泵送輕骨料混凝土的研究
2006-06-01 00:00
摘要：針對配制輕骨料混凝土難以滿足泵送施工要求的問題，采用了臺理的混凝土配合比設(shè)計(jì)， 摻用粉煤灰、磷渣、輕骨料混凝土專用外加劑，從而實(shí)現(xiàn)了使用大吸水率陶粒配制輕骨料混凝土達(dá)到泵送的要求。
關(guān)鍵詞：輕骨料；陶粒輕骨料混凝土；泵送
輕骨料混凝土(LWC)是用多孔輕質(zhì)骨料配制的一種輕質(zhì)混凝土，容重低于1 950 kg／m3 ，比普通混凝土輕20% 以上。將LWC用于結(jié)構(gòu)，對降低結(jié)構(gòu)荷載具有積極意義；此外，LWC還具有保溫、抗震、耐火性能好、無堿骨料反應(yīng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而有著廣闊的應(yīng)用前景。
泵送混凝土具有技術(shù)先進(jìn)、工效高、節(jié)約勞動力等優(yōu)點(diǎn)，正愈來愈廣泛地應(yīng)用于高層建筑及大體積混凝土工程中。目前，解決高吸水率普通輕骨料的堵泵、施工難度大的問題，已經(jīng)成為提高我國輕骨料應(yīng)用技術(shù)，擴(kuò)大輕骨料應(yīng)用范圍的關(guān)鍵。本研究選用吸水率為13.5% 的陶粒配制LWC，達(dá)到了泵送施工的要求。
1 原材料及實(shí)驗(yàn)方法
1.1 原材料
輕骨料一800級陶粒，具體性能見表1和表2；水泥一42.5普通硅酸鹽水泥，R28=56.2 MPa；砂一河砂，細(xì)度模數(shù)1.3及人工砂，細(xì)度模數(shù)3.1，二者混合級配；磷渣粉一主要物理性能為：密度2.93 g／cm3 ，比表面積3 370 cm3 ／g，需水比98% ，活性指數(shù)7 d=45%、28 d=84% ；外加劑一專用外加劑，減水率16% 。
1.2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)按照《輕集料及其試驗(yàn)方法(GB／T 1731.1-2一1998)》和《輕集料混凝土技術(shù)規(guī)程(JGJ 51—90)》，混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)按GBJ 81—85進(jìn)行。
2 LWC試驗(yàn)研究
針對LWC的特性，尤其是針對多數(shù)陶粒吸水率過大使泵送的難度更大的特點(diǎn)，我們著重對陶粒進(jìn)行預(yù)吸水處理，并摻用摻合料以改善LWC的流動性，從而研制出了專用的輕骨料混凝土外加劑，提高了LWC的黏性。我們在室內(nèi)模擬泵送條件，評價(jià)LWC的可泵性，分別測試了LWC拌合物出機(jī)后90 min的保塑性(坍落度、擴(kuò)展度、倒置坍落度桶混凝土流出時(shí)間)及分層度，在5 MPa壓力條件下反復(fù)作用3次后，測試混凝土拌合物的流動性。經(jīng)過了200多次配合比試驗(yàn)后，確定采用如下配合比，見表3。
在輕骨料混凝土拌制過程中，還采取了以下措施以保證達(dá)到泵送的要求：
?、偎捎玫脑牧?，除常規(guī)組成材料外，還采用粉煤灰、磷渣、LWC專用外加劑等(外加劑采用后加法)；
②攪拌前對輕骨料進(jìn)行預(yù)吸水處理。
3 模擬泵送混凝土性能指標(biāo)測試
LWC出機(jī)、模擬泵送前后測得的性能指標(biāo)見表4。
分層度試驗(yàn)采用白加工的一個(gè)圓柱形鋼模，直徑15 cm，高度45 cm(分上、中、下3段，高度均為15 cm)，拌合物裝入后，經(jīng)振動臺振動，分別測試最上層和最下層的混凝土拌合物中的輕骨料含量，其相對差值即是分層度。差值越大，表明輕骨料越容易漂浮；相反，差值越小，混凝土拌合物的均勻性越好。
由表4可見，混凝土的分層度為3.5% 。由于摻用了專用的輕骨料混凝土外加劑及復(fù)合加入磷渣和粉煤灰，LWC黏聚性好，抗離析能力強(qiáng)，混凝土拌和物的保水性與均勻性良好?；炷堪韬衔锍跏继涠?5 cm，擴(kuò)展度達(dá)50 cm，倒置坍落度桶混凝土流出時(shí)間為5 s，和易性好，拌合物通過窄孔連續(xù)、快速，流動性好。且經(jīng)過90 min的運(yùn)輸后，坍落度為22 cm，擴(kuò)展度仍有38 cm，拌合物的保塑性仍較好。出廠前，測試了模擬泵送壓力條件下混凝土拌合物性能變化，在5 MPa壓力下反復(fù)3次后測得混凝土的坍落度為15 cm，擴(kuò)展度為32 cm，仍有較好的和易性。在壓力條件下輕骨料有從拌合物中吸取自由水的情況，這導(dǎo)致混凝土拌合物流動性降低。但泵送的情況比模擬條件下更好些，LWC在12 MPa泵送壓力下泵送30 m垂直高度后，測得混凝土坍落度為21.5 cm，擴(kuò)展度為35 cm，流動性降低很少，這是因?yàn)槟M條件的加壓和卸壓速度和混凝土泵的實(shí)際速度不一致造成的差異。出泵后測得的混凝土濕容重為1 940 kg／m3，比入泵送前增加了3.2% 。這是由于在泵送壓力下，空氣被壓入了混凝土中的輕骨料內(nèi)，使混凝土的含氣量降低，混凝土的密實(shí)度提高了，相應(yīng)地混凝土28 d抗壓強(qiáng)度也較入泵前增加了14% 。實(shí)際抽樣測得無論混凝土出機(jī)、入泵前和泵出后，28 d混凝土抗壓強(qiáng)度均大于30 MPa。
4 結(jié) 論
① 針對陶粒吸水率過大的特性，攪拌前需要對輕骨料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)吸水處理，采用合理的混凝土配合比設(shè)計(jì)，摻用粉煤灰、磷渣，并摻加LWC專用外加劑及采用后加法攪拌，可以提高LWC拌合物的和易性、保塑性和抗離析能力。這是LWC具有可泵送性的重要技術(shù)措施。
② LWC經(jīng)泵送后，密度會稍增加，28 d抗壓強(qiáng)度也會適當(dāng)提高。
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