摘要: 通过研究CLT 混凝土泵送剂的性能及在泵送高性能混凝土中的应用, 分析了泵送高性能混凝土的工作性和耐久性及控制。
关键词: 高性能混凝土; 泵送剂
中图分类号: TU528.31 文献标识码: A 文章编号: 1000- 8136(2007)03- 0001- 02
随着我国高层、超高层和大跨度建筑的大量涌现, 混凝土的施工工艺发生了巨大的变化, 从技术发展角度上讲, 已经从干硬性、低流动性、现场搅拌的普通混凝土阶段转向集中搅拌、大流动性、泵送浇筑的高性能混凝土阶段。高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标, 在配制上采用低水胶比, 选用优质的原材料, 并除水泥、水和集料外, 必须参加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。因此, 高性能混凝土拌和物黏性大, 在泵送时本身易产生大的变形, 因而极限剪切强度很小, 即屈服值大于极限剪切力, 也就是说, 高性能混凝土拌和物不易泵送。故在泵送高性能混凝土时泵送剂的性能尤为重要。本文在研究CLT 泵送剂性能的基础上,讨论高性能混凝土泵送剂对泵送高性能混凝土工作性和耐久性的影响。
1 CLT 混凝土泵送剂的性能的应用
泵送高性能混凝土是指通过混凝土泵和管道, 靠泵压力将高性能混凝土直接输送到浇筑地点, 一次完成水平和垂直运输的高性能混凝土。泵送混凝土要求有较大的流动性, 使混凝土在管道或模板内流动所需的能源小, 并且混凝土拌和物在浇筑过程中还要有一定的稠度, 经过运输、停放、施工都能保持匀质, 在泵送压力下不会发生离析或堵塞现象。能改善混凝土拌和物泵送性能的外加剂叫做泵送剂。合格的泵送剂必须保证混凝土具有良好的流动性、保水性、稳定性, 能控制混凝土和管道界面壁上滑动膜产生的速度。
根据水泥用量不同, 泵送混凝土可分3 种类型, 即贫混凝土( 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) , 三者对泵送剂的要求各不相同。高性能混凝土的胶凝材料用量比较大, 通常在400 kg/m3~550 kg/m3 的范围, 水胶比在0.38 以下, 砂率也较大, 一般在35%~45%的范围内( 欧洲冰岛国建筑研究院的Walveik 来华讲学时提供的他们配制的自密实混凝土砂率高达64%) 。高性能混凝土属于偏富或富混凝土, 浆体黏聚性大、摩擦阻力大、流动度经时损失大, 因此泵送困难。所以泵送高性能混凝土使用的泵送剂应使混凝土具有极好的分散效果, 使之稀化, 且流动度经时损失要小。
CLT 混凝土泵送剂由减水组分、缓凝组分、增强组分等组成,是一种集减水、缓凝、且能改善混凝土和易性, 提高混凝土后期强度的混凝土外加剂。根据JC473—2001 标准测得CLT 泵送剂的匀质性指标见表1, 技术要求见表2。其中, 受检混凝土粗集料采用碎石, 用80 kgⅠ级粗煤灰取代同重量的水泥, CLT 泵送剂掺量是胶凝材料总量的3%, 即12 kg, 其他均按JC473—2001 标准检测。
1.1 工作性
