隨著城市建設的發展,商品混凝土在建筑工程中逐步取代了現場自拌混凝土。商品混凝土在工程中的應用,大大提高了工程實體的質量保證率,但同時也衍生出一些問題。由于受城市規劃要求及原材料運輸條件的限制,混凝土攪拌站基本上分布在遠離城區的市郊,商品混凝土從攪拌站運送至施工現場,運輸距離普遍較遠,加上城市交通狀況、混凝土現場等待、機械故障等一些偶然因素,導致混凝土從加水攪拌到開始澆筑往往需要數小時的時間。
在混凝土實際施工過程中,對于混凝土因運送及等待時間較長導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行調節。對于時間過長的混凝土,視情況進行降級處理或者直接倒掉,造成了大量的資源浪費。在管理不規范的施工現場,還存在一定程度的加水現象,給工程帶來了很大的質量隱患。
本文采用一種新的混凝土工作性能調整技術,即定時添加緩凝型高效減水劑,通過研究混凝土生產后在不同時間的工作性能變化及試塊28d抗壓強度,對比分析該技術相對于傳統處理方法在提高混凝土使用時效中的優勢。
1混凝土運送時間對混凝土性能的影響
混凝土加水攪拌后,其水化作用就已經開始,隨著時間的推移,水化作用持續進行,混凝土自由水不斷減少,流動性逐漸變差。經過不斷的水化作用,水泥漿體內部逐步形成具有結構強度的結晶結構。對于長時間等待已接近初凝的混凝土,其結晶結構已經初步形成,在混凝土澆搗成型時,由于受到振動棒等外力作用,會使已經形成的結晶結構被破壞而且不能恢復,最終導致混凝土強度的降低。
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生了大量氣泡,在混凝土運輸過程中,混凝土的含氣量會隨著時間延續而不斷減小,導致混凝土流動性降低。但是,含氣量減小對混凝土強度有一定的補償作用。有資料顯示,混凝土含氣量每增加1%,混凝土強度下降約4%~5%。同時,在運輸過程中,混凝土中水分不斷蒸發,實際水灰比降低,對混凝土強度也有提高作用。
2不同混凝土調整技術對比
采用杭州地區預拌混凝土攪拌站常用的原材料,選用強度等級為C30,初始坍落度在160~200mm的混凝土進行試驗。試驗過程中采用不同的處理方法調整混凝土坍落度,使其達到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準試塊28d抗壓強度,研究混凝土不同等待時間采用不同調整技術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)特細砂:天然砂,細度模數1.0;
(5)機制砂:細度模數3.1,含粉量5.3%,亞甲藍試驗合格;
(6)碎石:獐山5~25mm連續級配碎石;
(7)減水劑:浙江省天和建材集團有限公司新型建材分公司生產的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的問題更多,因此選定試驗溫度為26~30℃,經過試驗,C30混凝土初凝時間8h25min,終凝時間9h40min。
2.3試驗過程及結果對比
2.3.1加水調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節坍落度至140~180mm。以混凝土加水攪拌時間為0h開始計算,每間隔1h取1份拌合物,制作邊長為150mm的立方體抗壓強度標準試件,試件成型采用搗棒人工搗實。測試試件標養28d的抗壓強度,試驗結果見表2。
從試驗結果可以看出,在2h內不加水坍落度也能夠達到要求,但是混凝土流動性逐漸變差,抗壓強度相對于剛生產時有提高的趨勢。但是隨著時間的不斷延長,混凝土工作性能已無法達到施工要求,通過加水可以調整混凝土坍落度,但流動性仍然非常差,混凝土強度也明顯降低。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,采用現場加水調節混凝土的工作性能,將對工程質量帶來嚴重隱患,是必須禁止的行為。
2.3.2加緩凝型高效減水劑調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節坍落度至140~180mm。以混凝土加水攪拌時間為0h開始計算,每間隔1h取1份拌合物,制作邊長150mm的立方體抗壓強度標準試件,試件成型采用搗棒人工搗實。測試試件標養28d的抗壓強度,試驗結果見表3。
從表3中可以看出,與加水相比,通過加入適量減水劑調整混凝土有著明顯的優越性。在較長的時間內,加入適量減水劑仍然能使混凝土的工作性能達到設計要求,并且混凝土的強度有一定的提高。但是,在實際生產及運輸過程中,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,澆筑時可能出現大的混凝土結塊,成型后混凝土局部凝結時間過長,影響工程質量。
2.3.3定時加緩凝型高效減水劑調整工作性能對混凝土的影響
制取6份混凝土拌合物,放置在室溫環境下靜置,每2h左右攪拌一次,每次攪拌時添加減水劑調節坍落度至140~180mm。以混凝土加水攪拌時間為0h開始計算,每2h制作1份拌合物,制作邊長150mm的立方體抗壓強度標準試件,試件采用搗棒人工搗實。測試試件標養28d的抗壓強度,結果見表4。
從試驗結果可以看出,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,并且抗壓強度明顯提高。由于外加劑緩凝成分的持續作用,混凝土的凝結時間推后,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,實現了混凝土在生產等待過程中的動態控制,將大大減少混凝土由于等待時間過長導致的浪費,保證凝土質量。
定時適量添加緩凝型高效減水劑的混凝土凝結時間有所延長,對混凝土結構的拆模時間可能會產生一定影響。當外加劑摻量添加膠凝材料用量的0.5%時,混凝土凝結時間延長約10h。通過對混凝土各齡期強度跟蹤,混凝土早期抗壓強度有所降低,7d強度基本達到正常水平。
3結論及建議
(1)通過加水調整混凝土工作性能效果不理想,抗壓強度明顯降低,帶來極大的質量隱患,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整混凝土工作性能,能延長預拌混凝土的使用時效,保證混凝土工作性能和強度,對混凝土耐久性能的影響需要進一步試驗。
(2)采用定時適量添加緩凝減水劑的方法調整混凝土,若推廣到生產中,可通過人工稱量或在攪拌車中增設稱量設備準確控制減水劑的用量,避免摻加過多的減水劑導致離析、凝結時間過長的問題,添加減水劑的用量及頻率宜根據環境溫度、混凝土坍落度損失情況及減水劑的性能進行試驗確定。為確?;炷恋膭蛸|性,需要在每次添加減水劑后進行充分的攪拌,攪拌時間應由試驗確定。
(3)混凝土在運送過程中的質量控制至關重要,混凝土企業應特別重視混凝土運輸車輛和施工現場的混凝土管理,實現混凝土的動態調整和質量控制。
(4)攪拌站在供應過程中合理調度,根據工程現場施工進度控制混凝土生產供應速度,保證混凝土施工的連續性,對于運送及等待時間過長的混凝土,應及時采取技術措施進行處理,并做好相關記錄。