泵送輕骨料混凝土的研究
2006-06-01 00:00
摘要：針對配制輕骨料混凝土難以滿足泵送施工要求的問題，采用了臺理的混凝土配合比設(shè)計， 摻用粉煤灰、磷渣、輕骨料混凝土專用外加劑，從而實現(xiàn)了使用大吸水率陶粒配制輕骨料混凝土達到泵送的要求。
關(guān)鍵詞：輕骨料；陶粒輕骨料混凝土；泵送
輕骨料混凝土(LWC)是用多孔輕質(zhì)骨料配制的一種輕質(zhì)混凝土，容重低于1 950 kg／m3 ，比普通混凝土輕20% 以上。將LWC用于結(jié)構(gòu)，對降低結(jié)構(gòu)荷載具有積極意義；此外，LWC還具有保溫、抗震、耐火性能好、無堿骨料反應(yīng)等一系列優(yōu)點，因而有著廣闊的應(yīng)用前景。
泵送混凝土具有技術(shù)先進、工效高、節(jié)約勞動力等優(yōu)點，正愈來愈廣泛地應(yīng)用于高層建筑及大體積混凝土工程中。目前，解決高吸水率普通輕骨料的堵泵、施工難度大的問題，已經(jīng)成為提高我國輕骨料應(yīng)用技術(shù)，擴大輕骨料應(yīng)用范圍的關(guān)鍵。本研究選用吸水率為13.5% 的陶粒配制LWC，達到了泵送施工的要求。
1 原材料及實驗方法
1.1 原材料
輕骨料一800級陶粒，具體性能見表1和表2；水泥一42.5普通硅酸鹽水泥，R28=56.2 MPa；砂一河砂，細度模數(shù)1.3及人工砂，細度模數(shù)3.1，二者混合級配；磷渣粉一主要物理性能為：密度2.93 g／cm3 ，比表面積3 370 cm3 ／g，需水比98% ，活性指數(shù)7 d=45%、28 d=84% ；外加劑一專用外加劑，減水率16% 。
1.2 試驗方法
試驗按照《輕集料及其試驗方法(GB／T 1731.1-2一1998)》和《輕集料混凝土技術(shù)規(guī)程(JGJ 51—90)》，混凝土力學(xué)性能試驗按GBJ 81—85進行。
2 LWC試驗研究
針對LWC的特性，尤其是針對多數(shù)陶粒吸水率過大使泵送的難度更大的特點，我們著重對陶粒進行預(yù)吸水處理，并摻用摻合料以改善LWC的流動性，從而研制出了專用的輕骨料混凝土外加劑，提高了LWC的黏性。我們在室內(nèi)模擬泵送條件，評價LWC的可泵性，分別測試了LWC拌合物出機后90 min的保塑性(坍落度、擴展度、倒置坍落度桶混凝土流出時間)及分層度，在5 MPa壓力條件下反復(fù)作用3次后，測試混凝土拌合物的流動性。經(jīng)過了200多次配合比試驗后，確定采用如下配合比，見表3。
在輕骨料混凝土拌制過程中，還采取了以下措施以保證達到泵送的要求：
①所采用的原材料，除常規(guī)組成材料外，還采用粉煤灰、磷渣、LWC專用外加劑等(外加劑采用后加法)；
?、跀嚢枨皩p骨料進行預(yù)吸水處理。
3 模擬泵送混凝土性能指標(biāo)測試
LWC出機、模擬泵送前后測得的性能指標(biāo)見表4。
分層度試驗采用白加工的一個圓柱形鋼模，直徑15 cm，高度45 cm(分上、中、下3段，高度均為15 cm)，拌合物裝入后，經(jīng)振動臺振動，分別測試最上層和最下層的混凝土拌合物中的輕骨料含量，其相對差值即是分層度。差值越大，表明輕骨料越容易漂?。幌喾?，差值越小，混凝土拌合物的均勻性越好。
由表4可見，混凝土的分層度為3.5% 。由于摻用了專用的輕骨料混凝土外加劑及復(fù)合加入磷渣和粉煤灰，LWC黏聚性好，抗離析能力強，混凝土拌和物的保水性與均勻性良好。混凝士拌合物初始坍落度25 cm，擴展度達50 cm，倒置坍落度桶混凝土流出時間為5 s，和易性好，拌合物通過窄孔連續(xù)、快速，流動性好。且經(jīng)過90 min的運輸后，坍落度為22 cm，擴展度仍有38 cm，拌合物的保塑性仍較好。出廠前，測試了模擬泵送壓力條件下混凝土拌合物性能變化，在5 MPa壓力下反復(fù)3次后測得混凝土的坍落度為15 cm，擴展度為32 cm，仍有較好的和易性。在壓力條件下輕骨料有從拌合物中吸取自由水的情況，這導(dǎo)致混凝土拌合物流動性降低。但泵送的情況比模擬條件下更好些，LWC在12 MPa泵送壓力下泵送30 m垂直高度后，測得混凝土坍落度為21.5 cm，擴展度為35 cm，流動性降低很少，這是因為模擬條件的加壓和卸壓速度和混凝土泵的實際速度不一致造成的差異。出泵后測得的混凝土濕容重為1 940 kg／m3，比入泵送前增加了3.2% 。這是由于在泵送壓力下，空氣被壓入了混凝土中的輕骨料內(nèi)，使混凝土的含氣量降低，混凝土的密實度提高了，相應(yīng)地混凝土28 d抗壓強度也較入泵前增加了14% 。實際抽樣測得無論混凝土出機、入泵前和泵出后，28 d混凝土抗壓強度均大于30 MPa。
4 結(jié) 論
① 針對陶粒吸水率過大的特性，攪拌前需要對輕骨料進行適當(dāng)?shù)念A(yù)吸水處理，采用合理的混凝土配合比設(shè)計，摻用粉煤灰、磷渣，并摻加LWC專用外加劑及采用后加法攪拌，可以提高LWC拌合物的和易性、保塑性和抗離析能力。這是LWC具有可泵送性的重要技術(shù)措施。
?、凇WC經(jīng)泵送后，密度會稍增加，28 d抗壓強度也會適當(dāng)提高。
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