工程现场自密实混凝土配比设计研究.pdf

2 0 1 5年第 1期 1 月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI N A CONC RE I AND C EME NT P RODUC T S 2 0 1 5 No 1 J a n u a r y 工程现场 自密实混凝土配 比设计研究 陈 浩 1 , 2叶燕华 ， 薛洲海 ( 1 南京工业大学土木工程学院 ， 2 1 0 0 0 9 ； 2 国电南 自新能源工程技术有限公司 ， 南京 2 1 0 0 3 2 ) 摘要 ： 针 对工程 现场 自密 实混凝 土生产时工作性能 降低 的问题 通过坍落扩展度 、 混凝 土搅拌 等试验探 讨分 析 了环境 温度 、 搅拌 时间、 外加 剂 以及原材料堆放 对 自密 实混凝 土的影响。综合考察 影响因素后 ， 通过现场配制对 不满足要求 的 自密实混凝 土提 出了配比调整方案 ， 并对 自密实混凝 土质量控制提 出 了措施。研 究结果表 明 ， 温度越 高 自密 实混凝 土坍落扩展度损 失越 快 ， 掺入 适量的缓凝 剂可以阻止坍损 ； 搅拌时 间存在 一临界 值 ， 需根 据现场 实际 情况作具体调整 ； 自密实混凝土拌舍物出现 离析泌水现象时， 应优先调整高效减水剂的用量； 露天堆放会导致砂石 含水率和含 泥量发 生变化 ， 从而影响混凝土拌合物 的流动性 能， 应 实行封 闭式材料 管理 。 关键词 ： 自密实混凝 土 ； 坍 落扩展度 ； 质量控 制 ； 缓凝 荆； 高效减水剂 Ab s t r a c t ： I n o r d e r t o s o l v e t h e p r o b l e m s t h a t t h e w o r k i n g p e rf o r ma n c e o f s e l f - c o m p a c t i n g c o n c r e t e ( S C C ) d e c r e a s e d i n a c t u a l p r o d u c t i o n ，t h e ma i n a ff e c t f la c t 0 r s i n c l u d i n g a mb i e n t t e mp e r a t u r e ，mi x i n g t i me ，a d mi x t u r e s a n d r a w ma t e ria l s t a c k i n g o n S CC we r e a n aly z e d b y s l u mp s p r e a d t e s t a n d mi x i n g t e s t Ac c o r d i n g t o t h e a c t u a l s i t u a t i o n o f mi x i n g ， t h e a d - j u s t me n t a i mi n g a t w o r k i n g p e r f o r m a n c e w a s r a i s e d ne m e a s u r e s f o r the q u a l i t y c o n t r o l o f S C C w e r e p u t for w a r d T h e r e - s e a r c h r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e s l u mp s p r e a d w o u l d l o s e q u i c k l y wi t h t h e i n c r e ase o f t e mp e r a t u r e ， w h i c h c o u l d b e e ffe e - t i v e l y p r e v e n t e d b y t h e r e t ard e r T h e r e w a s a c ri t i c a l v a l u e o f t h e m i x i n g t i me w h i c h s h o u l d b e a d j u s t e d a c c o rdi n g t o a c t u - a l s i t u a t i o n e d o s a g e o f s u p e r p l a s t i c i z e r n e e d e d t o b e a d j u s t e d t o a v o i d s e g r e g a t i o n o r b l e e d i n g S t a c k i n g o f s a n d and