的配合比设计1)在保证轻集料颗粒级配的基础上,尽量减小轻集料最大粒径,一般控制最大粒径在l620mm;在轻集料最大粒径一定情况下,轻集料的颗粒密度越小越容易产生离析和分层;球形颗粒的轻集料比碎石形的轻集料更容易产生离析和分层.2)水灰比拌和用水除了供给水泥水化需要外,还要使拌和物获得良好的施工性能,便于运输,泵送,浇筑和捣实.强度随水灰比的减小而提高,
13、拌和物的流动阻力随水灰比的减小而增大,水灰比过大,易离析,坍落度损失加大,反而使可泵性变差,同时增大干缩,强度下降,其他性能也会变差.因此,净水胶比宜控制在0.350.50之间.3)砂率过低,拌和物的和易性差,变形困难易堵泵;随着砂率增加,细集料颗粒的表面积增加,集料表面的吸附水量也增加,在水泥用量一定的情况下,水泥浆体的粘度会增加.因此,砂率对混凝土性能的影响必然存在一个最佳值,即存在一个最佳砂率.与普通混凝土一样,最佳砂率与粗骨料最大粒径,形状,水泥用量,矿物掺合料使用情况,细集料的细度模数等因素有关.通常砂率以3O4O%为宜.4)不同的掺合料对轻集料混凝土工作性能和强度的作用是各有侧重的
14、.徐洪等人试验结果【1表明:粉煤灰能显着提高混凝土的流动性;矿渣不仅可以提高混凝士的强度,而且可使混凝土的稳定性和流动性得到改善;硅灰可使混凝土强度显着提高,使拌和物的稳定性也得到改善,但严重降低r拌和物的流动性.一般要根据具体情况确定掺合料的使用情况.可以单掺粉煤灰,掺量一般要大于胶凝材料的20%;也可以与矿渣,硅灰复合使用,利用他们对于混凝土拌和物稳定性和流动性方面的互补作用以及增强作用,配制高工作性和高强度的轻集料混凝上,但硅灰掺量不宜大于8%.5)控制坍落度并减小坍落度损失.参考国家行业标准JGJ/T1095混凝土泵送施工技术归程,结合陶粒本身在压力作用下吸水会影响拌和料和易性这一特点
15、,对不同泵送高度入泵时新拌混凝土的坍落度选用值及经时损失值作如下建议:欢迎登录山东建材信息网表2不同泵送高度入泵时陶粒混凝土坍落度选用值表3陶粒混凝土经时坍落度损失值3_4改善施工工艺3.4.1搅拌轻集料混凝土宜用强制式搅拌机搅拌,要随拌随用,并要i丰意出料均匀.埘丁易碎的轻集料,搅拌时要严格控制搅拌时间,合理的搅拌时间最好通过试拌确定.3.4.2运输浇筑晕缩短从搅拌机出口到作业点的运输时间,减少坍落度损失和防止离析;拌和物从搅拌机卸料起剑浇入模内Il的延续时间不宜超过45min.采取泵送施1时,要正确布置泵送管道,合理组织施工;泉送时,应采取降低泵送阻力的措施,要有足够的水泥砂浆湿润管道内壁
16、,使内壁形成薄浆层,并做到连续不间断地均衡供应,保证泵送JItt!进行.3.4.3振捣混凝上浇筑完成后,为保证拌和物的密实性,根据拌和物的作性采取适当的成型方式.对丁坍落度<16cm的混凝土拌和物人工插捣困堆,宜采用机械振捣.振捣时间的长短不但影响混凝1:的密度和强度,而还影响拌和物中轻集料的_L浮,表面气泡的大小和分布等,因此,要采取合理的振捣时间,以拌和物捣实和避免轻集料上浮为原则,并根据拌和物稠度和振捣部位确定,宜在l020S.对流动性较大,坍落度16cm的塑性拌和物可采用插捣成型;若拌和物的坍落度24mm,其自充填性良好,n免振捣,无需人工插捣也町使拌和物得到良好的密实性.3.4
17、.4抹面为保证轻集料混凝土表面质量,在振捣成型后进行抹面处理,及时将浮在表层的轻粗骨料颗粒压入混凝十内;若上浮颗粒面积较大,可采用表面振动器复振,使砂浆返卜l作抹面.如有必要,需进行次抹面.山东建材)3.4.5养护由于轻集料混凝土成型后,表面混凝土比普通混凝土更容易失水,导致混凝土表面裂缝,囚此混凝土浇筑完毕后应及时保温保湿,最好使用草袋覆盖.4结论4.1轻集料混凝土拌和物因为轻集料较轻,且吸水率大的原因容易分层,离析,且坍落度经时损失大,泵送困难.4.2一般多采用坍落度或坍落度/扩展度,共同评价轻集料混凝土的工作性,这并不能很好反映轻集料在混凝土中的上浮;有必要可用分层百分率或轻集料均布系数
18、法评价轻集料混凝土拌和物的分层.4_3研究生产高性能轻集料,优化轻集料预处理工艺,对轻集料进行憎水处理等来减小轻集料的吸水率.4.4通过控制轻集料最犬粒径,粒型,密度等级,复合掺加矿物掺和料,采用合理的水灰比,砂率以及使用专用外加剂,掺加纤维等措施优化轻集料混凝=f=的配合比设计;4.5除了严格控制坍落度和坍落度经时损失,还要从搅拌,运输浇筑,振捣,抹面到养护等各个环节严格控制施工工艺,保证施工质量.参考文献:【1】胡曙光,三f三发洲,丁庆军等.轻集料的吸水率与预处理时间对混凝土工作性的影UllJ.华中科技大学,2002,6:14.【2赵志缙.泵送混凝土.第一版.北京.中国建筑工业出版社.19
