預(yù)拌自密實混凝土應(yīng)用性能的控制

　　摘 要：自密實混凝土(SVB)特點主要體現(xiàn)在其新拌混凝土的特別的性能。然而自密實混凝土這些特性是通過質(zhì)量穩(wěn)定的最優(yōu)化的原材料以及制造過程達到的。 

　　關(guān)鍵詞：自密實混凝土；應(yīng)用性能；性能控制  
　　 
　　1 介紹 
　　 
　　自密實混凝土(SVB)是一種受重力的影響自由流動幾乎可以流平的、能排除空氣完全填充滿鋼筋和模板之間空間的混凝土。根據(jù)自密實混凝土(SVB) 特別的自密實的效率效能的特性，自密實混凝土(SVB)還是一種高性能的混凝土。與其他高性能混凝土一樣 (如高強混凝土，抗酸混凝土)，自密實混凝土與傳統(tǒng)的普通混凝土有著不同的性能，達到這種不同的特性，不僅需要質(zhì)量穩(wěn)定的最優(yōu)的原材料來實現(xiàn)，而且需要穩(wěn)定的最優(yōu)化的配合比來實現(xiàn)。粉體顆粒(水泥和粒徑< 0.125毫米外摻料)、水和增塑劑之間的相互影響決定了重要的流動性能和SVB的混合物的穩(wěn)定性能?？偤Y分曲線的各級顆粒的變化，對混凝土不會被鋼筋卡柱環(huán)阻擋的特性帶來影響。 

　　顯然，自密實混凝土獲得所需要的 施工性能，不會象振動密實混凝土那樣相對容易地保持那么長時間。當振動密實混凝土 施工性能波動時，通過采用大范圍的花費大的強烈振動可使混凝土密實、穩(wěn)定，但對于SVB是不可能的。因此供應(yīng)中斷對自密實混凝土來說，比振動密實混凝土可能帶來更加不利的后果。如果被交付的自密實混凝土不滿足訂貨的需求，在建筑工地存在進行調(diào)整更正的選擇，這是非常重要的一個問題。在水泥工業(yè)研究所現(xiàn)在有一項預(yù)拌混凝土聯(lián)合研究協(xié)會的聯(lián)合研究計劃得到金融資助，這項計劃明確的目標就是研究出現(xiàn)有的混凝土原材料和設(shè)備條件下預(yù)拌混凝土的SVB在混凝土攪拌站的生產(chǎn)技術(shù)。 

　　本報告研究探討以下問題：①水的劑量的少許偏差對混凝土最后流動性能的影響的研究；②水的劑量和增塑劑的劑量對混凝土硬化性能的影響的研究；③在工地，通過增加增塑劑或水，通過調(diào)整更正而獲得令人滿意的穩(wěn)定性混凝土的可行性研究。 
　　 
　　2 流變特征和測試方法 
　　 
　　包括水泥、混凝土外摻料、加入的水和增塑劑的粉體懸浮體的流變特征取決于水固比關(guān)系和增塑劑含量。因為加入的水是規(guī)定的最少的飽和含水量，為了潤濕固體顆粒表面和填充粉體顆粒間的空隙這些水是必需的。在能量作用下，顆粒與懸浮體之間的過渡顯示出來，顆粒表面的凝聚丟失，并且顆?；旌衔镩_始流動。自加水起，由水和增塑劑組成的懸浮體特征是可控制的。水泥漿或粉體顆粒懸浮體的流變特性可用建筑材料流變儀（如同粘度儀NT）測試確定，并用流變曲線的形式來描述。在試驗中用不同的旋轉(zhuǎn)的速度N (1/min) 旋轉(zhuǎn)，伴隨懸浮體的傳遞引起的剪切阻力被測量和描繪出來。由于Bingham模型的有效性，相對流動界限極點g和相對動力粘度h可根據(jù)測點按公式 T = g + h · N求得。水含量和增塑劑的數(shù)量不同程度對參數(shù)g和h產(chǎn)生影響：增塑劑的數(shù)量上升導致相對流動界限極點g的降低，而水的數(shù)量的上升導致相對流動界限極點g和相對動力粘度h的減少。 

　　當確定混凝土流變性能的測量規(guī)程一定時，流動度sm和相對漏斗速度R證明是令人滿意的。當流動度主要受相對流動界限極點g影響時，相對漏斗速度主要地取決于動力粘度h。 