s t o n e i n o p e n - a i r w o u l d ma k e w a t e r c o n t e n t and mu d c o n t e n t c h a n g e w h i c h i n f l u e n c e d the fl u i d i t y o f S C C C l o s e d ma t e - r i m ma n a g e me n t s h o u l d b e i mp l e me n t e d Ke y wo r d s ： S e l f - c o m p a c t i n g c o n c r e t e ； S l u m p s p r e a d ； Q u ali t y c o n t r o l ； R e t a rde r ；, S u p e r p l a s t i c i z e r 中图分 类号 ： T U 5 2 8 1 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 5 ) 0 1 0 5 - 0 5 0前 言 自密实 混凝 土在施 工作业 中无需振 捣并具有 优 秀的流动性能 ， 不仅可 以提高混凝土质量 、 保证 混凝土 的密实性 ， 还能提高生产效率 、 节省劳动力、 降低工程费用 、 加快工程进度 、 减少城市噪声污染 ， 充分体现了绿色节能的建筑理念n 】 。 在工程现场生产过程 中， 自密实混凝土 流动性 能会 随着原材料特性 、 周 围环境 、 现场搅拌、 外加剂 等各种因素的影响而发生变化。例如 ， 周围温度的 变化 或长时 间运输会使 自密实混凝土 的流动性发 生损失 ， 外加剂的掺量超过基准掺量的两倍会降低 混凝土的流动性能【 2 】 。因此 ， 对 自密实混凝土生产和 施工等各环节 的控制要求相对 比较严格 ， 生产和施 工的规范化能够很好地保证工程质量。 自密实混凝 土 自密 实性 能的优劣直 接关系到 浇筑后混凝土 的均匀性和密实度 ， 如果 自密实性能 不足 ， 工程质量将大大降低 。例如 ， 在模板支护过程 基金项 目： 国家 自然科学基金项 目( 5 1 1 7 8 2 1 8 ) 。 中， 自密实混凝土填充不足会使模板和障碍物周围 出现空洞 ， 结构构件会 出现质量问题翻 ； 在型钢混凝 土结构中， 混凝土不能充分密实会降低型钢和混凝 土 界面的粘结性 能嗍； 自密实混凝土填充不均匀是 因为抗离析能力不足 ， 从而导致结构的力学性能不 均 ， 出现局部破坏并影响结构的耐久性同 。因此 ， 自 密实性能的优劣与工程质量问有着很大的关联性 ， 良好的工程质量依赖于 良好的 自密实性能 ， 从而才 能够达到设计要求的均匀密实的填充效果 。 本文针对上述问题 ， 通过试验对 自密实混凝土 现场配制 的影响因素进行 了分析 ， 对现场不满足工 作性能要求的 自密实混凝土提出了配 比调整方案 ， 为工程现场质量控制提出了建议嗍 。 1 工程现场 自密实混凝土配制影响因素分析 l _ 1 周 围环境温度对 自密实混凝土流动性能的影 响 自密实混 凝土的流动性能 是衡量混凝 土工作 性能的重要指标 ， 坍落扩展度损失是 自密实混凝土 流动性能随时间降低的一种现象。由于坍落扩展度 一 5 一 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 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 陈浩 ， 叶燕华 ， 薛洲海 工程现场 自密实混凝土配 比设计研究 水剂减水率也就随之降低 9 1 。因此 ， 自密实混凝 土的 现场生产尤其要注重砂石含泥量 。此外 ， 自密实混 凝土的流动性很大程度上受到用 水量的影响 ， 特别 是混合材料 的表面含水率 。夏季对骨料的喷水 预 冷 、 暴雨天气未及时对 骨料做封闭处理都会使得骨 料的含水率分布不均匀 ， 从而在生产过程 中无法控 制用水量 ， 也无法保证 自密实混凝土的流动性 。 解决方 案 ： 第一 ， 最直接 最有效的方法就是对 砂石进行封闭式管理 ， 在混凝土生产现场建造一个 小型的封闭式砂石存放仓库 ， 避免受潮 以及泥土灰 尘的混合 ； 第二 ， 骨料准备好后至少需 要存 放 2 3 d 时间 ， 静置至含水率稳定且分 布均匀 ， 并通过 加盖 顶棚的方法避免风 吹雨淋 ； 第 三 ， 每次开始搅拌 时 不要使用最表层的骨料 ， 混凝土拌合前需事先进行 骨料含水率测量 。 