新拌性能（精选6篇）
新拌性能 篇1
0前言
新拌砂浆凝结硬化后, 结构中会存在大量孔隙。 试验结果表明:孔结构直接决定了混凝土材料的强度。 大量气泡的存在会降低水泥浆体密度,导致硬化浆体强度降低,并易出现体积收缩、变形[1]。 消泡剂可以降低液相表面能,通过抑制气泡生成和破除泡膜而发挥作用。 利用消泡剂可消除有害的大气泡,形成有益的细密气泡[2,3,4,5]。 本文主要研究消泡剂掺量对砂浆扩展度、含气量、黏度以及屈服应力的影响规律。
1原材料及试验方法
1.1原材料
水泥采用P·Ⅱ 52.5级硅酸盐水泥, 其各项物理性能见表1,化学成分见表2;硅灰采用贵州某公司生产的硅微粉; 粉煤灰采用南京某电厂的粉煤灰;矿粉采用安徽某公司生产的矿粉;试验用砂属于Ⅱ区中砂,细度模数为2.5,含泥量为2.1%;试验用碎石为5~10mm、10~16mm单粒级碎石,含泥量为0.4%;试验用水采用普通自来水 ; 高效减水剂采用江苏某公司生产的聚羧酸高效减水剂,减水剂固含量20%;消泡剂采用江苏某公司生产的消泡剂,固含量100%。
%
1.2试验方法
砂浆扩展度:砂浆坍落度筒装满砂浆,提起,待扩展度不再变化时,测量砂浆拌合物扩展面相互垂直的两个直径,取平均值(mm);砂浆含气量:含气量测量仪容器装满砂浆,表面用抹刀刮平,缓慢盖上盖体并拧紧。 从一侧加水阀向容器内注水,当排水阀流出的水流不含气泡时,在注水状态下,同时关闭加水阀和排水阀,测量砂浆含气量;砂浆流变性: 将砂浆加入流变仪测试筒中,进行砂浆流变性能测试,预剪切可使浆体中颗粒充分分散,静置60s可确保测试前浆体体系的稳定性。 流变仪测出砂浆流变曲线后, 利用Rheo V2.8软件按照Herschel Bulkl流变模型拟合出流变方程,确定砂浆黏度。
2基准砂浆基础配合比设计
基准砂浆基础配合比见表3,性能见表4。 调整聚羧酸高效减水剂掺量,控制基准砂浆A、B、C流动度为(260±10)mm。 在基准砂浆A、B、C的基础上分别加入固含量100%不同掺量的消泡剂, 以0.1g为梯度,最大掺量为0.8g。
3结果与讨论
3.1消泡剂对基准砂浆含气量、扩展度的影响
消泡剂掺量对基准砂浆A、B、C含气量、扩展度影响试验结果见图1、图2。
从图1可以看出,增加水胶比,砂浆含气量呈现增加趋势,但这种趋势在消泡剂掺量为0.7g时基本不明显; 当基准砂浆A、B、C开始加入消泡剂时,基准砂浆的含气量大幅度降低, 增加消泡剂掺量, 砂浆含气量逐渐降低,最终趋于稳定。 从图2可以看出,增加水胶比,砂浆扩展度呈现增加趋势;基准砂浆A、B、C处于高流动度状态时, 增加消泡剂掺量,砂浆的扩展度呈现逐渐增大的趋势。 这可能是由于消泡剂抑制和消除了砂浆中较大的气泡,气泡滚珠轴承作用的效果增大。
3.2消泡剂对基准砂浆黏度、屈服应力的影响
消泡剂掺量对基准砂浆A、B、C黏度、屈服应力影响试验结果见图3、图4和表5~表7。
由表5~表7可知,Herschel Bulkl体模型拟合程度高,相关系数均大于0.99。 从图3可以看出:基准砂浆A、B、C处于高流动度状态时, 增加消泡剂掺量,砂浆的黏度以接近正比例的速率相应降低。 水胶比越小砂浆的黏度越大。 从图4可以看出:基准砂浆A、B、C处于高流动度状态时, 增加消泡剂掺量,砂浆屈服应力呈现先减后增的趋势,当消泡剂掺量为0.5g时砂浆屈服应力最小。 流变性试验结果可以看出,增加消泡剂掺量,砂浆的黏度会降低,这也很好地解释了在高流态时,砂浆流动度反而增大的现象。
3.3水胶比对消泡剂消泡能力的影响
在单位混凝土拌和物中确定集浆比,当水泥浆的用量固定时,水胶比决定水泥浆的稠度。 由于水胶比的大小直接影响到水泥混凝土的强度, 因此, 工程中为增加拌和物的流动性而增加用水量时,须确保水胶比不变,同时增加水泥用量,否则将显著降低混凝土强度。 当砂浆、混凝土中水量一定时,水胶比在小范围内变化,对砂浆、混凝土拌和物的流动性影响较小。 但对砂浆、混凝土拌合物的含气量影响较大。 图5表示砂浆中水胶比变化对消泡剂消泡性能的影响。
从图5可以看出,固定砂浆配合比,增加水胶比时,砂浆含气量呈上升趋势。 在砂浆中加入等量消泡剂后,水胶比越大,其含气量下降程度越明显, 消泡剂的作用也越明显。 可能原因是增大水胶比, 相应增加了拌合水与浆体的体积,而砂浆中的空气可存在于水泥浆、拌合水以及水泥与骨料颗粒的孔隙中。 因此,增加水胶比,砂浆的含气量呈上升趋势。 由流变性试验结果可知,增加水胶比,会降低砂浆黏度, 这也可能是砂浆中加入等量消泡剂后,水胶比越大,含气量降低越快,消泡剂作用越明显的原因。
4结论
(1)基准砂浆处于高流动度状态时 , 增加消泡剂掺量,砂浆流动度呈现逐渐增大的趋势。
(2)当基准砂浆加入消泡剂时 , 基准砂浆的含气量大幅度降低, 随着消泡剂用量的持续增加,砂浆含气量逐渐降低,最终趋于稳定;砂浆配比固定时,增加水胶比,砂浆的含气量呈上升趋势。 基准砂浆中加入等量消泡剂后,水胶比越大,其含气量下降越快,消泡剂作用越明显。
(3)基准砂浆处于高流动度状态时 , 增加消泡剂掺量, 砂浆黏度以接近正比例的速率相应降低, 水胶比越小砂浆的黏度越大;基准砂浆处于高流动度状态时,增加消泡剂掺量,砂浆的屈服应力呈现先减后增的趋势,当消泡剂掺量为0.5g时,砂浆的屈服应力最小;固定砂浆配比,增加水胶比,砂浆含气量呈上升趋势。
