1、2 0 1 5年 第 4 期 (总 第 3 0 6 期) Nu mb e r 4 i n 2 0 1 5( T o t a l No 3 0 6 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 实用技术 PRACTI CAL TE CHNOLOGY 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 O 4 0 3 8 泵送陶粒 混凝 土在 工程 中的应 用研 究 卢水 良 , 侯志远 , 王芳利 ,郭文瑛 ( 1 广东省基础工程集团有限公司,广东 广州 5 1 0 6 2 0 ; 2 华南理工大学 土木与交通学院, 广东 广州 5 1 0
2、6 4 0 ) 摘要 : 陶粒混凝土具有轻质、 高强、 保温耐火等特点, 适用于大跨度构件和高层建筑 , 但陶粒密度低 、 吸水率较高的特点 , 容易 产生泵送陶粒混凝土中陶粒上浮、 坍落度损失大的问题, 结合工程应用的例子 , 介绍泵送陶粒混凝土“ 生产二步法” 和“ 搅拌二步 法” 方法, 有效地解决陶粒混凝土在生产和施工过程中的问题。 关键词 : 泵送;陶粒混凝土; 工程应用 中图分类号: T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 4 0 1 4 8 0 3 En gi n e e r i n g a p p
3、 l i c a t i o n o f p u mpi n g c e r a ms i t e c o n c r e t e LU S hu i l i a n g , HOU Zh i y u a n , W ANG F a n g l i , G UO W e n y i n g ( 1 Gu a n g d o n g F o u n d a ti o n E n g i n e e ri n g Gr o u p Co L t d, Gu a n g z h o u 5 1 0 6 2 0, C h i n a ; 2 S c h o o l o f C i v j l E n
4、g i n e e ri n g a n d T r a n s p o r t a t i o n , S o u t h C h i n a Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , Gu a n g z h o u 5 1 0 6 4 0 , Ch i n a ) Abst r a c t : Th e p u mp i n g c e r a ms i t e c o nc r e i s s u i t a b l e t o b e u s e d t o l a r g e s p a n b u i l d i n g a nd
5、hi g hris e b u i l di n g b e c a u s e t h e l i g h t we i g h t , h i g h s t r e n g t h, a n d go o d h e a t i n s u l a t i o n Bu t t h e c e r a ms i t e i s a l o w d e n s i t y a n d h i g h wa t e r a b s o r p t i o n ma t e r i a l , a n d t he pu mp i n g c e r a ms i t e c o n c r
6、e i s e a s y to l o s t s l u mp and i n h o mo g e n e o u s f o r c e r a ms i t e fl o a ti n g I n the c o n s t r u c t i o n p r o j e c t the s e c o n d s t e p me tho d o f c e r a ms i t e c o n c r e t e i s u s e d to s o l v e t h e p r o b l e m d u rin g the p r o d u c t i o n a n d
