不同等待時間及處理措施對混凝土強(qiáng)度的影響

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，商品混凝土在建筑工程中逐步取代了現(xiàn)場自拌混凝土。商品混凝土在工程中的應(yīng)用，大大提高了工程實體的質(zhì)量保證率，但同時也衍生出一些問題。由于受城市規(guī)劃要求及原材料運(yùn)輸條件的限制，混凝土攪拌站基本上分布在遠(yuǎn)離城區(qū)的市郊，商品混凝土從攪拌站運(yùn)送至施工現(xiàn)場，運(yùn)輸距離普遍較遠(yuǎn)，加上城市交通狀況、混凝土現(xiàn)場等待、機(jī)械故障等一些偶然因素，導(dǎo)致混凝土從加水?dāng)嚢璧介_始澆筑往往需要數(shù)小時的時間。在混凝土實際施工過程中，對于混凝土因運(yùn)送及等待時間較長導(dǎo)致坍落度損失較大的情況，一般可采用二次攪拌或二次添加減水劑的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。對于時間過長的混凝土，視情況進(jìn)行降級處理或者直接倒掉，造成了大量的資源浪費(fèi)。在管理不規(guī)范的施工現(xiàn)場，還存在一定程度的加水現(xiàn)象，給工程帶來了很大的質(zhì)量隱患。本文采用一種新的混凝土工作性能調(diào)整技術(shù)，即定時添加緩凝型高效減水劑，通過研究混凝土生產(chǎn)后在不同時間的工作性能變化及試塊28d抗壓強(qiáng)度，對比分析該技術(shù)相對于傳統(tǒng)處理方法在提高混凝土使用時效中的優(yōu)勢。1混凝土運(yùn)送時間對混凝土性能的影響混凝土加水?dāng)嚢韬?，其水化作用就已?jīng)開始，隨著時間的推移，水化作用持續(xù)進(jìn)行，混凝土自由水不斷減少，流動性逐漸變差。經(jīng)過不斷的水化作用，水泥漿體內(nèi)部逐步形成具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。對于長時間等待已接近初凝的混凝土，其結(jié)晶結(jié)構(gòu)已經(jīng)初步形成，在混凝土澆搗成型時，由于受到振動棒等外力作用，會使已經(jīng)形成的結(jié)晶結(jié)構(gòu)被破壞而且不能恢復(fù)，最終導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的降低。另一方面，由于引氣劑或引氣型外加劑的使用，混凝土在投料和攪拌過程中產(chǎn)生了大量氣泡，在混凝土運(yùn)輸過程中，混凝土的含氣量會隨著時間延續(xù)而不斷減小，導(dǎo)致混凝土流動性降低。但是，含氣量減小對混凝土強(qiáng)度有一定的補(bǔ)償作用。有資料顯示，混凝土含氣量每增加1%，混凝土強(qiáng)度下降約4%～5%。同時，在運(yùn)輸過程中，混凝土中水分不斷蒸發(fā)，實際水灰比降低，對混凝土強(qiáng)度也有提高作用。2不同混凝土調(diào)整技術(shù)對比采用杭州地區(qū)預(yù)拌混凝土攪拌站常用的原材料，選用強(qiáng)度等級為C30，初始坍落度在160～200mm的混凝土進(jìn)行試驗。試驗過程中采用不同的處理方法調(diào)整混凝土坍落度，使其達(dá)到140～180mm的工作性能要求。通過測試比較混凝土的工作性能及標(biāo)準(zhǔn)試塊28d抗壓強(qiáng)度，研究混凝土不同等待時間采用不同調(diào)整技術(shù)對混凝土性能的影響。2.1混凝土原材料(1)水泥：杭州市大馬水泥有限公司生產(chǎn)的PO42.5水泥；(2)礦粉：杭鋼S95礦粉；(3)粉煤灰：杭州半山電廠的Ⅱ級粉煤灰；(4)特細(xì)砂：天然砂，細(xì)度模數(shù)1.0；(5)機(jī)制砂：細(xì)度模數(shù)3.1，含粉量5.3%，亞甲藍(lán)試驗合格；(6)碎石：獐山5～25mm連續(xù)級配碎石；(7)減水劑：浙江省天和建材集團(tuán)有限公司新型建材分公司生產(chǎn)的JB-201緩凝型高效減水劑；(8)水：自來水。2.2混凝土配合比混凝土配合比見表1。考慮到夏季混凝土因長時間等待出現(xiàn)的問題更多，因此選定試驗溫度為26～30℃，經(jīng)過試驗，C30混凝土初凝時間8h25min，終凝時間9h40min。2.3試驗過程及結(jié)果對比2.3.1加水調(diào)整工作性能對混凝土的影響制取6份混凝土拌和物，按照制作時間順序編號依次為0～5h，放置在室溫環(huán)境下靜置，每1h左右攪拌一次，攪拌均勻。制作試塊前通過加水調(diào)節(jié)坍落度至140～180mm。