摘要：在聚羧酸系高效减水剂中复配消泡剂,探讨了消泡剂掺量对砂浆性能的影响。结果表明:当基准砂浆加入消泡剂时,基准砂浆的含气量大幅度降低;砂浆处于高流动度状态时,增加消泡剂掺量,砂浆的流动度逐渐增大、含气量逐渐降低且最终趋于稳定、黏度逐渐降低、屈服应力呈现先减后增的趋势,当消泡剂掺量为0.5g时,屈服应力达到最小;固定配比时,增加水胶比,砂浆含气量呈现升高的趋势。
关键词：消泡剂,新拌砂浆,流动性,含气量,黏度,屈服应力
新拌性能 篇2
灌浆材料最早是在第二次世界大战中由于军事需要而出现的。到20世纪50年代,发达国家将其应用于工业部门的机械设备安装中。20世纪70年代,由于进口设备的需要,我国开始了灌浆料的研制工作,并于1977年研制成功,开始在冶金设备安装中大量应用。纵观灌浆技术的发展史,其发展动向是粘土+石灰→水泥→化学类灌浆材料→水泥基灌浆材料。目前,水泥基灌浆材料是一种应用最多的材料,它具有耐久性好、强度高、无毒、无污染、价格便宜等优点。国内外对水泥基灌浆材料进行了很多研究,并且取得了不少的成果,为进一步的开发提供了研究基础[1~3]。
2004年,东南大学王思源、张晓青等[4,5]针对预应力混凝土孔道灌浆技术的改进,进行了专题研究。研究的内容包括灌浆材料的选择、最佳配比和预应力孔道灌浆工法及工艺参数的改进。2005年,万宇等人[6]报道了一种快硬灌浆料的试验研究:采用特种水泥、石英砂和适宜的外加剂,研制出具有快硬早强、高流动度、适宜的可操作时间、微膨胀等特点的快硬灌浆料。该研究反映了目前国内研究的基本思路和现有水平。
目前国内外对灌浆材料的研究一般重在个案,即针对某类具特殊用途或具备某项特点的灌浆材料进行研发[7,8]。而对当前市场上灌浆材料的普遍要求,诸如高强,高耐久,微膨胀,绿色环保等等特性[9]与灌浆料常用各组分水泥、掺合料、砂、减水剂、膨胀剂等等之间关系的系统研究却难得一见。本研究目的是在现有文献和同济大学建筑材料研究所近年进行的灌浆料研究基础上[10],归纳干粉水泥基灌浆用砂浆中最主要的组分,建立其与灌浆料新拌性能(流动性和凝结时间)和硬化性能(力学性能和竖向膨胀)之间的关系模型,为水泥基灌浆材料的研发和生产提供清晰明确的参考资料。
1 试验内容及方法
1.1 原材料
水泥:安徽P·O 52.5R级水泥、河南52.5级快硬硫铝酸盐水泥。
掺合料:Ⅱ级粉煤灰与S95级矿粉。
河砂:表观密度2630kg/m3。按试验要求,筛分后再按不同编号而组成不同级配的人工砂并分别贮存(见表1)。
水:城市自来水。
减水剂:聚羧酸减水剂A,商品名ADV,减水率30%以上,推荐掺量0.1%~0.3%;聚羧酸减水剂B,商品名265F,减水率30%,推荐掺量0.1%~0.3%;磺化三聚氰胺类减水剂,减水率可达30%,推荐掺量0.4%~0.7%;萘系减水剂,商品名FDN,减水率15%~20%,推荐掺量0.5%~1.0%。
消泡剂:商品名P803,粉剂。
膨胀剂:UEA膨胀剂,上海产。
无水石膏:安徽产。
1.2 试验方法
试验以同济大学建筑材料研究所近年研发的水泥基灌浆材料基本配方作为依据(表2)。实验过程中保持胶砂比和水灰比不变,调整其他各种主要成分的种类或用量,测定灌浆材料的性能变化,建立关系模型。
在试验过程中,保持基本参数不变,按一定规律调整单一组分的掺量或更换其种类,以考察该种组分的种类和掺量对水泥基灌浆料性能的影响。所有试验都在20℃左右室温下完成。
主要试验方法包括:流动性试验,按《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041附录G-11进行,试验结果为三次测量的平均值。力学性能试验,按《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671进行。凝结时间试验,按《建筑砂浆基本性能试验方法》JGJ70进行。砂的级配和堆积密度、空隙率试验,按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52进行。体积变化性能试验包括:a)竖向膨胀率,按《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119附录C进行;b)干体积密度试验,按《加气混凝土体积密度、含水率和吸水率试验方法》GB/T 11970进行。
2 试验结果与分析
2.1 主要组分对灌浆料流动性的影响
(1)胶凝材料对灌浆料流动性的影响
由图1可见,掺合料按一定比例等量替代灌浆材料中的水泥,都可以起到一定程度的改善流动性的作用。而且随着掺量的提高,流动性也呈提高的趋势。但胶凝材料中,分别掺入粉煤灰、矿粉或硫铝酸盐水泥后,其各自对流动性的影响则没有明显优劣高下之分。
(2)骨料对灌浆料流动性的影响
