净浆流动度损失与混凝土坍损的相关性研究.pdf

文章编 号 ：1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 0 ) 0 4 0 0 1 2 0 3 实验研究 净浆流动度损失与混凝土坍损的相关性研究 S t u d y o f Co r r e l t i o n b e t we e n Ce me n t P a s t e F l u i d i t y L o s s a n d Co n c r e t e S l u mp L o s s 刘才林 ，任先艳 ，刘松柏 ，罗世兴 ( 1 ：西南科技 ， 料 学与工程学院，四川 绵阳6 2 1 0 1 0 ；2 ：四川三三科技有 限责任公司 ，四川 绵阳6 2 1 0 1 0 ) 摘 要： 对粉煤灰取代水泥量、粉煤灰质量，砂的含泥量和外加剂掺量等因素对净浆流动度经时变化及混凝土坍落度损失的影 响进行 了研究，探 索了净浆保持性与混凝土坍损间的关系。结果表明：砂的含泥量对混凝土的工作性能影响明显，当 实验所用砂含泥善达， u I 、I I 类时，同掺量外加剂的净浆流动度保持性能可以较为准确地反映 出混凝土的工作性能； 当实验 所 用砂 为 I I I类 时，净 浆流动度保 持性 能优异 的外加 剂掺 量增加 1 0 推 荐为混 凝土 的试拌试验掺 量 。 ： t 词 ： 外加 剂 ；粉 ；净 浆流动 度 ；混凝 土 工作 度 啐图分 类 号 ：TU5 2 8 2 文献 标 识 码 ：A Abs t r a c t ：I n t hi s pa p e r ，t h e i nflue n c e s of fly a s h s u bs t i t u t i o n a mo un t ，q ua l i t y ，S a nd s i l t c o nt e nt ， a nd a d mi xt ur e a mo un t o n t he l o s s of p a s t e flui d i t y a n d c o nc r e t e s l ump we r e s t u di e d t o find t he co r r e l a t i on b e t we e n p as t e flui di t y p r e s e r va t i on a nd c o nc r e t e s l u mp l o s s Th e s a n d s i l t c o nt e n t i n flu e n c e d o bv i ou s l y c o n c r e t e wo r ka bi l i t y ， w h e n i t wa s u p t o g r a de I a n d g r a de I I ， t h e r e t e n t i vi t y o f p a s t e flui d i t y c ou l d r e ve a l t he c o nc r e t e wo r ka bi l i t y e x a c t l y u nd e r c o n di t i on o f s a me a mou n t a dmi x t u r e mi x e d W h e n g r a de I I I u s e d u p t o 1 0 a d mi xt u r e a mou n t ma i nt a i ni ng c e me n t p a s t e e x c e l l e n t flu i di t y r e t e n t i vi t y wa s r e c o mme nd e d Ke ywor ds ：a d mi x t u r e ；f l y a s h； pa s t e flui d i t y；c on c r e t e wo r ka b i l i t y 0前 言 目前采用 G B T 8 0 7 7 2 0 0 0 混凝土外加剂匀质性试 验方法中的 “ 微型坍落度仪法”测定净浆流动度，该法 的最初目的是作为评价外加剂生产厂家质量稳定性的指标 之一，近年来被广泛用于评价外加剂与水泥相容性、保塑 性及水泥的流变性能等” 。在考虑外加剂与水泥的适应性 时，对泵送混凝土常常必须同时考虑掺合料的影响，即外 加剂与含掺合料的胶凝材料体系的适应性3 ,4 1 0本文拟从改 变粉煤灰取代量、粉煤灰质量、 砂含泥量及外加剂掺量等 因素， 探索研究净浆流动度与混凝土工作性能的关系，为 通过净浆流动度更好预测混凝土工作度奠定基础。 1实验部分 1 1仪器及原料 M a s t e r s i z e r 2 0 0 0激 粒度分机 汉：英国马尔文公司； A x i o s X 一 射线荧光光谱仪：荷兰帕纳科公司。 