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自密实混凝土原材料选择原理

放大字体  缩小字体 发布日期:2006-04-18  来源:中国混凝土网  作者:中国混凝土网
核心提示:自密实混凝土原材料选择原理
      长期以来,国内外对自密实混凝土的研究大多集中在拌合物的配制方面,其技术途径采用普通硅酸盐水泥+ 活性矿物掺和料+ 超塑化剂+ 细集料+ 粗集料。

     
1 水泥

      基于目前我国的原材料状况,水泥的主要问题是与外加剂的相容性、标准稠度用水量和强度问题,水泥与外加剂是否相适应,决定着能否配制出某个强度等级的自密实混凝土,因此应选用较稳定的水泥。

      2 掺合料

      掺合料是自密实混凝土不可缺少的组成部分之一,一般常用的有粉煤灰、磨细矿渣、硅粉、矿粉等。利用它们的物理效应、填充效应和火山灰效应,不但能提高新拌混凝土的工作性,而且能增强硬化后混凝土的耐久性。

      粉煤灰是自密实混凝土最常用的活性掺合料,具有“活性效应”、“界面效应”、“微填充效应”和“减水效应”。在自密实混凝土中,要求充分发挥这些效应,一是要求活性掺合料的颗粒与水泥颗粒在微观上应形成级配体系;二是球形玻璃体含量要求高,因为球形玻璃体掺合料的减水效应显著,需水量比可大大降低。

      磨细矿渣的火山灰效应高,因此能改善自密实混凝土硬化后的孔结构和强度;矿渣由于细度较高,能显著提高自密实混凝土拌和物的流动速度,改善其流变性能,且对改善自密实混凝土的早期孔结构有一定作用。日本自密实混凝土普遍采用粉煤灰和矿渣复掺,有时还加上矿粉。

      3 细骨料

      砂在混凝土中存在双重效应,一是圆形颗粒的滚动减水效应;二是比表面积吸水率高的需水效应。这两种相互矛盾的效应,决定了必须根据水泥、掺合料、外加剂等情况综合考虑。砂的含泥量和杂质,会使水泥浆与骨料的粘结力下降,需要增加用水量和增加水泥用量,所以砂必须符合规范技术要求。

      常用于自密实混凝土配制的细集料通常是中砂,中砂不同于细砂,中砂的总表面积较细砂小,砂子的表面需要由水泥浆包裹,砂子的总表面积越小,则需要包裹砂粒表面的胶结材就越少,一般说用中砂拌制混凝土比用细砂所需的胶结材为省;中砂级配优于细砂,空隙率较小,在混凝土中砂粒之间所需胶结材填充的空隙就越少,即节约胶结材又提高了强度,可见控制砂的颗粒级配和粗细程度有很大的技术经济意义。

      4 粗骨料

      由于自密实混凝土常常用于钢筋稠密或薄壁的结构中,因此粗骨料的最大粒径一般以小于20 mm为宜,尽可能选用圆形且不含或少含针、片状颗粒的骨料。

      5 外加剂

      自密实混凝土具备的高流动性、抗离析性、间隙通过性和填充性这四个方面都需要以外加剂的手段来实现,因此对外加剂的主要要求为:a) 与水泥的相容性好:b) 减水率大;c) 缓凝、保塑。高性能减水剂的主要成分几乎都是聚合物电解质类,它们对水泥和混凝土具有高的分散作用,能较好地保持混凝土的坍落度,适宜的减水剂能改善固液两相之间的摩擦,改善拌合物体系剪切阻力,为使新拌混凝土具有较小的屈服值,主要技术途径是采用高效减水剂。掺这类外加剂可以使混凝土拌合物的流动性大大提高,或者在保持相同流动性的情况下大幅度减少混凝土拌合物的用水量,同时可使混凝土具有高耐久性。高性能减水剂可使混凝土的水灰比下降到0.25 以下,而水泥用量仍可保持在500 kgPm3,同时它的坍落度可保持200mm以上。

      常用超塑化剂有:萘磺酸盐系列、磺化三聚氰胺系列、氨基磺酸盐系列和聚羧酸系列四大类。众多研究发现在众多系列的减水剂中,聚羧酸系减水剂具有很多独特的优点,具有高减水、低坍落度损失、低掺量、不缓凝、不受掺加时间影响等性能。聚羧酸系减水剂减水率高达30 % ,该减水剂与不同水泥有相对更好的相容性。低掺量(0.2 %~0.5 %)而发挥高的分散性能;保坍性好,90min 内坍落度基本无损失;延缓凝结时间较少。用不同结构单元共聚羧酸高效减水剂拌制混凝土,28 d 混凝土试块强度稳定甚至提高20 %左右。与其它减水剂例如萘系复合使用,发挥其特点,使复合减水剂呈现超叠加效应,综合性能更优异 。

      自密实混凝土拌合物中掺加了大量高效减水剂,为使其既不产生泌水又防止颗粒的离析,有时还需掺入粘度改性剂即增粘剂。目前应用于自密实混凝土的增粘组分主要有纤维素类聚合物、丙烯酸类聚合物、生物聚合物、乙二醇类聚合物以及无机增粘剂几大类。
 
 
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