试验考察了人工级配砂对流动性的影响。前期试验证明,在较低流动性的范围内,使用自然级配的中砂灌浆料与使用人工级配砂的灌浆料相比,其流动性相差不明显;但在高流动性灌浆料范畴内,使用人工级配砂至关重要,不但可以提高灌浆料流动性,还可以保证灌浆料生产的质量稳定性。试验采用了5种不同级配组成的人工级配砂(如表1)。图2表示了5种人工级配砂随着细度模数增大,灌浆料的流动性也随之增大。但在试验过程中可以发现,使用编号E的人工砂灌浆料有“跑浆”现象,即由于砂的保水性不好而产生浆体与骨料分离的现象。
(3)减水剂对灌浆料流动性的影响
如图3,4,5所示,聚羧酸减水剂的减水率大大高于三聚氰胺系和萘系减水剂,可以使灌浆料的流动性大大提高。试验将各种减水剂的掺量从下限逐步增加到上限(表2),无论是掺加聚羧酸系、三聚氰胺系还是萘系减水剂,其试样流动性都经历了一个由大幅提高到稳定不变甚至略有下降的过程。在提高流动性方面,聚羧酸系减水剂的最佳掺量为0.2%,三聚氰胺系减水剂为0.5%,萘系减水剂为0.8%。两种聚羧酸减水剂之间比较,265F减水剂较ADV的减水率更高,对提高灌浆料流动性效果更明显。
(4)消泡剂对灌浆料流动性的影响
由于聚羧酸系减水剂均有引气的副作用,而且发气速率快,气泡不均匀,会引起灌浆料拌合物的泛浆和泌水,还会使灌浆料硬化后的强度下降,所以,在使用聚羧酸减水剂的干粉砂浆中,经常按减水剂的一定比例掺入消泡剂,以消除气泡。但由于新拌灌浆料缺少了气泡的润滑作用,其流动性会下降。由图6知,当消泡剂与减水剂比例达到0.5以后,灌浆料流动性的下降趋势减缓。
(5)膨胀剂对灌浆料流动性的影响
由图7知,UEA膨胀剂和石膏的掺入,可以在一定程度上改善灌浆料的流动性,但总的来看影响均不大。
2.2 主要组分对灌浆料凝结时间的影响
(1)胶凝材料对灌浆料凝结时间的影响
由图8可知,使用掺加10%硫铝酸盐水泥的胶凝材料配制的灌浆料凝结时间将大幅下降,降幅可达37.5%。掺加10%粉煤灰的灌浆料凝结时间较空白组略有延长,而掺加矿粉的则相反,略有缩短,这是由于矿粉的活性较粉煤灰高。
(2)减水剂对灌浆料凝结时间的影响
聚羧酸减水剂由于其减水率较大,提高了水泥浆体的分散性,虽然有利于灌浆料在较长时间内保持流动性,但也不可避免地延长了凝结时间。从图9可知,最佳掺量下的聚羧酸减水剂灌浆料凝结时间较掺加三聚氰胺系和萘系减水剂灌浆料大幅延长;然而,三聚氰胺减水剂的减水率虽然要大于萘系减水剂,但使用三聚氰胺减水剂的灌浆料凝结时间并未较使用萘系减水剂的有所延长。三种减水剂掺量提高后,其对应灌浆料凝结时间也都有不同程度延长。
注:图中百分数为掺量。
(3)膨胀剂对灌浆料凝结时间的影响
由图10可见,无论UEA膨胀剂或石膏都延长了灌浆料的凝结时间,而两者之间没有明显差异。
2.3 主要组分对灌浆料力学性能的影响
(1)胶凝材料对灌浆料强度的影响
掺加硫铝酸盐水泥的目的是希望能提高灌浆料的早期强度,但由图11可见,在15%掺量范围内,硫铝酸盐水泥对灌浆料强度并没有提高作用,甚至在28d龄期出现了强度下降。由图12可知,掺加掺合料矿粉和粉煤灰的灌浆料早期强度较空白组有所下降,但部分试样后期强度却超过了空白组。总体来讲,因为矿粉的活性较高,掺矿粉的灌浆料比掺加粉煤灰的强度高。矿粉的最佳掺加比例在10%左右。
(2)骨料对灌浆料强度的影响
由图13可知,分别使用5种不同级配人工砂的灌浆料,早期强度区别并不大,然而在后期,强度差别加大,且随着骨料的细度模数由细到粗,强度逐渐提高。细度模数为3.2的E类砂灌浆料的强度较其他高。但其试块分层严重,浆体和骨料分离明显。
(3)减水剂对灌浆料强度的影响
从图14,15,16可见,在水胶比相同的情况下,掺加聚羧酸系减水剂灌浆料的28d强度要明显高于掺加三聚氰胺和萘系减水剂。萘系减水剂随着掺量增加,强度反而下降,0.8%~1.2%掺量的试样各龄期强度反而低于0.6%掺量的;掺加三聚氰胺减水剂的试样也有类似现象。聚羧酸减水剂对强度而言的最佳掺量在0.2%,多掺或少掺均对强度不利。两种聚羧酸减水剂比较而言,ADV减水剂的效果明显好于265F减水剂。
(4)消泡剂对灌浆料强度的影响
由图17可知,掺加消泡剂后,灌浆料试样的干体积密度明显提高,体积密度提高也伴随着强度的提高,而且趋势相似,如图18。消泡剂掺量达到减水剂比例50%以上后,强度提高不明显。
(5)膨胀剂对灌浆料强度的影响
适量掺加UEA膨胀剂和石膏对灌浆料各龄期强度均有一定提高,从图19可见,就强度而言,UEA膨胀剂的最佳掺量为10%~15%,石膏最佳掺量为10%。UEA膨胀剂和石膏的过量掺加均会降低灌浆料的强度。
2.4 主要组分对灌浆料竖向膨胀的影响
UEA膨胀剂和石膏对灌浆料的膨胀作用主要发生在硬化初期,膨胀剂对竖向膨胀率的影响试验中,未添加任何膨胀剂的空白组,7d的竖向膨胀率为0,而添加了UEA膨胀剂和石膏的灌浆料试样则均有一定膨胀,如图20所示。UEA膨胀剂的掺量以10%为宜,而石膏的掺量越高,膨胀越大。
3 结论
(1)掺入矿粉和粉煤灰可以降低灌浆料成本,并且在一定程度上改善流动性。掺加掺合料对灌浆料凝结时间影响不大,而掺加硫铝酸盐水泥可大幅缩短凝结时间。强度方面,掺加掺合料降低了灌浆料的早期强度,掺加粉煤灰对灌浆料后期强度影响不大,矿粉掺量在10%左右时还可提高后期强度。在胶凝材料中掺加一定量硫铝酸盐水泥,不利于灌浆料强度的发展。
