混凝土原材料对其用水量影响分析.pdf

第 4 l卷 第 5期 2 0 1 0 年 3 月 人 民 长 江 Ya n gt z e Ri v e r VO1 41 No 5 M a r ， 2 01 0 文章 编 号 ： 1 0 0 14 1 7 9( 2 01 0) 0 50 0 2 00 2 混凝土原材料对其用水量影响分析 石 伟 伟 (武警 水 电第 六 支 队 ， 湖 北 宜 昌 4 4 3 1 3 3) 摘要： 通过对缓凝 高效减水剂及引气剂在不 同掺量情况下的减水率试验 、 I 级粉煤灰 需水量试验、 水泥的标准 稠 度试 验 、 粗 骨料 裹粉 试 验 及 外加 剂 与胶 凝 材 料 相 容 性 试 验 ， 分 析 其 对 降低 混凝 土 单 位 用 水 量 的 影 响 。将 减 水剂作为混凝土第 1 减水成分 、 引气剂为第 2减水成分 、 I 级粉煤灰为次要减水成分， 在满足 外加 剂与胶凝材 料相容性的条件下 ， 三者联掺 能够最大限度地降低混凝 土用水量 ， 不仅 能够 大大改善 混凝 土的力学性能并提 高其耐久性等指标， 还能产生很 大的经济效益。 关 键 词 ： 外 加 剂 ；掺 粉 煤 灰 ；减 水 率 ；力 学性 能 ；耐 久 性 ；混 凝 土 中图 法 分 类 号 ：TV 4 3 1 文 献 标 志 码 ：A l 概 述 根据 混凝土 配合 比设 计 规 范要 求 ， 每 立方 米 二 级 配常态素混凝土的理论用水量约 l 8 0 k g ， 为了保证混 凝 土强度 等级 ， 必 须 选择 适 当 的水 胶 比。胶 凝 材料 用 量 多 ， 一方 面会增 加混凝 土的成本 ， 另一方 面会增 加混 凝 土 自身水化 热 ， 加 剧混凝 土裂缝 的形成 ， 对混凝 土耐 久性 有很大影 响 。如何 减 少混 凝 土单 位 用水 量 ， 不 仅 可 以节 约成本 ， 还可 以使 混凝 土力学性 能 、 耐久性等 性 能得到很 大 的改善 。为此 ， 特进 行 了实 验研究 。 混凝 土实验 原材 料 ： 水 泥为 四川 省 峨 胜水 泥 股 份 有 限公 司生产 的峨 胜 中热 4 2 5水 泥 ； 粉煤 灰为 曲靖方 园环保建 材有 限公 司生 产 的 曲靖 I级 粉煤 灰 ； 骨 料 为 玄 武岩性人 工骨料 ； 减水 剂 为 马 贝建 筑 材料 有 限公 司 生产 的 X 4 0 4 C型高效缓 凝减 水剂 ； 引气 剂 为上 海麦 斯 特建 材有 限公 司生产 的 A I R 2 0 2型引气剂 。 2 影响混凝土用水量的 因素分析 2 1 掺减水剂的影 响 依据 水工混凝土外加剂技术规程( D L T 5 1 0 0 1 9 9 9 ) ， 对 减水 剂 质 量 进 行 检 测 ， 通 过 调 整 掺 量 ， 检 测减 水剂在 不同掺量 下 的减水效 果 ， 见表 1 。 从 试验结 果可 以看 出 ， 减水 剂掺 量 小 于 0 5 时 ， 减水率 明显 降低 ， 减 水率 大于 0 7 时 ， 减 水率 虽有 所 增 加 ， 但 增加 速度减 小 。从 混凝土拌 制效 果来看 ， 当掺 量达 0 8 时 ， 混凝土 泌水现象 明显 ， 且存在板结情 况 。对低 水胶 比混凝 土而言 ， 高掺减 水剂 时 ， 混凝 土易 出现板 结 、 泌 水 现 象 ， 低 水 胶 比 混 凝 土 推 荐 掺 量 为 0 6 0 6 5 。在 拌制普 通混凝 土时 ， 减 水剂 掺量 在 0 7 时 ， 减 水 率 达 2 5 ， 可 以 明 显 降低 混 凝 土 用 水 量 ， 平 均每立 方米 混凝土 可降低用 水 约 4 5 k g 。