　　評估混凝土流變性能適合采用測試參數(shù)的表示法。對流動度sm和相對漏斗速度R的實用性范圍是有限的，根據(jù)經(jīng)驗此范圍混凝土施工性能，或者說SVB流動能力和抗離析能力是令人滿意的。 

　　在此范圍外，混凝土構(gòu)成偏向離析沉積，或者說混凝土排空性和流動性（沉滯）不令人滿意。通過許多研究表明，第四個角落區(qū)域是完全沒有可能存在的的。 

　　在圖中通過sm (流動度) 和R (相對漏斗速度) 大小測量的情況，水和增塑劑含量方面的變化是可以判斷的，這樣最終就可以決定是否有針對性去進行必要的調(diào)整修正。 

　　SVB 離析的可能性可以用垂度棍檢查出來 。SVB通過鋼筋阻攔圓環(huán)，其流動行為被阻攔，可以用這阻攔圓環(huán)或箱形測試流動度方法,準確地測定混凝土的性能。 
　　 
　　3 檢驗結(jié)果 
　　 
　　3.1 試驗室用混凝土 
　
　　(1)含水量的變化。 

　　對SVB 1， SVB 2a和SVB 3在相應(yīng)的流動度情況下所測得的相對漏斗流出速度的變化曲線。這些混凝土不同之處是，在同樣配合比情況下其加水量在最佳含水量175 l/m3附近有± 7 l/m3的波動。只有當顯示出具有充足的流動性（流動度> 60 cm）時，所有混凝土才能滿足有關(guān) 施工性的箱形試驗測試和阻攔圓環(huán)的檢驗方面的客戶需求。特別要對混凝土離析傾向的性能進行檢驗。流動度為75 cm和相對漏斗流出速度1,0 s-1時，被檢驗的含有粉體顆粒550 kg/m3混凝土的混合物穩(wěn)定性不再穩(wěn)定。表2是被檢驗混凝土流動度和相應(yīng)的相對漏斗流出速度測量值的一個匯總。 

　　用水量為175l/m3混凝土SVB2a，生產(chǎn)出來后很稀軟，流動度81 cm，相對漏斗流出速度的1.13 s-1，有發(fā)生沉降趨勢。在60分鐘內(nèi) 施工性下降了到了 施工性邊界之下，可混凝土在混合物混合后20分鐘和40分鐘之間擁有最佳的自密實特性。在摻入0,2%增塑劑60分鐘以后幾乎可再回到混凝土最初的流動性。 在一個短暫過渡周期約15個分鐘以后混凝土到達最佳的自密實特性，然后保持大約70分鐘。SVB1和SVB3顯示了同樣硬化強度。少加了7l/m3少量水的SVB1顯示其 施工性能比SVB2a 

　　下降的更加快速。微粒彼此間(更小的水膜厚度)更小的距離和水泥最初的水化反應(yīng)新形成的表面，限制了增塑劑作用的持續(xù)。 

　　后摻入增塑劑30分鐘以后能重新分散粉體顆粒。由于增加到了182l/m3的含水量，所以SVB 3顯示了高流動性。 因此混凝土混合結(jié)束30分鐘內(nèi)澆筑肯定不會產(chǎn)生離析。之后它一直保持著最佳的自密實新拌混凝土特性。摻入0.2%增塑劑后120分鐘內(nèi)，這段時間同樣可以重新回到混凝土最初的流動性，并可保持 2 h的 施工性能。就和預(yù)計的一樣，加水量的波動不僅對流動度產(chǎn)生影響，而且對相對漏斗流出速度產(chǎn)生影響。 

　　(2)增塑劑摻量的變化。 

　　摻有不同摻量的增塑劑混凝土SVB 2a在相應(yīng)的流動度情況下所測得的相對漏斗速度的變化曲線。這些混凝土不同之處是，在最佳含水量175l/m3和相同配合比情況下，混凝土增塑劑的摻量不同。只有混凝土具有令人滿意的流動性（流動度sm>60cm），混凝土在箱形測試上升高度和通過阻攔圓環(huán)的流動度方面才能符合客戶訂貨需求。只有混凝土流動度sm <75cm和漏斗速度R <1s-1，混凝土混合物才能穩(wěn)定。 

