浆体黏度对清水混凝土表观质量的影响.pdf

2 0 1 5 年 第 2期 (总 第 3 0 4 期) N u mb e r 2 i n 2 0 1 5 ( T o t a l N o 3 0 4) 混 凝 土 Co n c r e t e 预拌混凝土 READY MI XED CoNCRETE d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 5 0 2 0 2 9 浆体黏度 对清 水混凝 土表观质 量 的影响 牟廷敏 ，丁庆军 ， 黄修林 ， 周孝军 ， 范碧琨 ( 1 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院， 四川 成都 6 1 0 0 4 1 ； 2 武汉理工大学 ， 湖北 武汉 4 3 0 0 7 0 ； 3 西华大学，四川 成都 6 1 0 0 3 9 ) 摘要： 依托成都市二环路改造工程中清水混凝土项 目， 研究了不同黏度值下混凝土的工作性能 、 粉煤灰分布情况及清水混凝 土镜面效果。 通过控制混凝土外加剂用量能够有效地控制清水混凝土 的黏度 ， 并改善清水混凝土的流动性及包裹性 ， 有效地抑 制粉煤灰在清水混凝土中的上浮情况， 制备出的清水混凝土具有色泽均匀、 美观的镜面效果， 为高性能清水混凝土的制备提供了 借鉴和经验。 关键词 ： 粉煤灰 ； 黏度值 ； 工作性能 ； 匀质性 中图分类号： T U 5 2 8 0 1 文献标志码： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 2 0 1 0 4 0 3 E ffe c t s o f s l u r r y v i s c o s it y o n a p p e a r a n c e qu a l i t y o f f a i r f a c e d c o n c r e t e MOU T i n g mi n ， D I NG Q i n g j u n。 ， HU ANG Xi u l i n ， Z HOUXi a o j u n ， F AN B i k u n ( 1 S i c h u a n P r o v i n c i a l T r a n s p o r t De p a r t me n t Hi g h wa y P l a n n i n g S u r v e y De s i g n a n d Re s e a r c h I n s t i t u t e ， Ch e n g d u 6 1 0 0 4 1 ， Ch i n a ； 2 Wu h a n Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y ， Wu h a n 4 3 0 0 7 0 ， Ch i n a ； 3 Xi h u a Un i v e r s i t y， C h e n g d u 6 1 0 0 3 9， C h i n a ) Ab s t r a c t ： R e l y i n g o n t h e S e c o n d R i n g Ro a d r e c o n s t r u c t i o n p r o j e c t i n Ch e n g d u ， the i n fl u e n c e o f d i f f e r e n t s l u r r y v i s c o s i t y v a l u e s o n wo r ka b i l i t y o f c o n c r e t e， d i s t rib u t i o n o f fly a s h， a nd a p p e a r a n c e q u a l i t y of h a r d e n e d c o n c r e t e we r e s tudie d By c o n t r o l l i n g the a mo un t o f a d mi x t u r e， c o n c r e t e v i s c os i t y c a n e f f e c t i v e l y