配合比参数对混凝土可泵性的影响试验.pdf

杨胜 江： 配合 比参数对混凝土可泵性的影 响试验 2 1 配合 比参数对 混凝土可泵性 的影 响试验 杨胜江 ( 贲州桥梁建设集 团有 限责任公司 。 贵阳5 5 0 0 0 1 ) 【 摘要】 通过调整混凝土中的砂率、 水胶比与减水剂掺量等三个重要参数 ， 具体进行了这几个参数对 C 5 0 级泵送混凝土的可泵性能影响的试验研究 ， 得 出砂率 、 水胶 比与减水剂掺量对混凝土可泵性能的影响作用规律， 以供高塔泵送混凝土的配合比的设计使用。 【 关键词】 可泵性； 砂率； 水胶比； 减水剂 【 中图分类号】 T U 5 2 8 ． 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 { 2 0 1 3 ) 0 6 — 0 0 2 1 — 0 2 如果混凝土的配合 比设计合理， 原材料合格， 则 和易性 ( 除保水 性外 ) 、 坍 落度损 失 、 含 气量 等 都可 以 通过混凝土外加剂进行调整， 而泌水率则没有可以直 接调整的方法。长期以来 ， 新拌混凝土的泌水一直是 一 个难 题 ， 原 因在 于泌水受 到很 多 因素 的影响 ， 但是 没有哪个因素能起关键作用， 不能通过该因素直接解 决泌水问题 ， 压力泌水也是如此 ， 如果这个问题得不 到解决 ， 则可能导致混凝土的可泵性出现问题。压力 泌水试验是检验混凝土拌合物可泵性能好坏 的一种 有效方法。在压力泌水试验中发现 ， 对于任何坍落度 的混凝土拌合物， 开始 1 0 s内的出水速度很快， 而超过 1 4 0 s以后 ， 泌出水的体积很小， 因而， 。 ／ v , 帅 可以代表 混凝土拌合物的保水性能， 同时也反映阻止拌合水在 压力作用下渗透流动的内阻力。s 。 。 的值越小， 表明混 凝 土拌 合 物 的可 泵 性 愈 好 ； 反 之 ， 则 表 明可 泵 性 不 良 。文中通过研究配合比参数的变化对可泵性的 影响， 揭示配合比参数选取对可泵性的重要性。 1试验研 究 1 ． 1 试验原材料及配合 比 试验采用贵州水 城水 泥厂产 蒙 山牌 P ． O 4 2 ． 5水 泥机制砂， 细度模数 3 ． 1 2 ， 5～ 2 5 ra m级配连续的碎石。 试验基准配合比如表 1 所示。 表 1 混凝土基准试验配合比 1 ． 2 试验计 划 试验采用 4种不同砂率 3 8 ％、 4 0 ％ 、 4 2 ％ 、 4 4 ％ ， 保 持砂石质量不变 ， 进行砂率变化影响试验研究 ， 同时 采用 0 ． 3 3 、 0 ． 3 5 、 0 ． 3 7 、 0 ． 3 9 、 0 ． 4 1等 5个不 同水 胶 比 变化来研究可泵性， 采用固定水胶 比变化减水剂掺量 0 ． 7 5 、 0 ． 1 0 、 1 ． 2 5 、 1 ． 5 0进行 变外加 剂掺量 对可 泵性影 响研究。分别测试对应配合 比混凝土的坍落度、 常压 泌水率以及压力泌水率 ， 之后对可泵性进行分析评价。 2试验结果与分析 2 ． 1 砂率对混凝土可泵性 的影响 水泥砂浆浆体体系在混凝土泵送过程中， 起到润 滑管壁与包裹粗骨料的作用 ， 使得粗骨料悬浮在砂浆 体系之中， 保证骨料与浆体之间的离析不会出现。由 此可 以看 出 ， 细 集料 对混 凝土 可泵 性所引 起 的影 响 ， 要大于粗集料的作用。因此这就要求细集料不仅数 量要足够， 并且级配必须良好。而在砂的级配与细度 模数一定的情况下， 砂率就成为可泵性良好与否的重 要参数了。因此对此进行必要的研究， 分析其对混凝土 可泵性的影响。试验结果数据绘制成见图 1 和图2 。 从 图 1 可 以看 出压 力泌 水率 随砂率增 大而减 小 ， 当砂率达 到 4 2 ％ 时压 力 泌水 率降低 到最 低 值。4 2 ％ 之后， 随着砂率的继续增加 ， 混凝土的压力泌水率增 大。试验中砂率存在着一个最优值 4 2 ％， 此时压力泌 水率最低为3 2 ． 6 ％。因此 ， 对于高泵程的混凝土应适 当提高砂率 。 在混凝土体 系中 ， 砂 作 为细集料填充 在 了粗骨 料 的堆积空 隙 之 中， 在 水 泥浆 一定 的条件 下 ， 若砂 率 过 大， 则骨料 的总表面积及空隙率增大， 混凝土混合物 就显得干 稠。若砂 率 过小 ， 砂 浆量不 足 ， 不 能在 粗 骨 料的周围形成足够的砂浆层起润滑和填充作用， 也会 降低混合物的流动性， 使混凝土拌合物的粘聚性、 保 水性变差 ， 使混凝 土混合物 显得粗 涩 ， 粗 骨料 离析 ， 水 2 2 低温建筑技术 2 0 1 3年第 6期( 总第 1 8 0期 ) 泥 浆流失 。 从图 2砂率与混凝土坍落度关系曲线 可以看 出， 随 着砂率的增加混凝土的坍落度也在增加， 但是进一步研 究发现其在4 6 ％时达到最大值， 超过之后逐步降低。砂 率在4 2 ％时， 混凝土的和易性良好， 粘聚性最好。 