　　增塑劑數(shù)量對流動性能和 施工性能保持時間的影響。顯然提高增塑劑劑量可明顯延長 施工性能保持時間。更高的增塑劑摻量的混凝土SVB 2b和SVB 2c由于最初有離析傾向, 晚一些時候澆筑混凝土（SVB 2b 大約晚30分鐘，SVB 2c大約晚45分鐘），可顯現(xiàn)其令人滿意的、 施工性能保持時間長的特性。在晚些時候摻入更高劑量的增塑劑也將是可能的。 

　　3．2 預(yù)拌混凝土站生產(chǎn)的SVB新拌混凝土性能的檢驗 

　　為了審查從試驗室得來的結(jié)果，需要檢驗混凝土預(yù)拌站根據(jù)SVB 2b配合比生產(chǎn)的自密實混凝土SVBP1新拌混凝土性能和硬化混凝土性能。特別要注意，骨料本身含有1 %到5 %的含水量。一方面得到準確的含水量很困難，另一方面骨料通常是水飽和的，不會因為吸收帶來水的損失。SVB的生產(chǎn)選擇下面的操作方法進行。為了避免混凝土比實際需要增加更多水，考慮到骨料本身含水量，應(yīng)根據(jù)計劃每m3混凝土少稱10升水。沒有增塑劑的SVB最初稠度顯然要通過加水量來調(diào)整。按計劃數(shù)量的90%加入增塑劑混合的混凝土令人滿意。隨后，檢驗代表流動性和SVB的粘度的對應(yīng)的流動度和t500-時間。如果必須，在最初計劃的劑量基礎(chǔ)上進一步增加增塑劑投到混凝土攪拌機里。裝料量共計在每次1.5 m3。 之后30分鐘和60分鐘檢驗流動度和對應(yīng)的t500-時間、漏斗流動時間和箱形測試的上升的高度。

　　通過更大的混合數(shù)量和混凝土攪拌機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)不斷的的運動，SVB P1在30 min.以后顯示出一條流動性稍微更加有利的曲線。顯示了作為反映動力粘度特征和混合物構(gòu)成的t500-時間曲線。因而這里就性能而言，實際應(yīng)用的混凝土也列入到了試驗室混凝土。 

　　3．2 硬化混凝土產(chǎn)品 

　　所有被檢驗的混凝土應(yīng)具有依照訂貨要求的硬化混凝土性能：抗壓強度48±3N/mm2，拉伸分裂強度3.8 ± 0.2 N/mm2，彈性模量約28000 N/mm2，收縮率90 天齡期共計 0.40 ± 0.03 mm/m，碳化深度在90天齡期為9 ± 2毫米。 
　　 
　　4 總結(jié) 
　　 
　　自密實混凝土施工性能的變化的描述由流動度和相對漏斗流出速度代表。在這樣圖示里可劃定一個范圍，一個按照試驗得出的施工性能足夠好的混凝土范圍，也就是說，提供一個令人滿意的流動性、排氣和混合物穩(wěn)定性、自密實性的混凝土。 

　　結(jié)果可以總結(jié)如下： 

　?。?）目標混凝土配比的獲得，必須采用以后要使用的粉體顆粒材料和骨料組成的混凝土進行的初始試驗為基準。 

　?。?）根據(jù)經(jīng)驗證明，流動度在60 cm～75 cm之間和相對漏斗流出速度在0.45 s-1～1.0 s-1之間的混凝土具有令人滿意的施工性能。 

　?。?）考慮實際配比時，應(yīng)特別注意總用水量的波動對流動度的影響。正常的波動范圍根據(jù)初始試驗確定。 

　?。?）加水量± 7l/m3的偏差對流動性和混合物穩(wěn)定性的改變是十分明顯的。 

　?。?）在混合以后，流動度沒有增加多少。或者說，由于被檢混凝土變硬，特別在較短的時間內(nèi)變硬，在混合以后相對漏斗流出速度減低。 

　?。?）當流動度和漏斗速度不再令人滿意時，通過后摻入增塑劑，可以將較長運輸時間或存放時間的混凝土重新調(diào)整為令人滿意的施工性能的混凝土。 

　　（7）為了在一個充足的時間里保持混凝土的令人滿意的自密實性能，應(yīng)通過有關(guān)基準混凝土的初始試驗，檢驗粉體顆粒和增塑劑的相互作用對流動度的影響。 
　　 
　　參考文獻 

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