c o n t r ol ， a n d t o i mp r o v e l i q u i d i t y a n d p arc e l o f f a i rf a c e d c o n c r e t e， e f f e c t i v e l y i n h i b i t t h e f l o a t i n g o f fly a s h Fa irf a c e d c o n c r e t e wi t h u n i f o r m c o l o r a n d r e fle c t i v e a p p e a r a n c e ha v e p r e p a r e d Th e r e s e a r c h wo ul d p r o v i d e a r e f e r e n c e a n d e x p e rie n c e f o r t h e p r e p ara t i o n o f h i g h p e r f o r ma n c e f a i r f a c e c o n c r e t e Ke y wor d s： fl y a s h； v i s c o s i t y v a lu e ； wo r k a b i l i t y； u n i f o r mi ty 随着我国经济实力的增强 ， 桥梁建设不仅要满足通行 功能的需要 ， 同时应满足观赏性和环境协 调性要求 ， 使用 高性能清水混凝土是现代桥梁发展 的必然趋势。 粉煤灰 是桥梁高性能清水混凝 土的重要组成部分 ， 能够改善清水 混凝土的工作性能 、 体积稳定性 、 耐久性等 。 但是 ， 由于 其密度与水泥浆体存 在差 异 ， 容易在振捣过程 中上 浮 ， 导 致在混凝土中分布不均匀而引起色差 。 提高胶凝浆体 的 黏度可 以较好 的避免粉煤灰 的上浮 。 因此 ， 以成都市 二环线清水混凝土工程为依托， 通过控制新拌 混凝土 的黏 度来改善混凝 土的工作性能和匀质性 ， 解决 色差问题 ， 提 高外观质量 ， 确保镜面效果 。 1 工 程 概 况 成部分 ， 全长 2 8 3 k m， 分 为东 、 西半环 实施 ， 其 中东半环 1 3 1 k m全线高架 ， 西半环 1 5 2 k m 地面为双 向 6车 道的 快速路 ， 中间建设双 向双车道 的大容量快 速公交高架桥。 工程位于成都市 中心城 区 ， 要求 与城市环境协调一 致 ， 兼 具城市美化效果 ， 因此对高架桥混凝土的外观质量提 出了 较 高的要求 。 2 原材料与试验方法 2 1 原材料 P O 4 2 5级水泥 ， 主要化学成分如表 1所示。 天 然河 砂 ， 细度模数 2 5 ， 含泥量 1 8 ， 泥块含量 0 3 。 石灰 岩质 碎石 ， 粒径 5 2 5 m i n ， 含泥量 0 4 ， 针片状含 量 1 7 。 三 瑞 V 6 3 0型聚羧酸 系清水混凝土专用减水剂 ， 对用水量 不 敏感 ， 能有效避免 因用水量造成 的混 凝土泌水 、 巴底 等问 题 。 I 级粉煤灰 ， 细度 1 2 ( 0 0 4 5 mi l l 方孔筛筛余 ) ， 水分 二环路 改造 工程 是成 都 市缓 堵 保 畅项 目的重 要组 1 1 。 拌和用水为 自来水。 表 1 水泥的主要化学成分 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 6 1 9 1 0 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 2试 验 方 法 ( 1 ) 混凝土配合 比 混凝 土强度等 级 C 5 0 ， 基 准配合 比为 水泥 ： 粉 煤灰 ： 砂 ： 石子 ： 水 = 4 5 0 ： 5 0 ： 6 9 2 ： 1 0 3 8 ： 1 4 0 ， 物理 力学性 能如 表 2 所示 。 表 2 C5 0混凝 土基本 物理 性 能 ( 2 ) 性能测试方法 根据 G B 1 0 2 4 7 -1 9 8 8 黏 度测 试 方 法 ， 测 试 新 拌 混凝土 的黏度 。 