泵送高性能混凝土拌和物的工作性是保证混凝土浇筑质量的关键。泵送高性能混凝土拌和物的工作性包括具有高的流动性、粘聚性、保水性和可泵性, 黏聚性和保水性通称稳定性。从表2 知, 掺CLT 泵送剂的泵送高性能混凝土拌和物可获得良好的可泵性、坍落度增加值为140 mm, 反映了掺CTL 泵送剂可以大大提高混凝土拌和物流动性的能力。但当坍落度相同时, 高性能混凝土拌和物的有效半径小, 填充速度慢, 施工时需耗费的工时与能量较大, 尤其当坍落度大于200 mm 时, 粗骨料堆积的偶然性,仅用坍落度一个指标也难以准确反映呈慢速蠕变流动的高性能混凝土的流变性。目前, 我国无统一的高性能混凝土试验方法, 常用4 种方法, 即L- 流动试验、坍落度试验、小口流变仪试验、靴形仪试验。作者认为在实际泵送高性能混凝土时, 暂采用GB/T50080—200《2 普通混凝土拌和物性能试验方法》中的坍落度与扩展度方法进行。此方法既直观又简便, 同样适用于现场施工质量控制。稳定性可以用坍落度( SL) 结合扩展度( SF) 进行估计和评价。当SL/SF 大, 接近或大于1, 说明泵送高性能混凝土拌和物黏稠, 应调整泵送剂掺量、胶凝材料掺量与组成或砂的粗细等。当SL/SF 接近0.4 时, 表明工作性良好; 当SL/SF 更小, 即扩展度大于坍落度, 表明拌和物中心有粗骨料堆积, 发生离析和泌水严重的情况, 此时应调整泵送高性能混凝土配合比及泵送剂掺量甚至组分。
1.2 抗压强度比
由表2 知, 3 天抗压强度比为100, 7 天抗压强度为110, 28天抗压强度比为115。可见掺CLT 泵送剂不仅可以改善混凝土的工作性, 也可以与矿物掺合料一起提高混凝土的抗压强度。
2 掺CLT 泵送剂泵送高性能混凝土的耐久性
2.1 抗渗性
将各配合比的混凝土按《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》( GBJ82—85) 进行试验, 其结果见表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渗透性, 因而抗渗性好。掺CLT 泵送剂的泵送混凝土H60( 2) 比掺高效减水剂的性能混凝土H60( 1) 抗压强度高抗渗性要好。
注: C- 42.5P·O, F- Ⅰ级粉煤灰, S- 中砂, G- 碎石( 5mm~25mm连续级配) ,W- 水。W/ B- 水胶比( 或水灰比) , CLT- 泵送剂, SP- 砂率, M- Mighy100高效减水剂。
2.2 抗冻性
冻融循环作用是影响混凝土耐久性十分重要的因素。按GBJ8285 规定, 混凝土抗冻性试验可采用慢冷法和快冷法两种。本试验采用慢冷法,用抗压强度损失率和重量损失率评价其抗冻性。各组混凝土抗压强度损失率和重量损失率均随冻融次数的增加而增加。D60 抗压强度和重量损失率最大。掺CLT 泵送剂的泵送高性能混凝土H60( 2) , 当冻融达300 次时, 其抗压强度损失率和重量损失率均不超过5%, 可见其具有很好的抗冻性能。
2.3 抗碳化性能、收缩性能
由表4 可知, 掺CLT 泵送剂的泵送混凝土具有良好的抗碳化性能, 90 天收缩率低于其普通混凝土D60, 也低于H60( 1) 。
2.4 对钢筋的锈蚀作用
采用阳极极化电位法检验掺CLT 剂泵送高性能混凝土对钢筋的锈蚀影响。试验结果见图1, 由图1 可知, 掺入CLT 剂后阳极极化电位很平衡, 作图曲线均属钝化曲线, 证明CLT 对钢筋无锈蚀作用。
3 结论
通过研究CLT 泵送剂的性能及在泵送高性能混凝土中的应用, 可得出如下结论:
(1) 泵送高性能混凝土拌和物的工作性是保证混凝土浇筑质量的关键。在实际施工时, 其流动性不仅要控制坍落度及坍落度经时损失, 还要控制SL/SF 比。作者认为, SL/SF 接近0.4 时, 表明工作性良好。
(2) CLT 泵送剂可泵送强度等级大于C60 的高性能混凝土,但CLT 泵送剂的组分可根据高性能混凝土配比、性能、要求不同而调整。
(3) 掺CLT 泵送剂的泵送高性能混凝土具有良好的耐久性。