(2)使用人工级配砂可以保证高流动性灌浆料的生产质量。在中粗砂级配区里,砂的细度模数增大,灌浆料的流动性和强度都随之增大,但灌浆料的保水性和粘聚性却会下降,使用粗砂的灌浆料有明显的分层离析现象。根据实验,砂的粒径不宜大于1.25mm。灌浆料用砂的细度模数以在2.4~2.8之间为宜。
(3)在相同水胶比的前提下,聚羧酸减水剂可以较三聚氰胺系和萘系减水剂大幅提高灌浆料的强度和流动性;但聚羧酸减水剂的副作用是同样大幅的延长了凝结时间和增加了泌水现象。综合考量灌浆料的各性能,聚羧酸减水剂的最佳掺量应在0.2%左右,三聚氰胺减水剂的最佳掺量为0.5%,萘系减水剂的最佳掺量为1.0%。ADV聚羧酸减水剂较265F减水剂的整体性能为优。
(4)在使用聚羧酸减水剂的情况下,消泡剂的掺加可以有效提高灌浆料硬化后的干体积密度,从而提高灌浆料的强度。但消泡剂的掺加对灌浆料流动性有一定负面影响。综合来看,消泡剂掺量应在聚羧酸减水剂的50%左右为宜。
(5)适量掺入UEA膨胀剂可以提供硬化后灌浆料一定的膨胀,而且还有益于灌浆料的强度发展,掺量以10%~15%为佳。石膏的膨胀效果与UEA膨胀剂相似,但掺量过大对强度会产生负面影响。
参考文献
[1]李荣海,迟术萍等.灌浆料在公路桥涵工程中的应用[J].公路.2005.9.
[2]西德尼.明德斯,J.弗朗西斯.杨著.混凝土[M].第2版.戴维.达尔文,吴科如等译.北京:化学工业出版社,2005.
[3]Martin D.Smith,Ph.D.,P.E.,Randolf L.Perry.Borehole grouting field Studies and thermal performance testing.ASHRAE Transactions:Symposia,2000:451-457.
[4]王思源.南京长江二桥预应力混凝土孔道灌浆试验研究[J].彭城大学学报,2001.
[5]王思源,李金根.预应力混凝土孔道灌浆材料及工艺改进研究[D][硕士学位论文].东南大学.2002.
[6]万宇.快硬灌浆料的试验研究[J].电力建设.2005.7.
[7]李晨光.后张预应力高性能孔道灌浆材料[J].建筑技术.1996.8
[8]Yan Gu and Dennis L,O’Neal.Modeling the effect of backfills on U-Tube ground coil performance[M].ASHRAE TransV104n2,1998.
[9]中华人民共和国国家发展和改革委员会.JC/T 986-2005水泥基灌浆材料[S].
新拌性能 篇3
虽然无损技术发展较快, 且一些成熟的混凝土无损检测技术已经形成行业标准或推荐标准[1], 目前常用混凝土材料质量评价存在的严重滞后性仍没有得到改善。这些方法多用于检测混凝土后期强度, 而对于其早期质量, 尤其是现场新拌混凝土的质量控制方面尚无较好的检测方法。新拌混凝的质量的好坏在很大程度上决定了其后期质量, 如果能够在混凝土配制完成的初期就对其质量加以评估, 将为其质量控制带来主动。
新拌混凝土综合性能测试仪 (FCT101) 是事前反馈质量控制技术中的一项重要仪器, 具有操作简单快速、相关性好的特点, 能够有效地控制新拌混凝土的质量。新拌混凝土综合性能测试仪 (FCT101) 的操作使用十分便捷, 可在施工现场迅速检测出新拌混凝土塌落度、水灰比、温度并能预测其28d强度, 能够有效地控制新拌混凝土的质量。
1 FCT101测试仪的基本原理[2]
FCT101新拌混凝土测试仪是手持便携式设备, 由主电机、主机稠度探头、温度探头组成。该仪器通过测试新拌混凝土的粘滞阻力及砂、石自振频率, 建立粘滞阻力、砂、石、水泥浆与混凝土坍落度、水灰比、强度、水化温度之间的数字模型, 测量出混凝土的坍落度、水灰比、温度, 从而预测混凝土28d强度。
FCT101测试仪提供了2套曲线图, 存储于仪器内, 用于建立起FCT平均值与水灰比、坍落度和强度的函数关系。第一套曲线图 (详见图1) , 包括7条曲线 (分别命名为A、C、E、G、I、K、M) 和6条直线 (分别命名为1、3、7、10、13、16) 。它们显示了FCT值与坍落度、坍落度与水灰比之间的关系, 大多数混凝土的性能均可通过其中的一条曲线与其中一条直线来描述。7条曲线和6条直线组成42个一一对应的组合, 每个组合对应的数字即为标定号 (详见表1) , 42个标定号中的每个标定号对应着4个混凝土强度等级。第二套曲线图 (详见图2) 是描述28d强度值与水灰比关系的4条强度曲线, 4条曲线编号分别为1、2、3、4, 称为强度等级序号。
FCT101测试仪使用前应先建立起适合所测混凝土的曲线、直线组合关系, 即对指定混凝土进行标定, 确定标定号和强度等级。标定完成后, 就会很容易在现场测试出该批混凝土的水灰比、坍落度和28d抗压强度预测值。
FCT101测试仪的主要技术性能指标如下[1]: (1) 测试范围:水灰比0.39~0.76;坍落度7~250mm;28d抗压强度10~90MPa; (2) 测试误差:±3%; (3) 仪器重量:2.4kg。