7、 c o ns t r u c t i o n p r o c e s s Ke y wor ds: p u mp i n g; c e r a ms i t e c o n c r e t e; e n g i n e e rin g a p pl i c a t i o n 0 引言 1 原材料 与试验 方法 混凝土作为土木工程中重要的建筑材料之一 , 在工业 与民用建筑 、 水利 、 公 路、 铁路 等工 程 中得到广泛应用 。 但 普通混凝土因 自重大 、 保温 隔热差等缺点 , 不能满足 一些 特殊需求。 与普通混凝土相 比, 轻骨料混凝土 的密度 比普 通混凝土要小 2 0 4 0
8、 , 具有轻质 、 高强 、 保温耐火、 抗震 性能 良好等特点 , 因此 , 轻 骨料混凝 土具有 良好 的经 济效益和技术前景。 由于天然轻 骨料 的资源有 限, 而人造轻 骨料无论 是 在性能 、 经济还是环保方面都具有较 大的优势 , 因此 一般 采用人造轻骨料配制轻骨料混凝土。 目前使用最普遍的人 造轻骨料是陶粒 。 然而 陶粒 密度小且 自身 吸水 率较普 通 集料 的大 因此在运输过程 中容 易出现陶粒上浮 , 导致 混 凝土离析 ; 在泵送过程 中, 陶粒的吸水导致混凝土干涩 , 和 易性差 , 从而造成堵 管 。 这既给施 工带来 了极大 的困 恼 , 又影响结构质量 , 极
9、大地 阻碍了陶粒混凝土 的应 用与 推广。 笔者针对结构用泵送 陶粒混凝 土在施 工过程 中产生 的分层离析的问题 , 结合某 工程的应用 , 解决 陶粒混凝 土 在施工 中的问题 。 收稿 日期 : 2 0 1 4 0 9 1 6 1 48 1 1 原材料 1 1 1 水泥 水泥的选 用清 远市英 德海 螺有 限公 司生产 的 P O 4 2 5 R级水泥 , 其物理性能指标见表 1 。 表 1 水泥物理性能 1 1 2 粉煤灰 选用黄埔 电厂的 I I 级煤灰 , 其主要性 能指标见表 2 。 表 2粉煤灰 的性 能指标 1 1 3 外加剂 外加剂选用强达 Q c, 其物理性能见表 3 。
10、 表3外加剂的物理性能 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 1 4 细骨料 选用西江河砂 的 I I 区中砂 , 中砂的物理性能见表 4 。 表4砂的物理性能 1 1 5 陶粒 选择使用广州华穗 陶粒 制品有 限公 司生产 的页岩 陶 粒 , 其主要性能指标检测见表 5 。 表 5 陶粒 的 性能 指标 1 2试 验 方 法 1 2 1 陶粒离析率 本试验采用离析率试验仪器详 见 图 l 所示 。 试验 时 , 将混凝土拌合物装 入钢模 , 经插捣 刮平后 , 擦干净 钢模表 面 , 并称量钢模和混凝土总重 。 然后在钢模底 部放入一根 直径为 2 0 mr n
11、的铁棒 , 左右各振动 1 0 0次 , 分别取出上、 下 层拌合物 , 称量上下层混凝土 的质量 。 接着将 拌合物装入 筛孔尺寸为 4 7 5 m m 的钢筛 , 用水冲刷 干净水 泥砂浆 , 筛 分 出拌合物中的陶粒 , 烘干后分别称量上下层拌合 物中陶 粒 的质量 。 图 1离 析率试 验钢 模 拌合物离析率 和陶粒离析率计算式 为式 ( 1 ) 、 ( 2 ) : 拌合物离析率 : 1 0 0 ( 1 ) 陶粒离析率 : ml o - m 2 o 1 0 0 ( 2 ) m l o + m 2 o 式 中: m钢模 内拌合物总质量 ; m 、 m : 振捣后钢模 内上下两层拌合物的质
12、量 ; m。 。 、 m 。 振捣后 钢模 内上 下两层 拌 合物 中陶粒 的质量 。 离析率结果取绝对值, 越低 , 表示拌合物的匀质性越 好 , 拌合物的抗分层 、 抗离析性能越好 。 2混 凝 土 配合 比 经过大量的试配 , 确定混凝土配合 比见表 6 , 其性能见 表 7 表6混凝土配合比 孙 赫 警 1 8 7 2 好 2 2 0 5 0 0 1 8 0 1 2 6 1 2 9 3 3 3 3混凝 土的生产 与施 工 为了确保 L C 2 5泵送陶粒混凝土该配合 比能够很好应 用于工程 中, 针对 陶粒混凝土的运输及泵送过程进 行了两 步模拟试验 , 一是运输过程对泵送 陶粒混凝土
