低強度等級自密實混凝土工作性能影響因素研究

低強度等級自密實混凝土工作性能影響因素研究研究不同骨料配比、不同骨料堆積孔隙率條件下，混凝土工作性能的變化，以使混凝土在膠材用量一定的條件下，能獲得更大的流動性；為獲得良好的黏聚性和流動性，本文使用細砂進行混凝土試驗，并考察不同的砂率對自密實混凝土性能的影響；黏度改性型減水劑可以在膠材使用量較低的情況下，有效改善混凝土的黏聚性，此外，還通過與普通減水劑進行對比試驗，研究了具有黏度改性性能的減水劑對自密實混凝土工作性能的影響。1試驗1.1原材料水泥：采用P·O42.5級水泥，3d抗壓強度為25.9MPa，28d抗壓強度48.9MPa，其性能滿足GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》標準的相關(guān)要求；粉煤灰：蕪湖某公司產(chǎn)Ⅱ級粉煤灰，細度為13.4%，燒失量為3.21%；粗骨料：采用兩種粗骨料，大、小石子含泥量均為0.1%，大石子顆粒級配10～20mm，小石子顆粒級配5～10mm；細骨料：含泥量0.7%，表觀密度2647kg/m3，細度模數(shù)1.9；外加劑：采用自制黏度改性型聚羧酸減水劑，復(fù)配流變劑、麥芽糊精等增稠劑，具有較好的黏度改性性能。1.2試驗方案及方法增加摻合料粉煤灰的使用量，并適當(dāng)降低混凝土水灰比，考察其對自密實混凝土性能的影響；通過調(diào)整不同級配石子比例，使其堆積孔隙率不同，探索其對自密實混凝土性能的影響；研究不同砂率對自密實混凝土性能的影響；使用具有黏度改性的聚羧酸高效減水劑，并通過與普通聚羧酸減水劑對比，考察其對自密實混凝土性能的影響。新拌混凝土的測試項目包括：坍落擴展度、1h坍落擴展度、T500、J環(huán)擴展度及抗離析性，試驗按照JGJ/T283-2012《自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定進行。硬化混凝土的測試項目主要為混凝土的7d、28d抗壓強度，試驗按照GB/T50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標準》中的規(guī)定進行。2試驗結(jié)果與分析2.1粉煤灰摻量對自密實混凝土性能的影響不同粉煤灰摻量的自密實混凝土配合比見表1。表2為粉煤灰摻量對自密實混凝土性能的影響結(jié)果。從表1和表2中可以看出，當(dāng)粉煤灰摻量為60kg/m3時，總膠凝材料用量340kg/m3時，所拌混凝土黏聚性較差，流動度也一般，適當(dāng)降低水泥用量，增加粉煤灰摻量及總膠凝材料用量，混凝土流動性逐漸增大，黏聚性也變好，坍落擴展度-J環(huán)擴展度稍有降低，說明其間隙通過性能增加，浮漿百分比隨著粉煤灰摻量增加也有所下降，說明混凝土抗離析性能逐漸提高。當(dāng)粉煤灰摻量為140kg/m3時，混凝土的流動性、間隙通過性等指標符合自密實混凝土標準。降低水泥用量，增加粉煤灰摻量，一方面，在保持成本不增加的條件下，可以提高總膠凝材料用量；另一方面粉煤灰的表觀密度通常小于水泥的表觀密度，替代相同重量的水泥，粉煤灰的體積較相同質(zhì)量的水泥體積要大。因此，通過減少水泥用量，增加粉煤灰用量，可增加混凝土中的漿體體積，提高漿體對骨料的潤滑作用。另外，粉煤灰具有優(yōu)良的顆粒形狀，基本上由粒徑細小的玻璃狀球體組成，在混凝土中起滾珠軸承作用，可減小水泥顆粒間的摩擦，提高漿體的流動性。再者，粉煤灰的粒徑比水泥的粒徑小得多，使之能夠發(fā)揮其解絮作用，釋放因凝絮作用而被水泥顆粒包裹的游離水，輔助高效減水劑使水泥顆粒解絮更加完善。2.2不同骨料堆積孔隙率對自密實混凝土性能的影響表3為粗骨料孔隙率對混凝土工作性能的影響。