2 FCT101测试仪的使用方法
2.1 标定
使用FCT101测试仪前, 若被检测的某类混凝土还未曾标定过 (首次检测) , 则应当首先对该类混凝土进行标定。标定的目的是选择适合所测混凝土的曲线/直线组合, 确定标定号和强度等级序号。其标定方法为:
(1) 将FCT101测试仪的旋转探头在半空中调零;
(2) 取一小推车或一小桶混凝土, 将探头垂直插入混凝土中80mm, 探头必须远离容器边;
(3) 启动开关, 使探头在混凝土中旋转8s后停止, 通过测试扭矩得到一个相应的FCT值;
(4) 取10个点, 重复测试10次, 得到一个FCT平均值 (FCTM值) ;
(5) 根据实验室水灰比、坍落度 (可从混凝土试验室提供的配比设计资料中获得) , 以及FCT101测试仪上读出FCTM值, 从图1中确定曲线/直线代码, 然后从表1中找到对应的标定号。再根据水灰比, 从图2的4条强度曲线上得到4个预测强度值, 并记录下来, 再与生产厂家或试验提供的该类混凝土28d立方体试块抗压强度值相比较, 最终选定强度等级序号。
该类混凝土经标定后, 在以后的每批测试中, 无需再标定。
2.2 测试
经标定后的混凝土, 只要调出原标定号后, 就能很快测出这批混凝土的水灰比、坍落度和28d抗压强度预测值, 步骤如下: (1) 测出FCT值, 重复10次, 得到FCTM值, 方法同2.1中的 (1) ~ (4) ; (2) 按相关键, 从仪器中调出原标定号; (3) 按相关键, 仪器将很快显示出该批混凝土的坍落度值、水灰比值以及4个强度预测值, 根据选定的强度等级序号, 确定该批混凝土的28d强度预测值。
测试过程耗时仅几分钟, 方便快捷。
3 试验分析
3.1 试验设计
选用厦门地区常用混凝土配比及原材料进行试验。
试验设计对C25、C30、C35、C40四个强度等级的新拌混凝土进行研究, 每个等级的混凝土制作10组。
(1) 按照设计配比拌置试样, 用FCT101检测其FCT平均值、坍落度、预测28d抗压强度。
(2) 同条件下取样, 制作混凝土立方体试块进行标养, 待28d后进行标准抗压试验, 得到混凝土28d实测强度。
每个等级10组数据, 四个等级共采集40组数据。以各个标号其中一组数据为例, 列表如表2。以C25为例, 10组混凝土检测结果如表3所示。
3.2 数据统计结论
利用MATLAB数值模拟软件对试验数据进行拟合分析, 分析结果包括回归方程、相关系数。见表4。
从试验数据分析中可以看出, 数据相关性良好, FCT101测试出的各项数据与实测数据接近, 相对误差绝对值均小于10%, 满足混凝土质量预控的技术要求。因此可以考虑利用统计拟合出的校正公式结合FCT101测试仪的使用, 在施工现场对混凝土质量进行早期评定。
为方便使用, 将各强度等级混凝土测试值与实测值关系进行拟合, 得到校正公式如下:
利用新拌混凝土综合性能测试仪所提供的数据, 在现场可以很方便地对新拌混凝土进行质量评定, 在浇筑前即可决定是否采用这批混凝土, 避免日后出现由于材料不过关而引起的质量问题, 将混凝土的一些质量隐患及时消灭在萌芽时期。
该项技术的应用可以弥补先行的坍落度试验和28d强度试验的不足, 彻底改变“先浇筑混凝土, 后提交强度报告”这种先斩后奏的质量控制模式[3], 完善现有的事前反馈质量控制技术, 对新拌混凝土的质量预控意义重大, 经济效益和社会效益显著。
参考文献
[1]曹蔚枝, 陶云川.新拌混凝土测试仪应用的研究[J].山西交通科技, 2003, 8 (158) :23-24.
[2]刘俊岩, 周波, 费淑梅.新版混凝土质量现场检测新技术[J].施工技术, 2000, 29 (10) :34-36.
新拌性能 篇4
1 新拌混凝土泌水的危害
1.1 新拌混凝土泌水的表面危害
新拌混凝土泌水会导致水分和轻质混合物上浮至混凝土表面, 形成沙面和麻面, 严重时会导致混凝土出现表面的塑性裂缝, 不但影响混凝土建筑物的外观, 而且影响混凝土表面的强度和耐磨程度。
1.2 新拌混凝土泌水的结构性危害
新拌混凝土泌水会导致混凝土内部不均匀现象的产生, 混凝土内部组成部分发生改变, 特别是在泌水通道上产生空隙, 不但降低了混凝土的抗压和抗拉性能, 而且造成混凝土整体强度的下降。
1.3 新拌混凝土泌水的性能危害
水分从新拌混凝土内部泌出到表面后在混凝土中形成了泌水通道, 这种通道对混凝土结构内部的抗腐蚀、抗冻性、抗腐蚀能力的影响非常大, 腐蚀性物质和水分会沿着泌水通道侵入混凝土结构内部, 对混凝土产生严重的性能影响。
2 产生新拌混凝土泌水的原因
2.1 新拌混凝土原材料引起的泌水现象
首先, 新拌混凝土中水泥的品种、细度、颗粒形态等诸多理化性能会影响到混凝土的泌水, 例如:水泥细度越高, 所需的水量越多, 可以溢出的自由游离水减少, 新拌混凝土泌水的量就大为降低。其次, 新拌混凝土中掺和料也会影响到混凝土泌水的发生, 粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰含有大量的活性氧化硅、氧化铝, 这些活性物质会提高混凝土的黏稠度, 降低新拌混凝土泌水的发生。再次, 新拌混凝土中减水剂的使用会影响泌水的速度和泌水量, 新拌混凝土使用减水剂可以降低混凝土中的可泌游离水量。