13、的和易性 的 影 响, 二是运输到 目的地后的泵送试验。 3 1 运输过程对 泵送陶粒混凝 土的和 易性 的影 响 根据试配结果 , 先 预湿 陶粒 , 按 照确定配合 比进行生 产 , 共生产了 6 m , 经 过 3 5 m i n的运输到达工地 , 取样并 检测 , 整个过程约 1 h , 出场与到工地检验结果 , 见表 8 。 表 8 出场与 到工 地检 验结 果 在出场检验时与试验室试配结果一致 , 经搅拌车运输 到工地后 , 坍落度经 时损失与试验室 的结 果一致 , 但 陶粒 离析率较试验室结果的大 , 这是由于陶粒混凝土在运输过 程中, 车辆的不停 颠簸导致 陶粒逐渐 上浮 ,
14、 从而增大 了陶 粒离析率 , 与试验室结果不一致。 然而 , 离析率大的陶粒混凝 土会影 响陶粒混凝 土的泵 送及施工效果。 因此必须在生产或是运输供 应上改进 , 才 能配制出均匀性较好的混凝土 。 然而在静止或运输过程 中 陶粒混凝土 中陶粒上浮 、 砂下沉 是不可避免 , 可通 过 以下 两条途径对均匀性进行 改善 : 一是通 过陶粒混凝土原材料 及配合 比进行优化延缓了陶粒上升的速率 , 二是延长 陶粒 上浮或是砂下沉 的距离 , 使之在一定时间内陶粒离析率满 足施工要求 。 在前期研究中对陶粒混凝土 的原 材料与配合 比已进 行 了优化 , 因此通过第一条途径对 陶粒上浮问题的改善
15、空 间非常有限, 只能通过第 二条途径进行改善 。 若在搅拌 车 内混凝土的表层再铺一层砂浆 , 在运输过程 中砂浆就会逐 渐下沉 , 与底下 的陶粒 混凝 土互相混合 , 再利用 搅拌车车 鼓 自带的搅拌功进行充分搅拌 , 若能将两者在到达工地 时 混合均匀 , 则可 以达到控制 陶粒离析率 的 目标。 为保证混 合后 的陶粒混凝土与基准配合 比一致 , 所 以生产时将基准 配合 比分成两部分 , 即可化为式 ( 3 ) : 基准配合 比 = 调整后 的陶粒混凝土配合 比 + 换算砂浆配合 比 ( 3 ) 具体操作如下 : 搅拌车装 1 1 m 混凝 土 , 则生 产流程 1 4 9 学兔兔
16、 w w w .x u e t u t u .c o m 为 1 0 1 T I 调整后的陶粒混凝土 + 1 m 砂浆 , 调整后 的陶粒 混凝土配合 比和砂浆配合 比及性能对 比见表 9 。 表 9调整 后 陶粒 混凝 土性 能对 比 由表 中数据结果显示 , 经过调整后的陶粒离析率远小 于调整前 , 说明采用该方法可以降低 陶粒混凝土的不均匀 性 。 通过再次的生产试验 , 陶粒混凝土性能对 比见表 1 0 。 表 1 0 调整后的陶粒混凝土性能 经调整后 , 到达工地时混凝土的和易性及 陶粒离析率 与试配结果一致 , 说明调整措施确实有效 , 解决 了泵 送陶 粒混凝土因为运输过程导致性
17、能变差的难题 , 从而保证了 泵送陶粒混凝土的可泵性 。 3 2运输到工地后 的泵送试验 按上述流程, 陶粒混凝土运输到工地后, 搅拌车先高速 搅拌 2 r n i m, 把陶粒混凝土及砂浆搅拌均匀, 而后才开始卸 料泵送 , 泵送后 的混凝土坍落度经检查为 1 5 5 m m, 和易性 好, 便于施工。 由于陶粒提前进行了预湿, 因此在泵送过程中 并未出现混凝土干涩, 和易性差的问题 , 保持良好的和易性。 4 工 程 应 用 由中天建设集 团有 限公 司承建的 尚东翰御雅 苑及 肉 菜市场工程 , 其首层地面及裙楼屋面是采用 L C 2 5陶粒混 凝土设计 , 起到减轻 自重 , 并隔热保