2 自密 实混 凝 土现 场配 比设 计 方案及 质 量控 制 综合考虑环境温度 、 搅拌 时间、 # l- J n 剂 、 原材料 堆放等 因素对 自密实混凝 土现场配制 的影响 ， 并运 用上述解决方案 ， 在工程实际现场进行 自密实混凝 土配制 ， 对现场不满足工作性能要求 的 自密实混凝 土作 出如下配合 比调整 ：坍落扩展度不满足 J G J T 2 8 3 - 2 0 1 2规定 的各性能要求时 ， 可以通过调整减 水剂 的用量将坍落扩展度调整到预期 范围内； 对 于坍落扩展度小于预定要求的 自密实混凝土 ， 如果 发生 了离析泌水现象 ， 可以在增加减水剂用量 的同 时 ， 适量增加增稠剂 ， 并进一步进行试配 ； 对 于扩 展度小于预期要求 的 自密实混凝 土 ， 如果通过加入 适量减水剂满足预期要求 ， 也无离析泌水现象 ， 但 J 型环试验 内外高差较大 ， 可以适当降低混凝土原材 料中石子的用量 。 自密 实混凝 土质量控制 中最核心 的部 分还是 自密实混凝土性能控制 ， 在配合 比确定后就混凝土 材料本身而言 ， 硬化后 的强度和耐久性肯定能满足 工程要求 ， 而实际工程中影响混凝 土强度和耐久性 的因素就是 自密实混凝土的性能 。目前 ， 建立完整 的生产管理制度成为质量控制的重点 ， 可 以从 以下 方 面考 虑 ： 人 员管理 ： 混 凝土搅拌站工作人 员必 须熟悉 自密实混凝土的性能 ， 自密实混凝土的流动 性能不达标 ， 不能只从用水量或者外加剂用量方面 解决 问题 ， 还需要从 配合 比的角度解决 问题 ； 材 料管理 ：如果 自密实混凝土生产顺利且质量稳定 ， 所有的材料符合技术规程 ， 建议所有材料实行封 闭 式管理 ； 生产管理 ： 在 自密实混凝土生产时 ， 注重 人员分配 ， 安排工作人员随时关注 自密实混凝 土的 流 动性 能 。 3结论 ( 1 ) 周 围环境 温度越 高 ， 自密实混凝土坍落扩 展度 损失越 快 ， 在相 同温度 条件下 ， 掺入缓凝 剂可 以有效阻止坍落扩展度损失。 ( 2 ) 搅 拌时间存在一临界值 ， 拌合物在这 一临 界值 时 ， 和易性 和流 动性最佳 ， 搅拌 时间需根据现 场实 际情况作具体调整 ， 夏天适 当缩短拌合物搅拌 时间， 冬天适当延长拌合物搅拌时间。 ( 3 ) 减水剂能减少拌合用水量且能够提高混凝 土强度 ， 增稠剂有助于增加拌合物的粘 性并阻止拌 合物离析 ， 但是添加增稠剂的高粘度 自密实混凝土 拌合 物内部气泡 自排除比较 困难 ， 建议对配合 比进 行优化 ( 调整高效减水剂用量) 以避免离析 ， 尽量减 少使用增稠剂。 ( 4 ) 混凝土实 际生产中的砂石一般都是露天堆 放 ，这会导致砂石 的含泥量和含水率发生变化 ， 而 自密实混凝土 的流动性对于砂石 的含泥量 和含水 率极其敏感 ， 因此 ， 工程现场生产 时， 建议对砂石进 行封闭式管理 。 参考文献 ： 1 】白震伟 自密实 混凝 土 研究 与应 用 初探 J 山西建 筑 ， 2 0 0 7 ( 1 3 ) ： 1 7 1 - 1 7 2 f 2 郭鹏， 邓亮亮 ， 柳凤 阳 外加剂 超掺对混 凝土性能 的影 响 J 中国建材科技， 2 0 1 4 ( 2 ) ： 2 0 2 1 3 】 朱铁 梅， 叶燕华， 魏威 ， 等 自密实混 凝 土模板侧 向压 力 初探 J 混凝土， 2 0 1 1 ( 7 ) ： 1 4 1 6 4 杨勇， 郭 子雄， 薛建 阳， 等 型 钢混凝 土粘 结滑移 性能试 验 研究 J 建筑结构学报， 2 0 0 5 ( 4 ) ： 4 1 2 【 5 叶燕华 ， 陈丽华， 杜艳静 ， 等 高效减 水剂 和增黏 剂对 自 密实混凝土 性能的影 响 J 】 混凝土， 2 0 0 8 ( 6 ) ： 7 2 7 5 6 薛 洲海 现场 自密 实混凝 土配 比设 计及叠 合墙模板 侧压 试验研究 D 】 南京 ： 南京工业大学 ， 2 0 1 4 【 7 】魏建立 温度对 聚羧酸系减水剂 性能影 响情况的研究 J 中国新技术新产 品， 2 0 1 3 ( 3 ) ： 9 1 0 【 8 陈永霞 混凝土 中水泥 的水 化过程 及主要 水化产 物特性 J 】 青海交通科技， 2 0 1 3 ( 3 ) ： 7 8 9 9 刘 国栋， 关志梅 ， 魏 春涛， 等 砂子 含泥 量对掺 用聚 羧酸 高效减水剂混凝 土性能 的影 响及有效对策 J 】 商品混凝 土， 2 0 0 8 ( 3 ) ： 2 0 2 3 收稿 日期 ： 2 0 1 4 1 1 1 8 作者简介 ： 陈浩 ( 1 9 9 1 一 ) ， 男 ， 硕 士研究生 。 通讯地 址 ： 南京 工业 大学 江浦校区北苑 1 6栋 联 系电话 ： 1 8 0 1 3 0 0 5 2 3 9 E ma i l ： t s l a c k 1 6 3 c om 一 9 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m