2.2 新拌混凝土配合比不当
新拌混凝土中胶凝材料用量、砂率、水灰比、骨料性质等因素控制不严, 容易引发新拌混凝土泌水。新拌混凝土胶凝材料用量增加、砂率增加、颗粒的总比表面积增大都会增加对水的需要, 降低新拌混凝土中游离水的数量。
2.3 新拌混凝土含气量对泌水的影响
新拌混凝土气泡可以减小混凝土内部颗粒间的摩擦阻力, 混凝土气泡还可以固定混凝土内过多的水分, 降低新拌混凝土泌水量。
2.4 新拌混凝土的施工原因
新拌混凝土泌水施工影响因素为:其一, 新拌混凝土拌和时间适当, 有利于减少混凝土泌水。其二, 新拌混凝土振捣适当, 有利于混凝土气泡的排出, 降低混凝土内部水分的泌出。
3 新拌混凝土泌水技术防治的措施
3.1 适当提高新拌混凝土水泥的细度
新拌混凝土宜选用标准稠度低的中热硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥, 同时应选用优质的掺和料和级配良好、空隙率小的骨料, 作为新拌混凝土的主要原料, 在原材料上控制新拌混凝土泌水现象的发生。
3.2 正确选用新拌混凝土减水剂
用减水剂控制新拌混凝土使用水的用量, 防止新拌混凝土中存在的大量自由水在混凝土表面泌出。
3.3 优化新拌混凝土的配合比
在新拌混凝土配合比设计时, 可适当增大胶凝材料用量, 特别是优质掺和料的掺量。适当提高混凝土的砂率。在满足其他性能的前提下, 使用适量高品质的引气剂。在保证施工性能的前提下, 尽量减少单位用水量, 降低水胶比。如果配合比固定, 在满足使用要求的情况下, 选用减水率合适的减水剂及掺量, 避免减水率过高造成泌水。
3.4 优化新拌混凝土施工的工艺
改良新拌混凝土的拌和程序、搅拌时间、混凝土输送过程, 严格控制混凝土振捣时间, 避免过振。振捣过程中若出现泌水应及时排除, 防雨措施要到位, 已经浇筑成型的重要混凝土构筑物, 还可采用真空吸水方法, 进一步减少游离水, 降低孔隙率。混凝土抹面后, 应立即覆盖, 防止风干和日晒失水。终凝后, 顶面应立即开始持续潮湿养护足够时间。
4 结语
新拌混凝土出现混凝土泌水是一种常见的现象, 新拌混凝土泌水不但对混凝土结构的耐久性产生较大影响, 而且影响混凝土结构的强度和稳定, 因此新拌混凝土泌水既是一个常见的问题, 又是一个比较难于解决的难题。新拌混凝土泌水与水泥、掺和料、配合比、含气量、减水剂和施工工艺等因素有直接的关系, 建筑领域应该通过提高水泥细度、正确选择外加剂、改善混凝土配合比、优化施工工艺等一系列措施, 防治新拌混凝土出现泌水, 提高混凝土施工的质量, 实现建筑物的稳定、安全和美化, 用技术和工艺的手段提高混凝土施工的水平和质量。
摘要：本研究在分析新拌混凝土泌水成因的基础上, 提出了防治新拌混凝土泌水的技术性措施。
关键词：工程施工,新拌混凝土,混凝土泌水
参考文献
[1]彭艳丽, 贝丽娜, 李水平, 等.浅议泵送混凝土泌水问题及处理措施[J].浙江建筑, 2009, (02) :24-25.
[2]卢玉勇, 段利亚, 罗梅.混凝土的泌水机理及其控制措施[J].建材技术与应用, 2009, (04) :87-88.
[3]李志勇, 姚佳良, 罗迈.混凝土泌水的因素分析[J].四川建筑, 2006, (02) :53-54.
新拌性能 篇5
1 新拌水泥混凝土质量控制评定指标
1.1 坍落度
新拌水泥混凝土的坍落度一般来讲是其和易性的一种度量标准, 而和易性关系着建设施工是否易于操作, 同时也关系着混凝土的均匀度和密实度。在实际的操作过程中, 测量坍落度的方法较为简单, 因此在对新拌水泥混凝土进行质量控制时一般都会采用测量其坍落度的方法。
1.2 扭矩
扭矩一般来说是一种可以转动物体的力, 在进行新拌水泥混凝土的混合时, 叶片产生的力即为扭矩。扭矩是有混凝土的塑性粘度和屈服应力共同影响的, 能够在一定程度上代表新拌水泥混凝土的质量。
1.3 功率
功率一般可以代表单位时间内物体做了多少功, 可以用于表明物体做功的快慢程度。在对新拌水泥混凝土进行混合搅拌时, 采用不同配比制作而成的混凝土, 其塑性粘度不尽相同, 屈服应力也有所不同, 对其进行搅拌所用的功率也是不同的。一般来说, 如果新拌水泥混凝土具有较小的内部阻力, 那么所需的功率也就比较小, 反之则反。功率也可以在一定程度上代表新拌水泥混凝土的相关特性。
1.4 抗压强度
抗压强度一般可以代表水泥混凝土经过硬化后的强度。针对新拌水泥混凝土, 其塑性粘度、屈服应力、搅拌速度和时间等因素都可能会对其抗压强度产生影响。在本文中, 抗压强度也会作为衡量新拌水泥混凝土质量的重要因素。
2 基于流变特性的新拌水泥混凝土质量控制技术研究
对新拌水泥混凝土来说, 用流变特性对其实施在线监控是最合适的。一般来说, 塑性粘度与屈服应力是影响新拌水泥混凝土质量的重要指标, 但在实际施工过程中产生的尺寸效应也会在一定程度上影响新拌水泥混凝土的均匀性。
2.1 塑性粘度和屈服应力对新拌水泥混凝土的影响