综 上 ， 确 定混凝 土配合 比中采用 4 2 ％ 的砂率进行 施工混凝土配合比设计， 及其它混凝土的物理力学性 能研 究 。 2 ． 2 W ／ B变化对混凝 土可泵性 的影 响 W／ B变化对压力泌水率与坍落度的影响研究的 主要内容也是测试混凝土的压力泌水率与坍落度。 试 验结果列 于表 2中。 表 2 W ／ B变化对压力泌水与坍落度数据 由表2可知， 随着混凝土中用水量的增加， 混凝土 的压力泌水率在不断增 大。 这 主要是 由于混 凝土的 W ／ B变大相 当于混凝土 中的 自由水 量增加 ， 这些 自由 水存在于混凝土各组分颗粒之间， 在泵送压力的作用 下 ， 可 以 自由的游离 出来。 W ／ B越 大则 自由水量越 大 ， 所以泌水率 自然就增大了。 由表 2可以看出来， 混凝土 的坍落度也随着 W ／ B的增大而变大。 道理同前。 但是 混凝土的和易性和保水性随着 W ／ B的增大呈现非线 性的变化， 当W ／ B超过0 ． 5 0 ％ 后， 随着 W ／ B增加坍落 度 不再继 续增加 ， 保 水性 变差 。 本 研究 混凝 土 的强度 等级为 C 5 0 ， W ／ B 取值不 能过大 ， 因此没有对大 W ／ B的 混凝土可泵性进行继续的分析研究。 通过上述分析 ， 可知本 工程 需用混凝 土配合 比的 W ／ B应该尽量的控制在小值 ， 混凝土的工作性需要通 过高效减水剂的调整来达到。 因为过大的 W ／ B将要导 致混凝 土抗压强度 的过 量降低 ， 使得 混凝 土达不到 设 计 等级 。 同时大 的 W ／ B使 得混凝 土产 生离析 与泌水 。 本 研究选用 0 ． 3 7的 W ／ B进行施工配合 比设计使用。 它 可 以满 足混凝土的工作性 和可泵性 。 2 ． 3 外加剂掺量变化对 混凝 土可泵性的影响 减水剂作为配制高流动性和高强度混凝土不可 或缺 的第 五组 分 ， 也 直接 影响 着混凝 土 的可 泵性能 。 萘系高效减水剂可以对水泥颗粒产生强烈的分散作 用 ， 高效减 水 剂在 水 泥 颗 粒 界 面 上 吸 附并 形 成 双 电 层 ， 使水泥粒子间产生静电斥力作用， 拆散了水泥颗 粒 之间的絮凝结构 ， 释放 出水泥 粒子 之间原 本约束 的 起来的水， 这些释放 出来的水分使得水泥粒子 问润 滑 ， 进 而使 得混凝 土 开始流 动 的屈 服剪 切 应力 降低 ， 获得高流动性能。试验所测试的混凝土压力泌水率 和混凝土的坍落度值列于表 3中。 表 3 外加剂掺量对压力泌水坍落 度数据 从表 3可看 出 ， 随着 高效减水剂 掺量 的从0 ． 7 5 ％ 到 1 ． 5 0 ％ 的不 断提 高 ， 由于其减水作 用释 放 出来 的混 凝土内部 自由水增多， 因此可供混凝土泌出的水分增 多， 当减水剂掺量加大到 1 ． 5 ％以后， 压力泌水率急剧 增加 ， 导 致 混 凝 土 泌水 严 重 。同时 混 凝 土 的 状 态 很 差 ， 严 重离 析 ， 这 就说 明高效 减水 剂掺 量 存在一 个 最 优的值， 不是掺量越大效果越好。本研究得到的值应 该为 1 ． 2 5 ％左右， 此时混凝土的和易性、 工作性、 可泵 性均 为最好 。同时从表 3观察知混凝 土 中高效减水剂 的掺量控制在 1 ． 2 5 ％时混的坍落度为2 2 ． 3 c m， 混凝土 的工作性能很好， 当掺量继续增加时， 坍落度变化不 明显 ， 同时混 凝 土 的状态 急剧下 降 。由此 可 知 ， 此种 高效减水剂的最优掺量应该在 1 ． 2 5 ％左右， 本工程应 用的施工配合 比设计参数确定为 1 ． 2 5 ％。 3结语 通过文中对于高程泵送混凝土配合 比参数中的 砂率、 水胶 比与减水剂掺量对可泵性能的试验研究 ， 可得到所需的混凝土配合比参数。混凝土中此 3个参 数均存在一个最佳或最优值。 其分别为： W ／ B为0 ． 3 7 、 高效 减水 剂掺量 占胶结材料质量 的 1 ． 2 5 ％ 、 混 凝 土砂 率为 4 2 ％ 。施工 配合 比应采 用上 述设 计参 数 进行 设 计， 并进行混凝土的相关力学性能与耐久性能 的试验 研究， 以最终确定施工配合比。 参考 文献 [ 1 ] 王勇 ．水 泥混凝 土可泵性优化方案分析 [ J ] ． 科技信 息 ， 2 O l 1 ， ( 5 ) ： 2 7 5—3 0 9 ． [ 2 ] 张意志 ．混凝土可泵性 的影响 因素及改善措施 [ J ] ． 商品混 凝 土 ， 2 o 1 2， ( 7 ) ： 3— 6 ． [ 3 ] 逢鲁峰， 袁惠星． 高性能混凝土可泵性试验研究[ J ] ． 混凝土， 1 9 9 8 ， ( 2 ) ： l 1 一l 4 ． [ 收稿 日期 】 2 0 1 3—0 4—1 6 [ 作者简介】 杨胜江( 1 9 7 6一) ， 男， 贵州安龙人 ， 高级工程师， 从事交通土建工程与研究工作 。