19、85.Pl74.【3徐洪,徐银芳.轻集料泵送混凝土试验研究.武汉大学学报,2004,4:3337.【4】赵增顺,杨亚晋等.高性能轻集料及轻集料混凝土的现状.新型高性能混凝土耐久性的研究与工程成用)【D】.北京:中国建材上业出版社,2004,1.5李秋义,王志伟,杨英姿.轻集料混凝上评价方法JI_哈尔滨工业大学,2005(增刊):253256.6计亦奇,刘巽伯.粉煤灰陶粒混凝上的J二艺性能J_房材与应用,2000,l2:3l一33.7龚洛书,r威.对轻集料混凝上技术规程中提高强度等级的认识和建议J.混凝上,2002,l:1516.【8刘军,土乐山等.吸水率矿渣粉煤灰陶粒的制备J】.新建筑材料20
20、04,4:l1一l2.2006年第2期65蔗糖在混凝土中作用机理的研究张平均张雅杰刘新州许一平(1苏州工业园区和顺固体废弃物处理有限公司,苏州215l23;2.泰州瑞安建材有限公司,泰州000000)摘要:作为缓凝组分的蔗糖广泛应用于混凝土外加剂中,然而不同掺量会导致不同的效果.通过研完蔗糖对水泥凝结时间,水化热,抗压强度等影响,应用XRDSEM等微观测试手段,指出蔗糖掺量超过水泥量0.18%明显降低了混凝土强度,超过0.24%造成混凝土速凝且失去强度.关键词:蔗糖,混凝土凝结时间,蔗糖掺量,混凝土强度中图分类号:TU528.042.3文献标识码:A文章编号:10031324(2006)010
21、0O前言目前混凝土中化学外加剂得到了广泛的推广与应用.我国主流外加剂高效缓凝泵送剂,一般为萘系高效减水剂复合缓凝,保塑等组分构成.缓凝组分可以延长混凝土的凝结时间,根据施工要求使混凝土在较长时间内保持塑性,以便于浇注成型或延缓水化放热速率,减少因集中放热产生的温度应力造成混凝土的结构裂缝同时可用来克服商品混凝土的坍落度损失,保证商品混凝土的工作性和施工质量.由于蔗糖性能优良价格便宜,众多减水剂厂家通常采用蔗糖作为缓凝组分;此外有些企业在高温季节为减小坍落度损失,通常外加蔗糖来保证混凝土的工作性.目前国内外许多学者对蔗糖做了深入研究,指出蔗糖不仅能够延缓混凝土凝结时间,如果掺量过高还会导致混凝土
22、速凝.本文通过研究蔗糖掺量对混凝土凝结时间,水化热,强度的影99梁天宇,杨再富等.憎水处理砸岩轻集料用于配制仓轻混凝土J】.建筑砌块与砌块建筑,2004.2:4951.【10】钱觉时,卢浩等.陶粒憎水处理对新拌陶粒混凝土1二作性能的影响J.混凝土与水泥用品,2001.2.1l】王发洲,胡曙光,丁庆军等.大流动性高强轻集料混凝土的研究【Jl_武汉理:大学,2004,3:3032.ThefeatureandconstructiontechniqueoflightweightaggregateconcreteWangZhiwei,LiQiuyi,ZhaoTie-jun(SchoolofCivilEn
23、gineering.QingDaoTechnologicalUniversityQingdao266033)Abstract:Inordertomaketheoperationeasilyandensurethequalityintheconstruction,thefreshconcreteshouldhavefineworkability.inlightofthebehaviorofeasilysegregating.greatslumpdamageandpoorpumpperformanceofthelightweightaggregateconcrete.Weintroducethee
24、valuationsystemoflightweightconcreteworkabilityandanalyzeaseriousoftechnologymethodsonthefactorsofthechoiceofrawmaterial,lightweightaggregateShandleinadvance,thedesignofthemixproportiontoimprovethelightweightaggregateconcreteSworkabilityandconstructionperformance.Keywords:lightweightaggregateconcrete,workability,construction,evaluation(收稿日期:20060222)66.2006年第2期欢迎登景山东建材信息网http:/www.sdjc.ca