影响高性能混凝土工作性能的因素.

随着科学技术和生产力的发展,高性能混凝土应用越来越广泛,如高速铁路、高层建筑,跨海大桥、海底隧道等,高性能混凝土具有独特的优越性,高工作性、高耐久性,在工程中安全使用寿命、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益。

高性能混凝土的工作性能主要是保证混凝土结构成型时无原始缺陷,从而保证混凝土的耐久性。良好的工作性能是使混凝土质量均匀、获得高性能,从而安全可靠的前提。

高性能混凝土的工作性能主要包括三部分内容:

1. 流动性:表征拌和物流动的难易程度。

2. 粘聚性:拌和物在搅拌、运输、泵送、浇注、振实过程中不容易出现泌水和离析分层的性能。

3. 可泵性:拌和物在泵压下在管道中移动摩擦阻力和弯头阻力之和的倒数。

影响高性能混凝土的工作性能的因素:

一、砂

砂的粗细程度、细颗粒含量、级配均严重影响高性能混凝土的工作性,高性能混凝土应采用细度模数在 2.6-3.0之间的 II 区砂, 细颗粒含量 0.315mm 筛以下达到15%, 含泥量控制在 2%以下。往往受资源的局限不容易找到上述要求的砂,偃师西梁场使用的砂细度模数在 2.8-3.3之间满足Ⅰ区和Ⅱ区颗粒级配,但 0.315mm 筛以下颗粒含量在 5%以内,混凝土施工过程中经常出现堵管、爆管现象。在保证混凝土的抗压强度、弹性模量、耐久性的前提下,通过提高砂率和细砂与粗砂掺配的方法,满足了混凝土的工作性。二、碎石

碎石的粒径、形状、级配对混凝土所需的水泥浆量有重大影响,从而影响混凝土的工作性能。高性能混凝土应选择针片状含量少、级配良好、石粉含量少的碎石。颗粒级配良好可以减少混凝土所需水泥浆量。高性能混凝土碎石中的泥和石

粉总含量不能超过 0.5%,石粉含量大,混凝土需水量大即水胶比增大,坍落度损失快,这样不仅影响混凝土的工作性,而且还影响混凝土的耐久性。

三、水泥

1. 水泥颗粒水泥粗细颗粒级配恰当,具有良好的流变性能,水泥颗粒越细,需水量也越大,需水量增加必将加剧混凝土坍落度损失,从而降低拌和物流动性。

2.C 3A 含量在高性能混凝土中水泥熟料中 C 3A 含量的含量不应大于 8%。 C 3A 含量越高, 水泥水化越快, 造成拌和物瞬凝现象,坍落度损失快,降低混凝土的流动性,若达到相同的坍落度必须提高水胶比,从而降低高性能混凝土的耐久性。

3.SO 3含量水泥中 SO 3含量不足或外部因素使石膏溶解度降低, 破坏了 SO 3和 C 3A 与水泥中碱含量的平衡,使水泥凝结特别快,浆体很快失去流动性,造成混凝土无法泵送。

4. 碱含量高性能混凝土要求水泥的碱含量不超过 0.6%,碱含量高容易造成拌和物坍落度损失快,使混凝土失去工作性,而且影响混凝土的强度和耐久性。

四、掺合料

在高性能混凝土中加入适量矿物掺合料,可降低混凝土水化热,改善工作性,改善混凝土内部结构, 增加后期强度,提高耐久性。

1. 粉煤灰粉煤灰的细度和烧失量两个技术指标严重影响高性能混凝土的工作性和耐久性。粉煤灰颗粒较粗,使混凝土出现离析和泌水,粘聚性较差;烧失量大,含碳量高,没有燃尽的炭粒表面呈海绵多孔状,增加需水量,其多孔表面还吸附外加剂,使外加剂掺量增加,采用相同的水胶比混凝土坍落度减小, 影响混凝土的工作性。粉煤灰的细度和烧失量大其活性指数降低,不仅影响混凝土的工作性能,还严重影响混凝土的强度和耐久性。

2. 矿渣高性能混凝土对矿渣的比表面积有严格要求, 在 400-500m 2/Kg之间, 矿渣越细, 其活性越高, 早期产生的水化热越大,越不利于降低混凝土的温升,而且混

凝土早期的自收缩越大。矿渣越细,掺量越大,低水胶比的高性能混凝土拌和物越黏稠,混凝土越黏稠其可泵性越差,增加管道内壁的摩擦系数,容易导致堵管。

五、外加剂

高性能混凝土大都采用聚羧酸外加剂, 聚羧酸外加剂具有掺量低、分散作用强、坍落度损失小、早强增强、耐久性好等特点。同时掺用粉煤灰、矿粉可以改善混凝土工作性,降低水化热,避免温度应力产生裂纹, 提高断裂韧性和耐久性。

1. 外加剂与水泥的相容性聚羧酸盐外加剂属于弱电解质, 只有在碱性 (PH ﹥1

2.5 介质中才能完全离解,同时聚羧酸盐外加剂也是二价和三价金属离子的高效络合剂,在水泥分散体介质中能与钙离子形成不稳定的聚合物络合物,有效地控制初期水化过程,使坍落度损失减少。聚羧酸盐外加剂与水泥适应性好, 要求水泥中含有高可溶 SO 3和一定的碱含量,最佳可溶性碱量为 0.4-0.6%。

2. 含气量高性能混凝土中适量的引气可改善混凝土的流动性, 增强混凝土的抗冻性, 混凝土中的微小气泡提高可泵性,减少泌水和离析,减小坍落度损失,提高混凝土的耐久性。

3. 掺量合理的掺量是保证混凝土的工作性、强度、耐久性的重要前提, 根据生产厂家提供的掺量范围, 通过试验选择最佳掺量。

六、搅拌时间

高性能混凝土的搅拌时间对其工作性和耐久性影响较大。搅拌时间短, 外加剂没有充分的溶解和分散, 在相同的水胶比情况下坍落度减小,混凝土工作性降低。根据季节不同,搅拌时间不同,夏季搅拌时间不应低于 120秒,冬季不应低于 150秒。

高性能混凝土既是高工作性混凝土又是高耐久性混凝土。综合上述分析,在高性能混凝土施工中,应严格选择原材料,精心设计配合比,严格控制施工过程,才能有力保证高性能混凝土的高工作性和高耐久性。 (四公司王晓飞