根 据 G B T 5 0 0 8 0 -2 0 0 2 普 通混 凝 土拌 合物性能试验 方法 标准 ， 测 试新拌 混凝 土 的含气量 、 扩 展度和坍落 度 ， 同时 观察 混凝 土 拌 合 物 的黏 聚性 、 保 水 性等 。 3 试验 结果分析 依据基准配合 比， 保持水胶 比 0 2 8 左 右 ， 采用三瑞企 业开发的聚羧酸系清水混凝土专用外加剂 ， 通过外加剂 的 掺量来控制混凝土的黏度 ， 共分 5组 。 对 比分析 不同黏度 值对混凝土工作性 能 、 含气量 、 粉煤灰上 浮情况及 硬化后 外观质量的影响 ， 结果如表 3 所示 。 表 3 不 同黏 度值 下新 拌 混凝 土的性 能 组别 鬻 穆 ， 含 Al 2 40 7 0o A2 2 5 0 6 75 A3 2 3 0 67 5 A4 1 90 58 0 A5 1 6 0 43 0 9 4 0 22 0 6 2 0 3 0 1 0 1 5 8 0 2 40 5 4 0 25 0 8 2 4 4 0 1 9 0 5 2 5 2 3 0 7 2 8 9 0 一 一 1 9 0 6 3 2 5 0 一 一 17 0 5 3 1 外加剂掺量 对浆体黏度 的影响 新拌混凝土黏度值与外加剂用量 的关 系如 图 1所示。 在用水量基本不 变的情况下 ， 随着外加 剂用量 的增加 ， 黏 度值随之降低 。 这是由于聚羧酸分子主要 由主链( A) 和侧 链 ( B) 结构组成 ， 如图 2所示 ， 以 CC链为主链 ， 带有多 个锚 固基团 ， 如 一 C O O H、 多元 胺 、 多元 醇及 聚醚 等 ， 锚 固 基 团可通过与 C a “结合 吸附在水 泥颗粒表 面 ； 侧链 为可 溶剂化的聚合物链 ， 主要为聚酯 、 聚醚 、 聚烯烃 以及 聚丙烯 酸酯 等 ， 该类 聚合物与水 介质具有 良好 的相溶性 ， 可在浆 混凝土 外加 剂用量 ， 图 1 新拌混凝土黏度值和外加剂用量的关系 图 2聚 羧酸减 水剂 的分 子 结构 体 中舒展开来 ， 在颗粒表 面形成足够厚度 的吸附保护层 ， 有效防止颗粒之 间聚集 ， 为浆体提供 良好 的流动性 ， 而流 动性改善能够有效 的降低混凝土 的黏度值。 3 2黏度对混凝 土工作性 能的影响 黏度值对混凝 土的工作性能有较大 的影 响， 如图 3 、 4 所示 。 随着黏度值 的增 加 ， 昆 凝 土的初始与 2 h后 的坍 落 度及扩展度基本上都随之降低。 当黏度值达到 2 8 9 0 V I P a s 及 以上 时， 2 h后 混凝 土 基本 上 已经没 有 流 动 性。 黏度 越高 ， 浆体 间 内聚力 越大 ， 因而混凝 土流 动性变差 ， 但包 裹性好。 另外 ， 混凝 土黏 度 增加 是 由于 减水 剂用 量 降低 所致 ， 混凝 土含 气 量 随之 减少 ， 对其 流动 性 也有 较 大 的 影响。 250 2 O O 吕 乓1 5 0 篓 m o 50 O A l A2 A3 A4 A5 组别 图 3 黏度值对混凝土坍落度的影响 700 6 O 0 5 0 0 400 挂 鲢 300 200 1 O O 0 A l A2 A3 A4 A5 组 别 图 4黏度 值对 混凝土 扩展 度 的影响 3 3黏度 对混凝 土匀质性 的影响 新拌混凝土静止 5 mi n后 ， 将其部 分翻铲 ， 对 比底层 与面层色泽 ， 观察粉煤 灰是否上浮 ， 如 图 5所示。 可见 ， 当 黏度值过低时 ， 粉煤 灰 明显上 浮 ， 如 图 5中 A1 、 A 2所示 ， 静置后 的 昆凝 土底 层 和面 层 出现 了黑 色 和灰 白色 两种 不同的颜色 ， 其 中黑 色则 为上 浮 的粉 煤灰 。 当黏度 值 达 到 2 4 4 0 MP a S 以上时 ， 静置后 的混凝 土没有 出现分层 和 色差 ， 如 图 5中 A 3与 A 4所 示 ， 新 拌 混凝 土 的流 动 性 、 包裹性和连续性都较好。 当黏度值上升到 3 2 5 0 MP a S 以上时 ， 新 拌 混凝 土 虽 未 出现 色 差 ， 但 流 动 度 较 差。 因 此 ， 应控制外加 剂 掺量 ， 以均衡 混 凝 土黏 度 与工 作性 能 1 05 毗 【S B d 圣 翼骤丑 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m