18、温的效果。 由于其面积 较大 , 需要使用泵送施工 。 4 1 严格控制混凝 土质 量 泵送 陶粒混凝土拌合物经搅拌车运至施工现场后 , 在 泵送前 , 必须先高速搅拌 2 ra i n , 待搅拌均匀后, 对每一搅 拌车混凝土拌合 物进行坍落度 、 和易性等性能检测 , 坍 落 度严格控制在 ( 1 8 0 2 0 ) mm 的范 围内 , 和易性要好 , 不能 泌水不能离析 , 陶粒离析率不能超过 t 2 , 超 出此 范围严 格做退料处理。 4 2 泵 送 陶粒 混 凝 土 的 浇 筑 泵送陶粒混凝土拌合物运至浇筑地点检测合格后 , 应 尽快浇筑人模 。 浇筑 陶粒混凝土所需 的捣 实工
19、作 量 , 比普 通混凝土大 , 因为 陶粒 的密度较低 , 因而施加给混凝土下 层的附加荷载较小 , 荷载在混凝土内部衰减较大。 另外 , 从 陶粒混凝土中排出空气的速度 比普通混凝土要慢 。 陶粒混 凝土拌合物应垂直下落到浇筑地点, 尽量避免在模 板内再 次移动使混凝土产生离析。 另外 , 浇筑时混凝土拌合物不 可直接落到钢筋和其他预埋件上以免产生离析。 4 3 泵送陶粒 混凝 土的振捣 陶粒混凝土振捣应遵循 “ 振捣问距短 , 振捣时间短” 的 1 5 0 原则。 由于陶粒为多孔结构 , 振动能量在 陶粒混凝 土拌合 物中的衰减速度要慢 于普通混凝土 。 因此 , 为了保 证混凝 土振捣
20、密实 , 应缩短振捣间距 , 陶粒混凝土 的振点 间距 应 缩短至振动作用半径 的 l 倍。 由于陶粒的密度小于砂浆 , 振捣时间不宜过长 , 以防陶粒上浮。 但是 由于陶粒 混凝土 的密度小 , 排除气泡的速度 比普通混凝土慢 , 所 以振 捣必 须充分。 振捣时间随拌合物坍落度 、 振捣部位等不 同, 宜在 1 0 3 0 S内选用 。 为保证陶粒混凝土的表面质量 , 在振动成型后 , 应进行 抹面处理。 振捣后 , 由于上部砂浆的阻挡作用 , 下层 的陶粒 不会浮上来 , 只有面层的陶粒容易产生露面现象。 此时可用 木拍及时将浮在表层的陶粒压入混凝土 中。 若颗粒 上浮面 积较大, 可采
21、用表面振动器复振 , 使砂浆返上 , 再进行抹面。 4 4 陶粒 混凝 土的养护 陶粒混凝 土一般采用 自然养护 。 由于陶粒 的吸水特 性 , 随着混凝土表面水分 的蒸发 , 陶粒吸收 的水分 会不断 向水泥浆迁移 。 因此 , 在一段 时间内能够 自动供给水泥水 化用水 , 这段时间的长短 , 视周围气候而定。 在温暖和潮湿 的气候下 , 陶粒 中的水可 以保证水泥 的水化 , 因此 可不必 覆盖和喷水养护。 但在炎热干燥 的气候下 , 有必要 进行覆 盖和喷水 , 防止混凝土表面失水太快产生收缩干裂。 4 5 陶粒 混凝土的拆模 混凝土结构浇筑后 , 达到一定强度方可拆模 。 模板拆 除
22、时问应按结构特点和混凝土所达到的强度来确定。 过早 的拆 除模板 , 混凝土 的强度过低 , 不能承受构件 自重及施 工荷载 , 容易产生裂缝 。 同时过早拆 除还会加大混凝土 的 徐变量 , 以梁 、 板为例 , 过早拆除模板后 , 在 自重和施工荷 载等作用下 , 混凝土受压徐变量增加 , 将造成结构较 大挠 度。 过早拆模危害大, 所 以拆模时间应严格按照规定确定。 4 6效 果 评 价 该项 目的陶粒混凝土在泵送施工 中都顺利完成 , 而且 保证 了混凝土和易性 , 圆满地按设计方要求完成 了施工浇 筑。 如今 , 该项 目的首层地面及屋面都 已经全部浇筑完毕 , 并完成验收。 5 结
23、 束 语 泵送陶粒混凝 土 由于陶粒 的质量较轻且 有较大 的吸 水率 , 容易导致混凝土在运输与施工过程 中变得干涩 , 和 易性差 , 从而造成堵管 。 因此需要对陶粒进行预湿 , 并严格 控制原材料质量 , 在生产过程 中对 陶粒 混凝土采用“ 生产 二步法” 和“ 搅拌二步法” , 则 可以使得 陶粒混凝土在一定 的时间内使用, 性能处于最佳状态, 在实际生产应用中, 解 决了泵送陶粒混凝土 因为运输过程导致性能变差的难题 , 从而保证了泵送陶粒混凝土的可泵性。 参考文献 : 1 詹镇峰, 李从波 , 甘伟 大流动度陶粒混凝土的配制与应用 J 混凝土, 2 0 1 2 ( 6 ) :
