混凝土拌合物匀质性试验及试验结果分析

混凝土拌合物匀质性试验及试验结果分析

①胡井学 ②王玲

中国水利水电第一工程局有限公司 吉林 长春 130033 中国水利水电第一工程局有限公司 吉林 长春 130033

摘要：混凝土拌合物是指混凝土原材料按照设计比例拌和后的产物。该产物又叫预拌混凝土，混凝土匀质性试验,采用从同一盘混凝土的不同部位取得的拌合物试样中的单位粗骨料含量及砂浆容重作为评定指标,来检验搅拌混凝土的质量。因此本文就上述论点对混凝土拌合物匀质性试验及试验结果进行分析与研究。

关键词：混凝土拌合物；匀质性试验；试验结果

1材料与试验方法

1.1试验原材料

萘系高效减水剂(FDN):固含量35%;缓凝剂(H1、H2、H3三种);引气剂;浆体稳定剂:水溶性线性高分子聚合物;水泥:P.O42.5级,比表面积为350m2/kg;粉煤灰:一级原灰;矿渣;细骨料:河砂,细度模数3.0;粗骨料:碎石,粒径5～20mm,连续级配。

1.2试验方法

混凝土坍落度:按GB/T50080-2016普通混凝土拌合物性能试验方法标准，进行。混凝土坍落扩展度:混凝土坍落时2个互相垂直方向的扩展度的平均值。

2结果与讨论

2.1匀质性对混凝土流变性能的影响

试验按C30(水泥:矿渣:粉煤灰:砂:石:水为1.00:0.29:0.14:2.50:3.60:0.63)和C60(水泥:矿渣:粉煤灰:砂:石:水为1.00:0.29:0.14:1.90:2.62:0.44)2个强度等级配制混凝土。

在高效减水剂中掺加适量的缓凝剂(H1、H2、H3)、引气剂和浆体稳定剂,通过调整外加剂组成和掺量配制出匀质性不同的C30和C60各5组混凝土,匀质性按试样编号顺序依次改善。

表1C30混凝土流变性

由表1,1号、2号混凝土匀质性很差,试配时发现浆体不能很好的包裹骨料,致使粗骨料外露;初始坍落度小,1h后坍落度损失30%以上,扩展度为0。

表2中各组混凝土的匀质性情况与表1相似,但混凝土初始流动度较大(这主要是因为高强混凝土中胶凝材料用量较大,浆体量较多使流动性增加)。

表2C60混凝土流变性

不论是普通混凝土还是高强混凝土,匀质性不良时,新拌混凝土的流动性和稳定性较差,此时即使增加外加剂掺量也难以改善,甚至会加剧混凝土的板结、泌水。而匀质性良好时,较少的外加剂掺量就可以使混凝土具备优异的流变性能。

2.2匀质性对混凝土力学性能的影响

对于普通混凝土,早期强度差别不大,而对后期强度差别明显,其中4号、5号混凝土强度比1号混凝土28d强度高20%;而对于高强混凝土,各龄期强度都有明显差别,其中9号、10号混凝土各龄期强度比6号、7号高20%以上。试验结果表明,匀质性对混凝土,尤其对高强混凝土有很大影响,在选择工程用水泥、掺合料与外加剂时,应从流变性的角度进行优化,保证混凝土具有良好的匀质性。

即使是制备强度很高的HPC,对水泥的选择也不应以标号为第一指标,即“只有高标号水泥才能配制高强混凝土”的观念已经有些过时。而水泥标号虽然不是很高,但配制出的混凝土匀质性好时,不仅工作度好、强度高,而且耐久性更优异。

2.3匀质性对混凝土抗渗性的影响

混凝土的抗渗性是混凝土结构抵御外部介质侵蚀的首要条件,因此在高性能混凝土研究中,混凝土的抗渗性是一个重要的研究方向。实验中,通过Cl渗透来表征混凝土的抗渗性。混凝土中Cl扩散系数的大小可以表征混凝土抗渗性的高低,也是评价混凝土耐久性的重要参数。

表3Cl-渗透等级

本研究利用这一测试方法对混凝土抗渗性进行检测和评价。从1号到5号试样,随着混凝土匀质性的改善,混凝土28d和60d的Cl-扩散系数依次降低,其中1号、2号试样28dCl-扩散系数属于Ⅲ级,3号、4号、5号试样属于Ⅳ级。这说明通过改善混凝土的匀质性,可以提高混凝土的抗渗性能。

3.4匀质性对混凝土界面结构的影响

本节选取了普通混凝土中的1号、3号、5号试样和高强混凝土中的6号、7号、10号试样的7d、28d的界面结构进行分析比较,以检验混凝土的匀质性对混凝土微观结构的影响。1号、3号试样7d界面较疏松,凝胶中孔隙很多,界面处有明显的微裂缝,在裂缝中聚集了大量的六方板状的CH晶体,界面过度区域内有大量的钙矾石生成。5号试样界面处有大量的凝胶生成,没有明显的微裂缝,结构较密实。

由图1可知,6号、7号、10号试样界面处没有大量的钙矾石生成,凝胶中孔隙也比普通混凝土少,6号、7号试样界面有明显的微裂缝,且微裂缝处有结晶较大的氢氧化钙生成,10号试样凝胶结构密实,而且骨料与浆体之间没有明显的界面过渡区。

图1C60混凝土7d界面结构

本研究还对10组混凝土水化28d的试样进行了界面分析,现将匀质性差距最大的1号与5号、6号与10号试样进行分析比较。

由试验结果可知,匀质性对混凝土微观结构有很大影响,这主要是因为混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其它外加材料混合形成的非匀质材料。

界面裂缝主要产生在水泥浆与粗骨料的过渡区部分微孔的连通部位。如果匀质性不良,混凝土在配制时发生离析、泌水现象,粗骨料周围会形成水膜,骨料底部的水膜更厚,因此,贴近粗骨料处的水灰比要比远离粗骨料的区域水灰比高得多,水膜中即使有水泥颗粒也是极少量的。由于水膜中的水灰比较高,在水膜中氢氧化钙和钙矾石等晶体生长几乎不受限制,而且易在骨料表面定向排列,使晶体孔隙增大,并有碍于C-S-H凝胶与骨料的接触。

【参考文献】

[1]曾萍.对建筑材料检测中影响检测结果的关键因素分析[J].建材与装饰，2018(16)：56-57.