抗压 强 度 比方 面 ， 3 、 7 、 2 8 d抗 压强 度 比均大 于 1 2 0 ， 掺减 水 剂后混凝 土抗 压强 度 比基 准 混凝 土有 所 增 长 ， 混凝 土 抗 压强 度能得 到保证 。 表 1 减水剂掺量与减水 率的关 系 2 0 8 4 l 3 3 0 一 l 7 l 4 1 3 3 0 0 4 l 6 3 4 l 3 3 0 0 5 l 5 9 4 l 3 3 0 0 6 l 5 6 4 1 3 3 0 0 7 l 5 4 4 l 3 3 0 0 8 2 2 掺引气剂的影响 引气剂的主要作用是引出混凝土中大量的微小气 泡 ， 对改善混凝土耐久性有非常重要的作用， 同时引气 收 稿 日期 ： 2 0 1 00 10 6 作者简介 ： 石伟伟 ， 男， 助理 工程师 ， 主要从事水利水电工程施工管理工作 一 弧 4 9 4 5 4 2 2 8 4； 一 _-2 2 i O 0 一 i 5 6 6 鲫辨帅 盼 第 5期 石伟伟 ： 混凝 土原材料对其用水量影响分析 2 l 剂还具 有减 水功 能 。依 据 水 工 混 凝 土外 加 剂 技术 规 程 ( D L T 5 1 0 01 9 9 9 ) ， 对 引 气 剂 质 量 进 行 了检 测 ， 通过调 整掺 量 ， 检 测 引气剂 在 不 同掺 量 下 的减 水 效果 ， 见表 2。 表 2引气剂掺量与减水 率的关系 从试 验结 果 可 以看 出 ： 随着 引气 剂掺 量 的增加 ， 减 水率 、 含 气量 也相 应增加 。从抗 压强 度 比上看 ， 3、 7 、 2 8 d抗 压强度 比均大 于 9 0 ， 说 明掺 引气 剂 后 混 凝 土 抗 压 强度 比基准 混凝 土减 小 。 这是 因为 掺 引 气 剂 后 ， 混 凝 土 内部 掺入 了大 量 微小 气 泡 ， 使 混凝 土 强 度 在 一 定 程度 上有 所 降低 的缘故 。规 范要 求掺 引气 剂 的混凝 土 2 8 d抗压 强度 比大 于 9 0 ， 从试 验结 果 看能 满 足规 范 要求 ， 加 强混凝 土含 气量 控 制 ， 对 混凝 土力 学性 能 的保 证有 重要 意义 。 2 3掺粉煤灰 的影响 曲靖 I级 粉 煤 灰 需 水 量 比 为 9 4 ， 烧 失 量 为 3 3 9 。根 据需 水量 比的定义 ， 采 用等量 替换 法 ， 粉煤 灰掺 量在 2 0 3 5 时 ， 平 均 每立 方 米混 凝 土 可 减少 约 4 7 k g用水量 。 粉煤 灰 的表 观 密度 通 常 小 于 水 泥 的 表 观密 度 ， 如 曲靖 I 级粉 煤灰 的表观密 度 为 2 3 8 0 k g m ， 而峨 胜 中 热 4 2 5水 泥的 表 观密 度 为 3 2 5 0 k g m ， 替代 相 同重 量的水泥 ， 粉煤灰的体积较相同质量的水泥体积要大 ， 可增加 混凝 土 中 的浆 体 体 积 ， 提 高 浆 体 对 骨 料 的 润滑 作用 。另外 粉煤 灰具 有 优 良 的颗 粒形 状 ， 基 本 上 由粒 径细小 的玻 璃状 球体 组 成 ， 在混 凝 土 中起 滚珠 轴 承作 用 ， 可 减小水 泥 颗粒 问 的摩 擦 ， 提高 浆体 的流 动性 。再 者 ， 粉 煤灰 的粒 径 比水 泥 的粒径 小 得多 ， 使之 能够 发挥 其解 絮作用 ， 释 放 因凝 絮作 用 而 被 水 泥 颗 粒包 裹 的游 离水 ， 辅助 高效 减水剂 使 水泥颗 粒解 絮更 加完 善 。 