泵送轻骨料混凝土工作性能控制技术探讨.pdf
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1、浙江建筑 , 第 2 8卷, 第 8期 , 2 0 1 1年 8月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n ,V o 1 2 8 , N o 8 ,A u g 2 0 1 1 泵送轻骨料 混凝 土工作性能控制技 术探讨 Di s c u s s o f W o r k i n g P e r f o r ma n c e Co n t r o l T e c h n i q u e o f Pu mp L i g h t we i g h t Ag g r e g a t e Co n c r e t e 彭 卫 PENG We i ( 湖南城建职业 技
2、术学 院, 湖南 湘潭 4 1 1 1 0 1 ) 摘要 : 试验 、 研究了不同轻 骨料混凝 土的吸水性能 , 并通过控制轻骨料 的最 大粒径 、 掺加 矿物掺合 料、 掺加有机纤 维和调整 砂率进行 了泵送轻骨料混凝 土分层离析 的研究与分析 , 以便同行了解泵送 轻骨料混凝土工作性能的控制技术 , 进 一步促进泵送轻 骨料混凝土 的应用 。 关键词 : 泵送轻骨料混凝土 ; 工作性 能; 控制技术 中图分类号 : T U 5 2 8 2 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 8 3 7 0 7 ( 2 0 1 1 ) 0 8 0 0 6 40 5 轻 骨 料 混 凝 土 具 有
3、轻 质 高 强 、 保 温 隔 热 、 抗 震 、 抗渗性能 良好的特点 , 既能有效 减轻建筑物 的 自重 , 又 有 良好 的 保 温 隔 热 性 能 和 耐 久 性 能 , 是 一 种优 良的建 筑 节 能 材 料 , 被 广 泛 应 用 于 建 筑 外 墙 挂板 、 隔 墙 板 等 混 凝 土 预 制 构 件 中 。 近 年 来 , 随着轻骨料 混凝 土在桥梁 工程 、 超 高层建筑 中的 应用 , 以及商品混凝土 的发展 , 泵送轻骨料混凝 土 的应用越来 越广 泛 , 因此 2 0 0 2年修订 的 轻骨料 混凝土技术规程 ( J G J 5 1 2 0 0 2 ) 中专 门增 加
4、 了泵 送 轻 骨料 混 凝 土 的 相 关 规 定 , 但 是 由 于 轻 骨 料 混 凝 土 的特 殊 性 , 在 实 际 施 工 中 , 如 何 保 证 泵 送 轻 骨 料 混凝 土 的 工 作 性 能 满 足 施 工 的 要 求 , 是 一 个 较 为棘手的问题 , 使得建筑工程 的设计单 位 、 施工单 位 和 商 品混 凝 土 生 产 者 对 于 泵 送 轻 骨 料 混 凝 土 的 使用心存疑惑 , 影响了这种材料的推广使用 。 本 文 从 轻 骨 料 的 吸 水 性 能 、 轻 骨 料 混 凝 土 拌 合物分层离析的控制方法 以及轻骨料混凝 土拌合 物工作性 能 的评 价指标 进
5、行研 究 与分析 , 希望 能 提高 大 家 对泵 送 轻 骨 料 混 凝 土 工 作 性 能控 制 技 术 的认 识 1 轻骨料吸水特性试验 轻骨 料 的吸水特 性对 其在 配制 轻骨料 混凝 土时 的工作性能具有至关重要 的影响 , 轻骨料 由于 自身 的结构特点 , 吸水性与普通骨料有着明显的区别 , 而 不同的轻骨料之间也存在着较大的不同吸水性能。 按 照性能 的 不 同 , 轻 骨 料 可 分 为 : 超 轻 骨 料 、 普 通轻骨料和高性能轻骨料。普通型和超轻型轻骨料 具有 较好 的保 温 隔热 和 耐 火 等优 良性 能 , 但 力学 性 能较差 , 吸水率较大; 而高性能轻骨料
6、的某些性能与 普通密实骨料相似 , 如低吸水率 和高强度等 , 与 普 通轻 骨料相 比性 能更 为优越 。 本 文对高 性 能轻骨 料与普 通轻 骨料 的 吸水 特性 在 三种 实际 可能发 生 的状态进 行 了测试 比较 。 1 1 试 验原 材料 ( 1 ) 高性能轻骨料 : 宜昌宝珠 陶粒开发有 限责 任公司生产的高强页岩陶粒 。根据堆积密度不同, 分为 6 0 0级 与 8 0 0级 两种 。 ( 2 ) 普通轻骨料 : 泉州市瑞闽陶粒建材厂生产 的黏 土 陶粒 。 收稿 日期 : 2 0 1 1 0 41 8 作者简 介: 彭卫 ( 1 9 7 0 一 ) , 男 , 湖南湘潭人
7、, 副教授, 从事建筑材料专业教学工作。 第 8期 彭卫: 泵送轻骨料混凝土工作性能控制技术探讨 6 5 两类轻骨料的物理质量指标见表 1 。 表 1 两类轻骨料的物理质量指标 对比 ( 根据 GB T 1 7 4 3 1 1 2 - 1 9 9 8测定 ) 1 2测试 状 态及 内容 ( 1 ) 两类轻骨料的吸水率在常压下 随浸泡时间 而 变化 ; ( 2 ) 两类轻骨料的吸水率在真空下 随时间的变 化 : 采用真空泵将盛放轻骨料 的封闭容器的压力在 1 0 m i n 内减少到 8 0 的相对 真空度 ( 以常压 下的相 对真空度为 0 ) , 然后吸入水并在该真空度下保持 相应 的时间,