一般而言, 如果两种新拌水泥混凝土有相同的塑性粘度, 但是却又不同的屈服应力, 这两种新拌水泥混凝土会拥有不同的坍落度;如果两种新拌水泥混凝土有相同的屈服应力, 但是却又不同的塑性粘度, 这两种新拌水泥混凝土也会拥有不同的坍落度, 由此可以看出, 新拌水泥混凝土不能由单一因素影响, 必须受到塑性粘度和屈服应力的共同影响。在利用新拌水泥混凝土进行路面施工时, 通常会采用含水量与坍落度来对工程项目进行质量监控, 但实际中依旧会出现塌边情况。因此, 在实际的施工过程中, 在保障良好坍落度的前提下, 我们希望新拌水泥混凝土尽可能拥有较大的屈服应力, 这就可以尽量减少塌边状况的产生, 除次之外还应当保证恰当的塑性粘度, 这样才能使新拌水泥混凝土的质量得到保障。
2.2 各种因素对新拌水泥混凝土流变特性产生的影响
为了更好地控制新拌水泥混凝土的质量, 下面将要对各种不同因素进行研究, 以得出其对新拌水泥混凝土的塑性粘度和屈服应力的影响。
2.2.1 用水量的不同对新拌水泥混凝土流变特性产生的影响
一般来说, 用水量越少, 新拌水泥混凝土的塑性粘度以及屈服应力就越大。而用水量越大, 新拌水泥混凝土的坍落度也会逐步提升。水可以产生水化和润滑效果, 能够使材料间的空隙得到填充, 进而减小其粘合度和摩擦力, 使新拌水泥混凝土的塑性粘度及屈服应力都相应下降。
2.2.2 水泥量的不同对新拌水泥混凝土流变特性产生的影响
一般来说, 水泥的用量越多, 新拌水泥混凝土的屈服应力也会逐渐提升, 但是塑性粘度会经历一个先上升后下降的过程。由于水泥是一种胶凝材料, 增加其用量会使间隙得到填充, 进而使新拌水泥混凝土更加聚合, 致使其塑性粘度与屈服应力都得到提升, 但是如果水泥用量过度就会使水分不足以进行水化, 最终致使新拌水泥混凝土的塑性粘度降低。
2.2.3 砂率的不同对新拌水泥混凝土流变特性产生的影响
一般来说, 增大砂用量会使新拌水泥混凝土的塑性粘度先逐渐上升后逐渐下降, 而其屈服应力则会先逐渐下降进而逐渐上升。这是因为, 随着砂用量的逐渐增加, 缝隙得到了填充, 摩擦力相应降低, 使新拌水泥混凝土的塑性粘度得到提升而屈服应力则出现下降现象。之后砂用量的逐渐增加会使砂浆浓度得到提升, 其流动性受到影响, 从而使新拌水泥混凝土的屈服应力得到提升, 同时大量的砂会增加水分的吸收, 使胶凝材料被包裹起来, 进而降低了新拌水泥混凝土的塑性粘度。
3 结语
本文对基于流变特性的新拌水泥混凝土质量控制进行了简要阐述, 分析了其质量控制指标, 阐述了塑性粘度和屈服应力对新拌水泥混凝土的影响, 并且对各个不同因素对塑性粘度和屈服应力的影响进行了简单介绍。在实际的施工过程中, 监管部门必须加大对新拌水泥混凝土的质量控制, 以保证施工项目的良好质量。
参考文献
[1]刘松.混凝土工程事前反馈质量控制技术研究[J].武汉理工大学, 2009 (05) .
[2]郑少鹏.基于流变特性的新拌水泥混凝土质量控制技术研究[J].河北工业大学, 2012 (11) .
新拌性能 篇6
关键词：新拌混凝土,工作性,影响因素,改善措施
在公路桥梁的建设中要用到大量的材料, 混凝土是其中之一。作为施工人员要对各种材料的使用性能有一个详细的了解, 只有这样, 才能在施工过程中充分掌握材料的工艺性能, 也才能保证施工的质量。对于我们经常用到的混凝土原料, 更是要掌握它的工艺性能和特点, 以便合理利用, 充分发挥其性能优势。
一般情况下, 水泥混凝土拌和物称为新拌混凝土, 是指在水泥混凝土尚未凝结硬化以前的混合物, 它的工作性也称和易性, 这就是新拌混凝土的工作性, 有时候也称为工艺性能。这个性能决定了新拌混凝土在操作过程中如运输、拌和、浇注和振捣工作时的特点, 对于成型后建筑物的均匀密实程度和质量起直接的作用, 因此, 我们要掌握新拌混凝土的工作性, 在实际工作中混凝土拌和物的性能可以从三个方面来体现:流动性、黏聚性和保水性。其中流动性是指混凝土拌和物能产生流动的性能, 它包括在自重或有机械振捣力的作用下充满模板和型腔的能力;黏聚性是混凝土拌和物在施工过程中其组成材料之间有一定的黏聚力, 不致于产生分层和离析的情况;保水性是指在建筑施工过程中混凝土所具有的保水能力, 合适的水量不至于产生分层和泌水现象。
所以, 在建筑施工的过程中一定要从混凝土的流动性、黏聚性、保水性等三方面来综合评价混凝土的性能, 从工艺规范和设计要求出发来确保新拌混凝土的质量, 这是保证建筑施工质量的前提。
1 当前工程施工中存在的主要问题
在桥梁建筑工程的施工过程中, 一般情况下用到的混凝土都是现场浇注作业, 而随着现代机械化施工程度的提高, 虽是现场浇注但混凝土拌和物都是根据工艺要求按配比混合好的, 有在现场用搅拌罐的, 有用罐车直接送到工地的。无论采用哪一种方式, 都要保证新拌混凝土的工作性。然而, 在实际工作中我们经常可以看到在对一些桥梁的隐蔽工程, 如钻孔灌注桩、墩柱、桩间系梁、盖梁以及梁体混凝土作业时, 经常出现一些问题, 在混凝土的流动性方面出现流动性较大或较小的问题。有些情况下现场施工人员只考虑施工的方便性, 对于流动性较大的新拌混凝土不是返场重新作业, 而是趁监督人员不注意直接进行浇注;有的时候是流动性较小时, 现场施工人员为了增加流动性直接加水进行浇注。这些做法都违反工艺操作的规程, 都会对工程的质量造成很大的影响。新拌混凝土的流动性大时对浇注的顺利进行有利, 但实际上是混合配比中水的含量增大了, 这样, 在混凝土凝固后会出现孔隙、麻点现象, 严重的情况会造成混凝土分层、泌水, 甚至发生离析现象。因此, 在施工的操作中, 我们一定要杜绝这种现象的发生, 要有专人去施工现场进行监管, 不然的话有可能造成施工后的返修, 会因施工的质量问题进而影响工程的经济效益。因此, 作为一名工程技术人员, 一定要严把质量关, 要严格控制新拌混凝土工作性。