水泥：四川省双马水泥 限公司 P 0 4 2 5 R、四川省 安县浮山水泥集团有限公司P 0 4 2 5 R ；粉煤灰 I 、粉煤灰 I I 、粉煤灰 I I I ：四川江油电厂；水泥与粉煤灰的主要特 性见表 1 。萘系泵送剂：自制。聚羧酸系高性能减水剂： 四川三三科技有限公司。砂：细度模数 2 6 ，含泥量分别 为 7 0 0 、3 5 0 及3 0 0 ；碎石： 5 2 0 m m连续级配， 含泥量 0 1 0 。水泥与粉煤灰性能见表 1 。 表 1 水泥与粉煤灰的主要特性 2 CoAL AsH 4 2 01 0 1 2 试验 方 法 1 2 1净浆流动度测试 净浆流动度测定参考 G B T 8 0 7 7 2 0 0 0 混凝土 t , J J n 剂 匀质性试验方法进行，水灰比为 0 2 9 。 1 2 2新拌混凝土性能测试 按水泥 ：砂 ：石= 1 ： 2 4： 2 7 的比例配制 C 3 0 混凝土， 新拌混凝土初始坍落度达到 ( 2 2 0 1 0 ) m m。 2 结果与讨论 2 1粉煤灰取代水泥量对净浆流动度的影响 本文试验中，双马 4 2 5 R水泥选用 自配萘系泵送剂 ， 掺量为0 6 0 ；浮山4 2 5 R水泥选用聚羧酸系高性能减水 剂，掺量为 0 1 5 。从表 2可以看出，双马 4 2 5 R水泥体 系中，粉煤灰 I 取代 5 0 0 1 5 时，净浆流动度保持性 均优于纯水泥的净浆流动度保持性，其中在取代量为8 0 0 时水泥净浆流动度保持性最好，两小时内几乎无损失；粉 煤灰I I 取代时，水泥净浆流动度保持性随取代量的增加先 提高后降低，取代量在 1 0 时保持性达到最优；用粉煤 灰 I I I 取代时，取代量在 5 0 0 1 5 之间所测的水泥净浆 流动度保持性均较空白水泥差。浮山水泥体系中，用 5 0 0 1 5 的三种粉煤灰取代水泥时，净浆流动度保持性明显 优于纯浮山水泥，这一结果体现了聚羧酸系高性能减水剂 更为优异的与水泥及掺和料的适应性。实验结果见表 1 。 表 2 粉煤灰取代水泥量对净浆流动度的影响 水 粉 粉煤灰 煤 替代水 灰 泥量 水泥净浆流动度 m m 水 粉粉煤灰 Oh 1 h 2 h 化灰 o 0 、 煤取代水 水泥净浆流动度 m m 0h 1 h 2 h 2 2粉煤灰质量对净浆流动度的影响 由上文实验结果可知，粉煤灰 I 取代部分双马水泥使 净浆流动度保持性提高，而用粉煤灰 I I I 取代部分双马水 泥使净浆流动度保持性变差。粉煤灰质量对含粉煤灰的胶 凝材料与外加剂之间的适应性影响差异很大，粉煤灰颗粒 越细，球型玻璃体含量越高， “ 滚珠”效应较强，对减水 剂的吸附量越小，适应性更好 。 2 3砂 的含泥量对混凝土工作度的影响 根据砂的含泥量可分为 I 类 ( 含泥量 0 1 0 0 )、 I I 类 ( 含泥量 1 0 0 3 0 0 )和 I I I 类 ( 含泥量 3 0 0 5 0 0 ) 三个等级含泥量砂 。此处试验用砂含泥量3 5 0 ( 属于I I I 类含泥量砂)、7 0 0 ( 属于等级外含泥量砂 ) 。 从图 1 可以看出，当实验所用砂含泥量为 3 5 0 时，新拌 混凝土的坍落度保持性和扩展度保持性较好，与净浆流动 度的保持情况一致。而当实验所用砂含泥量达 7 0 0 时， 新拌混凝土的坍落度和扩展度损失较大，尤其是掺萘系泵 送剂的新拌混凝土，两小时后基本失去了工作性，这与净 浆流动度保持性的结果很不一致。由于砂的含泥量增大， 会消耗更多的外加剂，从而使新拌混凝土和易性明显变差。 l 2 3 4 5 a双马水泥+ 萘系泵送剂 l 2 3 4 5 b浮山水泥+ 聚羧酸系高性能减水剂 1 、净浆流动度，2 、3 、分别为砂含泥量为 3 5 0 和 7 0 0 时混凝土坍落度， 4 、5 、分别为砂含泥量为 3 5 0 和 7 0 0 时混凝土扩展度 图 1 砂的含泥量对混凝土工作度的影响及与净浆流动度对照情况 2 4外加剂掺量对净浆流动度与混凝土工作度的影响 在国内混凝土外加剂行业中，经常遇到净浆流动度保 表 3 外加剂掺量对净浆流动度与混凝土工作性能经时变化的影响 ( 下转1 6 页) 4 2 0 1 0 粉煤灰 1 3 湖瑚 枷姗瑚m o l 噬 ， 密 ， 髓臀蜡 姗 枷姗 o 8吸 噬 ， 摊密 ， 稃蜡 团聚按作用力的性质分为两种形式 ：一是硬团聚；二是 软团聚。为了减少粉煤灰在超细过程中的硬团聚，需在粉 碎过程中加入一定的助磨剂以减少硬团聚的形成。粉煤灰 在置放一段时问后，在应用中必须进行必要的实验步骤使 超细粉煤灰打开团聚，从而可以更好的应用在材料中。 图 7为中科院生态环境中心所做的投射电子显微 镜图片，可以看出超细粉煤灰有部分分散较好，还有一些 团聚在一起并没有完全的分散开，在试验中还需要用更适 合的分散剂使超细粉煤灰达到更好的分散效果。 