24、1 1 4 1 1 6 下转第 1 5 8页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 养护数据造假之虞, 因而可对整个养护过程可进行真正的 质量追溯 。 参考文献 : E 1 3曾德强 早期养护方式对混凝土力学,畦能和耐久性的影响 D 重庆: 重庆大学 , 2 0 1 1 I- 2 3陈德鹏 , 钱春香 , 赵 洪凯 , 等 内养护措施改善混凝土收缩开 裂性能 J 特种结构 , 2 0 0 7 ( 1 ) : 5 8 6 0 1- 3 3郭保 林, 孔祥 明 保湿 养护方 法对混 凝土微 结构 影响 的研 究E J 混凝土世界 , 2 0 1 0 ( 3 ) : 5 6
25、 5 8 E 4 J T G T F 5 0 -2 0 1 I , 公路桥涵施工技术规范 s 北京: 人民交通 出版社 , 2 0 1 1 5 李静 桥梁施工中混凝土的养护 J 技术与市场, 2 0 1 1 ( 3 ): 2 32 5 1- 6 3粱志标 Y M一 8 4型养护剂在水泥混凝土路面中的应用 J - I 中 南公路工程, 1 9 9 2 , 1 7 ( 2 ) : 1 9 2 2 上接第 1 5 0页 2 轻骨料混凝土技术性能专题协作小组 我国轻骨料及轻骨料混 凝土现状 J 硅酸盐建筑制品 , 1 9 7 8 ( 4 ) : 3 8 4 2 3 李寿德, 陈烈芳 , 宋淑敏 我国人
26、造轻骨料及轻骨料混凝土的现 状与发展情况I- J 砖瓦, 2 0 0 6 ( 2 ) : 4 8 5 1 4 杨秋玲 , 马可栓 轻骨料混凝土的现状与发展 J 铁道建筑 , 2 0 0 6 ( 6 ) : 1 0 4 1 0 6 5 李强 浅析轻骨料混凝土的发展 J 内蒙古科技与经济, 2 0 0 9 , 1 8 5 ( 7) : 2 1 3 2 1 4 上接第 1 5 4页 胶之间, 以至于形成一个整体 。 4结 论 ( 1 ) 采用天然河砂 ( 0 1 5 - 0 6 0 r a i n ) 作集料 , 石粉 ( 小 于 0 0 4 3 a i m) 作微集料制备 的 R P C是可行的。
27、 在水泥 : 硅 灰 : 河砂 : 石粉 比例为 1 : 0 2 5 : 1 2 : 0 3 7 , 水胶 比为 0 2 2 , 减 水剂掺量为 0 9 5 , 钢纤维体积掺量为2 条件下, 蒸汽养 护 4 8 h , R P C抗压强度可达 到 1 6 5 1 MP a , 抗折强度达到 2 8 6 M Pa 。 ( 2 ) 在 R P C体系 中, 水化产物相互交织 在一起 , 孔径 小 , 结构致密 ; 主要水化产物为 C - S H、 C a ( O H) 、 钙矾石 , 另外还有 少 量 的没有 水化 的 c s和 c : S ; C a ( O H) : 和 钙矾石在低水灰 比条件
28、下 , 生长空间受 限, 晶体尺寸较小 , 分布在 C - S H凝 胶之 间 , 且 c a ( O H) : 数 量少 , C S H数 量多。 参考文献: 1 R I C H A R D P , C H E Y R E Z Y M C o m p o s i ti o n o f r e a c ti v e p o w d e r c o n c r e t e - J 3 C e m e n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h , 1 9 9 5 , 2 5 ( 7 ) : 1 5 0 1 1 51 1 2 L A R R A R D F
29、D E, B E L L O C A T h e i n f l u e n c e o f a g g r e g a t e o n t h e c o m p r e s s i v e s e n g t h o f n o r ma l a n d h i g h s e n g t h c o n c r e t e J 1 5 8 r 7 - 1董继红 , 李占印 G B T 1 2 9 5 9 -2 0 0 8 , 水泥水化热测定方法 中两种方法的联合应用r J 水泥, 2 0 1 0 ( 5 ) : 4 2 4 4 8 3 C H A L A B I Z S , Z H O