從表3可以看出，單一級配10～20mm的石子，其緊密堆積孔隙率為40.3%，使用其所拌合的混凝土包裹性差，有大量石子裸露在漿體表面，主要原因是石子空隙率較高，混凝土中石子間隙大，而膠材用量低，易跑漿，所測得浮漿百分比亦較大，即抗離析性能較差；隨著摻加5～10mm石子的比例增大，石子緊密堆積孔隙率降低，所拌合的混凝土和易性逐漸變好，當(dāng)大小石子比例為7:3時，所拌合的混凝土和易性最好，浮漿百分比較低，即抗離析性能較好。進一步增加小石子的摻加量，石子的緊密堆積空隙率逐漸增大，所拌合的混凝土流動性亦逐漸降低，這是因為一方面石子孔隙率增大，易跑漿，另一方面，小石子較多時，石子間摩擦力大，因而影響混凝土流動性。分析可知：隨著小石子摻加比例增加，骨料的緊密堆積空隙率呈現(xiàn)先降低后增大趨勢，混凝土的和易性逐漸變好，當(dāng)大小石子比例為7:3時，混凝土和易性最佳，此時混凝土間隙通過性及抗離析性能亦較好，但隨著小石子摻量的進一步增加，混凝土和易性反而變差。隨著小石子摻量增加，混凝土的浮漿百分比逐漸降低，即抗離析性能增加。2.3水灰比對自密實混凝土性能影響表4為水灰比對自密實混凝土性能的影響結(jié)果。從表4可以看出，當(dāng)水灰比為0.42，外加劑摻量為6.2kg/m3時，所拌和的混凝土流動性較好，但T500時間較長，即混凝土的黏度較大，流速慢，影響其填充性能。當(dāng)水灰比增大至0.47，每m3用水量為180kg/m3時，混凝土的初始擴展度只有645mm，說明外加劑摻量降低，水灰比增大時，混凝土的分散性減弱了。隨著水灰比增大，T500時間減小，即混凝土的黏度降低，而浮漿百分比隨著水灰比的增大而增大，說明水灰比越大，混凝土的抗離析性能越差。2.4砂子的細度模數(shù)及砂率對自密實混凝土性能的影響不同細度砂子的自密實混凝土配合比見表5。表6為砂率對自密實混凝土性能的影響結(jié)果。從表6可以看出，使用細度模數(shù)為1.9的細砂，當(dāng)砂率為42%時，所拌合的混凝土包裹性較差，裸露石子較多，隨著砂率的逐漸增加，混凝土和易性變好，流動度逐漸增大，當(dāng)砂率為48%和51%時，混凝土和易性較好，隨著砂率進一步增加，混凝土黏度較大，流動度降低。這是由于在水泥用量和水灰比一定的條件下，由于砂子和水泥漿組成的砂漿在粗骨料間起到潤滑作用，可以減小骨料間的摩擦力，所以，隨著砂率的增加，混凝土流動性增大。但隨著砂率的進一步增大，混凝土的流動性反而隨之減小，由于砂子的比表面積比粗骨料大，隨著砂率增加，粗細骨料的總表面積增大，在水泥漿用量一定的條件下，骨料表面包裹的漿料減薄，潤滑作用下降，使得混凝土流動性降低，因此，隨著砂率的進一步增加，混凝土的流動性反而下降。隨著砂子細度模數(shù)的增大，混凝土的包裹性變差。使用細度模數(shù)為1.9的細砂時，混凝土和易性較好，當(dāng)砂率增大至3.0時，混凝土的包裹性明顯變差。使用細度模數(shù)為1.9的細砂時，隨著砂率的增加，混凝土的坍落度損失逐漸增大，這是由于隨著砂率增大，混凝土的需水量增加，在同水灰比條件下，其坍落度損失越大。隨著砂率的增加，混凝土黏度逐漸增大，這表現(xiàn)在T500時間逐漸增大。而隨著砂率的增加，混凝土的浮漿百分比逐漸降低，即抗離析性能變好。2.5外加劑對自密實混凝土性能的影響表7為外加劑對自密實混凝土性能的影響結(jié)果。從表7可以看出，使用普通聚羧酸減水劑，當(dāng)外加劑摻量為1.3%時，混凝土和易性較好，隨著外加劑摻量增加，混凝土流動性雖然增大，但亦出現(xiàn)了泌水，當(dāng)外加劑摻量增大至1.5%時，混凝土出現(xiàn)了離析。隨著外加劑摻量的增加，所測得混凝土的浮漿百分比逐漸增大，即抗離析性能逐漸下降。使用具有黏度改性型的減水劑，摻量為1.5%，混凝土和易性較好，流動度最大，且未出現(xiàn)離析、泌水現(xiàn)象。