8、 最后取出轻骨料并测定含水率 ; ( 3 ) 两类轻骨料的吸水率随水压大小的变化: 采 用一 台最大压 力为8 M e a 的水 泵将水 注 入盛放 轻 骨料 的封闭容器, 使水压上升到相应值并保持1 0 m i n , 然后 取出轻骨料并测定在不同水压下的含水率。 1 3测 试 结 果 测 试结 果见 图 1图 3 。 图 1 常压下不 同轻骨料 吸水 率随时间的变化 3 5 3 0 0 图 2真 空状态 下不同轻骨料吸水率 随时间的变化 由图 1可知 : 在常压下, 普通轻骨料的饱和吸水 率约 比高性能轻骨料的大 2倍左右 。高性能轻骨料 图 3不同水压下不 同轻骨料饱和吸水率的变化 只需
9、 1 5 3 0 m i n 基 本 达 到 饱 和 ; 而 普通 轻 骨 料 在 常 压 下则 需约2 4 h 才 能达 到饱 和吸水 状态 。 由图 2可知 , 高性能轻骨料在真空和常压下均 很 快达 到饱 和 吸水 状 态 ( 约 1 5 mi n ) , 且 真 空 饱 和 吸 水率只比常压饱和吸水率高 1 2 。这和扫描 电镜下对孑 L 结构的观察结果一致 : 由于高性能轻骨 料的封闭孔结构和密实外壳 , 水分在较短 时间内只 能渗入表面上 的开 口孔或缝隙。 由图 3可 知 , 普 通 轻骨 料 的 吸水 率 对水 压 的 变 化很敏感 , 其吸水率随泵压或泵送高度距离 的增加 将
10、明显增加。在所施加 的水压解除后 , 普通轻骨料 将释 放 出近一 半 的 吸水 量 , 而高 性 能轻 骨 料 的吸水 率则基本不变 。这使得普通轻骨料无法正常应用于 泵送混凝土 , 也将使得普通轻骨料与浆体的界面变 得多孑 L , 可能导致泵送后混凝土强度 的下降 ; 而高性 能轻骨料则不会由于泵送压力的变化而产生明显的 泵送 过程 吸水 和泵 送后 泌水 现象 。 1 4试 验 结 论 ( 1 ) 高性能轻 骨料具 有较低吸水率, 在 常压下 只需 1 5 3 0 m i n 基本 达 到 饱 和 吸水 , 而在 负压 或 正 压下 , 高性能轻骨料在 1 5 mi n 即能达到饱和吸水
11、 , 因此高性能轻骨料一般不需要采取预湿处理。而普 通轻骨料在常压下则需约2 4 h 才能达到饱和吸水状 态 , 在真空条件下需3 0 mi n 基本达到饱和。因此普 通 轻 骨 料 可 以 常 压 下 预 湿2 4 h 或 真 空 条 件 下 预 湿 3 0 m i n 左右来使轻骨料饱水。 ( 2 ) 普通轻骨料不仅 常压下吸水 率大, 而且在 压力条件下 , 吸水率随压力大小而变化明显 , 不但对 坍落度经时损失 、 泵送性能影响较大 , 而且对混凝土 的强度会产生不利影响。高性能轻骨料即使在负压 或正压条件下 , 其吸水率仅 7 8 , 只 比常压吸 水率高 2 3 。因此 高性能轻骨
12、料混凝土拌合 物在1 5 h 内仍能保持泵送所需 的坍落度 , 在泵送过 程中坍落度也没有 明显变化, 较好地适应泵送施工 要求 。 加 m 0 埒* 4 2 O 8 6 4 2 0 瓣繁 6 6 浙江建筑 2 0 1 1 年第 : 8卷 2 控 制轻 骨料 混凝 土分层 离析 的技 术措 施 轻骨料与水泥浆体 的密度有较大的差别 , 如果 按照普通混凝土的配合 比设计 , 轻骨料混凝 土的分 层 离析 问题将 会 十 分严 重 , 很 难 满 足 现 代混 凝 土 建 筑施工的要求。因此, 开展轻骨料混凝土的离析控 制技术的研究显得尤为重要 。只有有效控制轻骨料 混凝土的离析问题 , 才能促
13、进这种集结构与功能一 体化 的建 筑材料 更 为广泛 的应 用 。 很显然轻骨料混凝土的离析是不可避免的, 但是 离析程度是可以控制的。导致颗粒从分散介质 中分 离的直接原因是它们之间发生了相对运动而产生不 同的位移。对于成型好的混凝土 , 由于各种颗粒的相 对运动速度不同会造成颗粒分布不均匀的现象。 颗粒的相对运动速度可以由式 ( 1 ) 进行计算 : = = 一 l J 式 ( 1 ) 中 : 一 颗粒 的相对 运动 速度 ; r 一 轻 骨料 的粒径 ; g 一 重力 加速 度 ; p 一 轻骨料 的表 观密 度 ; p 一混 凝土 的密 度 ; 一 混 凝 土 的粘 度 。 由于轻骨料
14、 的表观密度 P小于混凝 土的密度 P , 因此轻骨料 向上浮动。轻骨料颗粒向上 的运动 速度越大 , 轻骨料混凝土的分层离析程度越高。由 式 ( 1 ) 可见 , 颗 粒 的运 动速 度 和轻 骨料 的粒 径 r 的 平方 成正 比, 和混凝 土 与轻骨 料 的密度差 ( P 一 P ) 成 正 比 , 和 混凝 土 的粘 度 成 反 比 。 结合公式和大量 的试验, 我们归纳出控制轻骨 料混凝土分层离析的几项关键技术措施 。 2 1 控 制轻 骨料 的最 大粒径 由式 ( 1 ) 可知 , 轻骨料 的运 动速度与粒径的平 方成正 比。因此 , 轻骨料的粒径无疑是影 响轻骨料 混凝土工作性能
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