30、U W O p ti ma l c o n o l me t h o d s f o r a g ri c u l t u r a l s ys t e ms Ac t a Ho r t i c u l t u r a e, 2 0 0 5, 4 5 6: 2 2 12 2 7 9 3王志武 水泥混凝土蒸汽养护自动控制技术在长沙湾 特大桥 箱梁加工中的应用 J 公路工程, 2 0 1 3 , 3 8 ( 2 ) : 1 4 2 1 4 _4 1 0 李美利 混凝土潮湿养护效率的电阻率评价方法研究 D 重 庆: 重庆大学, 2 0 1 1 1 1 戚得众 混凝土养护室温湿度智能控制系统研究 D
31、武汉: 湖 北工业大学 , 2 0 0 9 作者简 介 : 联 系地 址 : 联 系电话 杨剑( 1 9 7 8 一) , 男 , 副教授。 湖南省长沙市天心区铁道学院 中南大学土木工程学 院( 4 1 0 0 7 5 ) 1 3 5 48 9 8 01 04 I- 6 霍俊芳 轻骨料混凝土的研究现状与发展r J 建筑技术 , 2 0 0 9 4 0 ( 4 ) : 3 6 3 3 6 5 7 3蔡路, 陈太林 , 陈磊 , 等 轻骨料混凝土技术的研究与进展 J 广东建材 , 2 0 0 6 ( 1 ) : 4 1 4 3 作者简介: 卢水良( 1 9 7 9 一) , 男 , 工程师。 联
32、系地址: 广州市天河区黄埔大道东 7 0 6 号( 5 1 0 6 2 0 ) 联 系电话: 1 3 7 1 0 9 4 9 8 2 8 A C I Ma t e ri a l s J o u r n a l , 1 9 9 7 , 9 4 ( 5 ) : 4 1 7 4 2 6 1- 3 3 G I A C C O G, R O C C O C, D V I O L I N I , e t a 1 H i g h s e n g th c o n c r e t e s i n c o r p o r a ti n g d i f f e r e n t c o ars e a g g r
33、e g a t e s J A C I Ma t e r i al s J o u r n a l , 1 9 9 2 , 8 9 ( 3 ) : 2 4 2 2 4 6 4 B A N U Z , N A GA R A I T S S y n e r g e fi c r o l e s o f c o n c r e m i n g r e d i e n t s i n s g e n g t h d e v e l o p m e n t J 3 C o n s t r u c ti o n a n d B u i l d i n g Ma t e r i a l s , 1 9 9
34、6, 1 0 ( 4 ): 2 5 12 5 3 5 王震宇、 王俊亭, 袁杰 活性粉末混凝土配合比试验研究 J 混 凝土 , 2 0 0 6 ( 6 ) : 8 0 8 5 6 3闰光杰, 阎贵平, 安明酯 , 等 2 0 0 MP a 级活性粉末混凝土试验 研究 J 铁道学报 , 2 0 0 4 ( 2 ) : 1 1 6 1 1 9 7 - 1 施韬, 陈宝春 , 施惠生 掺矿渣活性粉末混凝土配制技术的研 究 J 材料科学与工程学报, 2 0 0 5 , 2 3 ( 6 ) : 8 6 7 8 7 0 8 刘斯凤, 孙伟, 林玮 掺天然超细混合材高性能混凝土的制备 及耐久性研究 J 硅酸盐学报, 2 0 0 3 , 3 1 ( 1 1 ) : 1 0 8 01 0 8 5 9 3曹峰, 覃维祖 超高性能纤维增强混凝土初步研究 J 工业建 筑, 1 9 9 6 ( 6 ) : 4 2 4 4 作者简介: 江京平( 1 9 7 4一) , 男 , 高级工程师。 联系地址 : 江西省九江市浔阳区白水湖路 2 0号( 3 3 2 0 0 1 ) 联系电话 : 1 8 9 7 9 2 0 8 6 9 6 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m