以混凝土加水?dāng)嚢钑r間為0h開始計算，每間隔1h取1份拌合物，制作邊長為150mm的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件，試件成型采用搗棒人工搗實。測試試件標(biāo)養(yǎng)28d的抗壓強(qiáng)度，試驗結(jié)果見表2。從試驗結(jié)果可以看出，在2h內(nèi)不加水坍落度也能夠達(dá)到要求，但是混凝土流動性逐漸變差，抗壓強(qiáng)度相對于剛生產(chǎn)時有提高的趨勢。但是隨著時間的不斷延長，混凝土工作性能已無法達(dá)到施工要求，通過加水可以調(diào)整混凝土坍落度，但流動性仍然非常差，混凝土強(qiáng)度也明顯降低。特別是等待時間超過5h后，即使加入大量的水，混凝土仍然喪失工作性能。因此，采用現(xiàn)場加水調(diào)節(jié)混凝土的工作性能，將對工程質(zhì)量帶來嚴(yán)重隱患，是必須禁止的行為。2.3.2加緩凝型高效減水劑調(diào)整工作性能對混凝土的影響制取6份混凝土拌合物，按照制作時間順序編號依次為0～5h，放置在室溫環(huán)境下靜置，每1h左右攪拌一次，攪拌均勻。制作試塊前通過添加減水劑調(diào)節(jié)坍落度至140～180mm。以混凝土加水?dāng)嚢钑r間為0h開始計算，每間隔1h取1份拌合物，制作邊長150mm的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件，試件成型采用搗棒人工搗實。測試試件標(biāo)養(yǎng)28d的抗壓強(qiáng)度，試驗結(jié)果見表3。從表3中可以看出，與加水相比，通過加入適量減水劑調(diào)整混凝土有著明顯的優(yōu)越性。在較長的時間內(nèi)，加入適量減水劑仍然能使混凝土的工作性能達(dá)到設(shè)計要求，并且混凝土的強(qiáng)度有一定的提高。但是，在實際生產(chǎn)及運(yùn)輸過程中，由于等待時間過長，混凝土的坍落度很小，流動性非常差，攪拌車的自落式攪拌已經(jīng)無法使新加入的外加劑與混凝土攪拌均勻，澆筑時可能出現(xiàn)大的混凝土結(jié)塊，成型后混凝土局部凝結(jié)時間過長，影響工程質(zhì)量。2.3.3定時加緩凝型高效減水劑調(diào)整工作性能對混凝土的影響制取6份混凝土拌合物，放置在室溫環(huán)境下靜置，每2h左右攪拌一次，每次攪拌時添加減水劑調(diào)節(jié)坍落度至140～180mm。以混凝土加水?dāng)嚢钑r間為0h開始計算，每2h制作1份拌合物，制作邊長150mm的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件，試件采用搗棒人工搗實。測試試件標(biāo)養(yǎng)28d的抗壓強(qiáng)度，結(jié)果見表4。從試驗結(jié)果可以看出，定時添加適量的緩凝型高效減水劑，能使混凝土一直保持較好的工作性能，并且抗壓強(qiáng)度明顯提高。由于外加劑緩凝成分的持續(xù)作用，混凝土的凝結(jié)時間推后，混凝土的有效使用時間大大延長。采用定時適量添加緩凝型高效減水劑的方法，實現(xiàn)了混凝土在生產(chǎn)等待過程中的動態(tài)控制，將大大減少混凝土由于等待時間過長導(dǎo)致的浪費(fèi)，保證凝土質(zhì)量。定時適量添加緩凝型高效減水劑的混凝土凝結(jié)時間有所延長，對混凝土結(jié)構(gòu)的拆模時間可能會產(chǎn)生一定影響。當(dāng)外加劑摻量添加膠凝材料用量的0.5%時，混凝土凝結(jié)時間延長約10h。通過對混凝土各齡期強(qiáng)度跟蹤，混凝土早期抗壓強(qiáng)度有所降低，7d強(qiáng)度基本達(dá)到正常水平。3結(jié)論及建議(1)通過加水調(diào)整混凝土工作性能效果不理想，抗壓強(qiáng)度明顯降低，帶來極大的質(zhì)量隱患，是必須制止的行為；混凝土澆筑前二次添加緩凝減水劑的方法具有局限性，等待時間過長、性能太差的混凝土無法通過攪拌車攪拌均勻；采用定時適量添加減水劑的方法調(diào)整混凝土工作性能，能延長預(yù)拌混凝土的使用時效，保證混凝土工作性能和強(qiáng)度，對混凝土耐久性能的影響需要進(jìn)一步試驗。(2)采用定時適量添加緩凝減水劑的方法調(diào)整混凝土，若推廣到生產(chǎn)中，可通過人工稱量或在攪拌車中增設(shè)稱量設(shè)備準(zhǔn)確控制減水劑的用量，避免摻加過多的減水劑導(dǎo)致離析、凝結(jié)時間過長的問題，添加減水劑的用量及頻率宜根據(jù)環(huán)境溫度、混凝土坍落度損失情況及減水劑的性能進(jìn)行試驗確定。為確?；炷恋膭蛸|(zhì)性，需要在每次添加減水劑后進(jìn)行充分的攪拌，攪拌時間應(yīng)由試驗確定。(3)混凝