图 7 超细粉煤灰 T E M 图 2 结 论 通过对气流粉碎后的超细粉煤灰进行了扫描电子显 ： ! ! i ! ! ! ! ： ! ! ! 纠 ! ! ： ( 上接1 3 页) 持很好，而混凝土坍落度和扩展度经时损失严重的情况。 本文选用 I I I 类含泥量砂，研究了将拌制混凝土外加剂掺 量提高到较净浆外加剂掺量高 1 0 、1 5 和2 0 的情况。 从表 3可以看出，当混凝土中的外加剂掺量高出净浆掺量 的 1 0 时，混凝土的工作性能与水泥净浆的分散性能具 有很好的相关性。 2 5净浆流动度与混凝土工作度的相关性试验研究 分别用粉煤灰 I 和粉煤灰 I I 取代 8 0 0 、5 0 0 的双 马水泥，以及用粉煤灰 I 和粉煤灰 I I 取代 1 5 、1 0 的 浮山 水泥， 采用砂的含泥量低于3 0 0 ，石含泥量低于0 1 0 ， 配制C 3 0混凝土。对比水泥净浆流动度和混凝土工作性能 见表4 ，新拌混凝土坍落度和扩展度的保持情况与净浆流 动度的保持性基本一致。 表 4 外加剂同掺量下粉煤灰取代量对净浆流动度与混凝土 工作度的经时变化的影响 微镜和透射电子显微镜的表征及对其比面积的测定，观 察了超细粉煤灰的形貌和基本性质，得到如下结论： ( 1 )由于超细粉煤灰的团聚效应，在应用时必须采 取适合的分散剂打开团聚，但由于粉煤灰是复杂的混合物， 对于分散剂的要求较高，相关内容还需进一步研究。 (2 ) 超细粉煤灰的变色现象使之能更好的适用于塑 料制品或涂料的功能填料，从而能降低塑料制品或乳胶漆 的成本，改变物理、 力学性能，提高了涂层的抗化学性等， 拓宽粉煤灰的综合利用。 参考文献 【 1 】翟冠杰 粉煤灰纳米空心球的发现及其性能的研究 J 】 粉煤灰综合利用， 2 0 0 2 ( 2 ) 【 2 郑雨寿 煤炭学报， 1 9 9 0 ， 1 5 ( 2 ) ：8 0 8 5 3 F i s h e r G L ， C h a n g D P Y ， B r u mme e r M S c i e n c e ， 1 9 7 6 ， 1 9 2 ： 5 5 3 5 5 5 4 邹兴 纳米粉制备过程中团聚现象的探讨 J 】 粉末冶金工业，2 0 0 4 2 4 2 7 作者简介： 张海军，( 1 9 8 0 一 ) ，男，硕士学位，毕业于中国矿业大学 ( 北 京) 资源与安全学院， 硕士学位，目 前工作于西南科技大学应用技术学院， 助教，E m a i l ：z h j 1 2 9 1 6 3 t o m。 收稿日期： 2 0 1 0年 3月 3日 ! 瞳! 纠 ! ! ! ! ! ! ! ! 缔 通过粉煤灰取代量、粉煤灰质量和砂的含泥量、泵送 剂掺量等对净浆流动度和混凝土坍损的影响研究，得到以 下结论： ( 1 ) 粉煤灰品质及取代水泥量均明显影响净浆 流动度及混凝土工作度。 ( 2 ) 砂含泥量达到 I 类、I I 类 含泥量砂时，石的含泥量低于O 1 0 ，同掺量混凝土坍落 度与净浆流动度的经时损失基本一致。 ( 3 ) I I I 类含泥量 砂，当混凝土中的外加剂掺量高出净浆掺量的 1 0 时， 混凝土的工作性能与水泥净浆的分散保持性能具有较好的 相关性。 参考文献 【 l 】 张大康水泥净浆流动度与混凝土流变性能相关性试验 J 】 水泥， 2 0 0 6( 1 ) 。1 2 I 5 2 1田培， 。 王玲 我国混凝土外加剂现状及发展趋势 J 】 施工技术， 2 0 0 9 3 8 ( 4)：1 1 - 1 5 【 3 】郭春敏，黄蓉，郭鑫水泥与混凝土外加剂的双向适应性【 J 】 陕 西建 筑，2 0 0 8 ，1 6 0 ：5 7 5 8 4 】F e r r a r i s C h E，O b l a K H ，H i l l R T h e in f l u e n c e o f m i n e r a l a d mi x t a r e s o n t h e r h e o l o g y o f c e me n t p a s t e a n d c o n c r e t e J 】 C e me n t a n d Co n c r e t e Re s e a r c h，2 0 0 1 ，3 l ，2 4 5 2 5 5 【 5 】 徐照荣影响混凝土中外加剂与水泥的适应性的主要因素及其他 J 安徽建筑工业学院学报，2 0 0 6 ，1 1( 4 )：3 4 3 6 【 6 文梓芸，钱春香，杨长辉，等 混凝土工程与技术【 M】 武汉：武汉 理工大学出版社， 2 0 0 8 ， 1 作者简介： 任先艳，女， 硕士。通讯地址：四川省绵阳市 ( 6 2 1 0 1 0 )西南 科技大学材料科学与工程学院。 E - m a i h r x y 2 0 0 2 c o m y a h o o t o m c n 3 结 论 6 CoAL AsH 4 2 01 0 收稿日期： 2 0 1 0年 4月 8日