2 影响新拌混凝土工作性的主要因素
(1) 水泥浆的数量
混凝土拌和物中的水泥浆对混凝土拌和物的质量起决定性的作用。大家可能也见到过一些水泥面, 有的表面上都是沙粒, 不是光面, 这是水泥浆少的缘故。水泥浆在混合物中的作用是填充集料间的空隙, 包裹集料表面并略有富余, 在这样的情况下, 它可以使混合物具有一定的流动性。水泥浆越多, 混合物的流动性越大, 当然也不是水泥浆越多越好, 水泥浆太多, 流动性增大, 会出现流浆现象, 这时拌和物的稳定性会变差, 而且凝固后拌和物的强度和耐久性降低, 既浪费了水泥, 又降低了质量, 是得不偿失的, 因此, 在拌和物中水泥浆的数量以合适为宜, 满足拌和物的流动性就可以了。
(2) 单位用水量
在实际工作中, 用水量的大小决定了混凝土的坍落度。用水量大, 拌和物的流动性好, 有利于浇注和捣固, 但同时硬化后混凝土会产生较大的孔隙, 对混凝土的强度和质量的耐久性有影响;用水量如果过大, 就会使新拌混凝土出现分层、泌水、离析现象, 更是会降低混凝土的工作性。所以, 对于单位用水量要加以控制, 要根据流动性来确定单位用水量, 以确保混凝土的质量和强度。
(3) 水灰比的影响
在用水量一定的情况下, 水泥用量多时水灰比小, 这时水泥浆变稠, 拌和物的流动性变差, 对浇注和充型不利, 而且混合物容易出现硬化现象;如果减少水泥用量, 增大水灰比可使水泥浆变稀, 流动性增加, 同时也会出现混合物分层、流浆、离析等现象, 从而影响混凝土的质量。因此, 应在实际工作中考虑水灰比的影响。
(4) 砂率
在混凝土中往往有水泥、石子、沙子等多种材料, 而砂率反应的是粗细集料的相对比例。石子在混合物中起骨料的作用, 而水泥、沙子是充填集料, 我们要求的是水泥浆包裹着石子、集料占据的空间是均匀的, 这样, 才能获得质量较好的混凝土。在水泥浆用量一定的条件下, 当砂率过大时, 集料中的粗粒增加, 砂粒间的摩擦阻力加大, 包裹砂子的水泥浆层变薄, 混合物的流动性变差, 影响其均匀性;而砂率过小, 但砂浆量不足, 同样会造成包裹在石子表面的水泥砂浆层变薄, 也会导致混合物出现离析、泌水等情况, 也会影响混凝土的工作性。所以, 要确定一个合理的砂率值, 以获得较好的混凝土的质量。
(5) 水泥的品种和集料的性质
对于混凝土拌和物流动性影响较大的因素有水泥品种和集料类型两种。在施工过程中常用的水泥品种有三种:普通水泥、矿渣水泥和火山灰水泥。这三种水泥各有利弊, 普通水泥的工作性最好;而矿渣水泥拌和物的流动性较好, 但黏聚性差, 容易出现泌水、离析、分层现象;火山灰水泥拌和物黏聚性最好, 但流动性差。在相同用水量的条件下集料形状对流动性也有影响, 在搅拌混合的过程中, 集料表面光滑、形状较圆、少棱角的石子所形成的拌和物的流动性较大;而有一些表面粗糙, 有棱角的碎石子组成的拌和物的流动性就差得多。因此, 对于一个施工企业要根据多种因素去综合考虑, 以获得较好的经济效益。
(6) 外加剂和其他因素的影响
随着技术水平的提高, 可以在混凝土拌和物中加入某些外加剂, 这些外加剂可在不增加用水量和水泥用量的情况下, 有效地改善混凝土拌和物的工作性。在具体的工作过程中, 温度对混凝土拌和物的流动性也有很大的影响, 尤其是在夏季施工时必须注意这一点, 温度越高, 混凝土拌和物的水分蒸发越快, 相对来说, 它的流动性就越差。作为施工人员一定要考虑冬夏季温度对拌和物流动性的影响。另外搅拌时间也会对混凝土拌和物的工作性有影响, 搅拌时间不足, 搅拌不均匀, 拌和物的工作性就差, 同时也会影响混凝土的质量。有数据显示最少的搅拌时间是1~3min。
3 改善新拌混凝土工作性的主要措施
(1) 改变混凝土的组成
在保证混凝土质量的前提下, 可以通过调整混凝土的配比来提高它的工作性。
(2) 提高振捣机械的效能
在浇注施工的过程中, 通过振捣机械的效能提高可以改变拌和物的均匀程度, 达到改善拌和物的工作性的要求。
(3) 加入各种外加剂
由于技术要求的不同, 在实际的工作中可以通过加入不同的外加剂来达到不同的使用要求。
总的来说, 影响新拌混凝土工作性的因素有很多, 自然因素中主要有温度、降水等的影响;人为因素如材料的选用、集料的配比和施工的工艺规范操作等。在实际的施工过程中, 我们只有按照工艺的规范要求进行, 才是保证施工质量的基础, 只有施工质量合格, 才能建设出满足人们生活要求的桥梁建筑物。
参考文献
[1]张美珍.公路工程检测技术[M].2版.北京:人民交通出版社, 2005.7.