這說明具有黏度改性型的減水劑能有效的改善混凝土離析、泌水，因此，可通過使用具有黏度改性型的減水劑，增加混凝土的流動性，使得混凝土在較大流動度的情況下，不出現(xiàn)離析、泌水現(xiàn)象，從而使混凝土的性能能夠滿足自密實混凝土的標準要求。使用具有黏度改性型的減水劑可有效減少混凝土的浮漿百分比，即增加混凝土的抗離析性能。3結(jié)論（1）適當(dāng)降低膠材用量，增加粉煤灰摻量及總膠材用量，可有效改善混凝土的工作性能，當(dāng)粉煤灰摻量36.8%，總膠材用量為380kg/m3時，所拌和的混凝土工作性能滿足自密實混凝土標準要求。（2）不同石子的配比，影響著骨料的堆積孔隙率，亦對混凝土的工作性能產(chǎn)生影響。隨著小石子摻加比例增加，骨料的緊密堆積空隙率呈現(xiàn)先降低后增大趨勢，混凝土的和易性逐漸變好，當(dāng)大小石子比例為7:3時，混凝土和易性最佳，此時混凝土間隙通過性及抗離析性能亦較好，但隨著小石子摻量的進一步增加，混凝土和易性反而變差。隨著小石子摻量增加，混凝土的浮漿百分比逐漸降低，即抗離析性能增加。（3）增加外加劑摻量，降低水灰比，可以提高混凝土的流動性，且水灰比較低時，混凝土的抗離析性能較好。但水灰比過低，混凝土的黏度較大，流速慢，影響其填充性能。試驗結(jié)果表明，水灰比為0.45，用水量為170kg/m3時，所拌和的混凝土的綜合性能較好。（4）使用細砂可以明顯地提高混凝土黏聚性，砂率對低等級自密實混凝土性能亦有顯著的影響。在一定范圍內(nèi)，隨著砂率的增加混凝土的黏聚性逐漸變好，流動性增大，但超過一定范圍，混凝土流動性反而下降。隨著砂率的增大，混凝土的黏度逐漸增大，抗離析性能增強。（5）使用具有黏度改性型的減水劑可增加混凝土的流動性，使得混凝土在較大流動度的情況下，不出現(xiàn)離析、泌水現(xiàn)象，從而使混凝土的性能能夠滿足自密實混凝土標準要求，且使用具有黏度改性型的減水劑可有效減少混凝土的浮漿百分比，即增加混凝土的抗離析性能。工程質(zhì)量保證措施1、質(zhì)量目標本工程質(zhì)量目標為合格。為確保工程質(zhì)量，從質(zhì)量管理體系的各工序質(zhì)量程度網(wǎng)絡(luò)控制兩大方面嚴格控制，并制定出相應(yīng)的質(zhì)量保證措施以確保工程的質(zhì)量。質(zhì)量保證體系的管理組織，從公司到項目部，配套管理，形成嚴格的統(tǒng)一管理體系，定員定崗責(zé)任到人。2、質(zhì)量保證體系（1）建立健全質(zhì)量保證體系，配備足夠的專業(yè)質(zhì)量檢查人員，確保工程質(zhì)量。（2）加強技術(shù)管理，認真貫徹國家規(guī)范、操作規(guī)程及各項管理制度，確確崗位責(zé)任制，組織學(xué)習(xí)圖紙、施工組織設(shè)計和工藝卡，做好技術(shù)交底工作，并建立技術(shù)考核制度。（3）施工過程中，按部位檢查操作方法和施工效果、及時糾正差錯。按部位及時填寫應(yīng)檢查項目的隱、預(yù)檢記錄單，接受建設(shè)單位和質(zhì)量檢查人員檢查。督促班組執(zhí)行自檢、互檢制和崗位責(zé)任制。（4）測量、定位、放線必須準確，嚴格按施工測量定位方案進行。定位控制樁要保護好，不得擾動。（5）綁扎鋼筋前要熟悉圖紙，近配料檢查加工的鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量和形狀，是否符合要求。（6）所有材料和半成品進場應(yīng)有出廠合格證或檢驗報告，鋼材應(yīng)雙控（合格證和檢驗報告）。（7）嚴格工序交接制度。要及時做好隱蔽工程驗收記錄，認真填寫施工日記，確保技術(shù)資料完整。（8）堅持預(yù)先定標準、定樣板、定材料、定做法。進場材料、半成品和加工品應(yīng)執(zhí)行驗收手續(xù)，不符