从 粉煤 灰实 验及 作 用 原 理 看 ： 采 用 优 质粉 煤 灰 不 仅能减 少混 凝土 的用 水量 ， 还能 改 善其 和易性 ， 且 混凝 土后期 强度 增长 比不 掺粉 煤灰 混凝 土增 长较 多 。 2 4水 泥标 准 稠 度 的 影 响 水 泥净 浆在 某一 用水 量 和特定 测试 方法 下达 到 的 稠度 ， 称为水 泥标 准稠 度 ， 这一用 水 量 即称 为 水泥 的标 准稠度 用水 量 ， 它是 水 泥 净 浆需 水 性 的一 种 反 映 。 当 其它条 件不 变时 ， 为达 到一 定 的流 动度 ， 混凝 土用 水量 随水泥 标准 稠度 用水 量 的增大 而增 大 。对普 通混凝 土 而 言 ， 水 泥标 准稠 度用水 量 每增 减 l ， 要 维 持 混凝 土 坍落 度不 变 ， 则 每立 方米 混凝 土 用水 量 相应 增 减 35 k g 。若 标准 稠度 用 水 量越 大 ， 则 水 泥 净 浆 达 到标 准 稠 度用 水量 、 水泥 砂浆 达 到 规 定 流动 度 的 用 水量 以及 混 凝土 达到 一定 坍落 度 的用 水 量 也 都越 大 ， 从 而使 水 泥 及其 混凝 土 的施 工 性 能 、 力 学性 能 和 耐 久 性 能 变 差 。 降低 水泥 的 标 准 稠 度 用 水 量 对 降 低 混 凝 土 单 位 用 水 量 ， 进 而提 高混 凝土力 学性 能 ， 以节 约混凝 土生 产成 本 具 有 十分 重要 的意 义 。 2 5粗骨料裹粉的影响 粗骨料 的裹 粉 是 附着 于 粗 骨 料 上 粒 径 小 于 0 0 8 mm 的细小 颗 粒 ， 根 据 水 工 混 凝 土 砂 石 骨 料 试 验 规 程 ( D L T 5 1 5 1 2 0 0 1 ) 中粗 骨料 含泥 量 试验 方法 ， 对 粗 骨料 裹粉 进行 试验 。在 同等质 量条 件下 ， 颗粒 越小 ， 其 表 面积越 大 ， 则 其 吸水越 多 ， 粗 骨料 裹粉 对混凝 土用 水 量是 不 利 因素 。 根 据 水 工 混 凝 土 配 合 比 设 计 规 程 ( D L T 5 3 3 02 0 0 5 ) 对 粗 骨 料 裹 粉 量 与 用水 量 的 关 系进 行试验 ， 结 果见 表 3。 表 3粗 骨 料 襄 粉量 与 用水 量 的关 系 从试 验结 果 可 以看 出 ： 粗 骨 料 裹 粉量 为 0 7 8 时 的用 水量 比裹 粉量 0 1 5 时 的用水 量 要 多 6 k g ， 减 小 粗骨 料 的裹 粉 ， 同 样 可 以减 小 混 凝 土 的单 位 用 水 量 。 另外 减小 粗骨 料 的裹粉 能有 效提 高混凝 土极 限拉 伸等 性能 ， 对 防止 混凝 土裂缝 的产 生有 很大 的帮 助 。 3 外加剂与胶凝材料相容性对减水的影响 相容 性要 求外 加 剂 要适 应 水 泥 ， 同时 要求 水 泥 也 要适 应外 加剂 。混 凝 土 外加 剂 主 要 是 表 面活 性 剂 ， 具 有表 面 吸附 、 分散 、 湿润 、 起泡 和 消泡作用 ， 不 同 的表面 活性 剂 因其分 子结 构 不 同 ， 对水 泥水 化 所 产生 的影 响 也不 同。水泥 中各 种成 分及 量 不 同 ， 对 外 加 剂 的适 应 性也 不 同。 在混 凝土 试验 过程 中 ， 首先 要 做 外 加 剂 与胶 凝 材 料 的相容性 试 验 ， 这 涉 及 到 混凝 土 的可 施 工性 及 混 凝 土质 量等 问题 。外 加剂 与胶 凝 材 料 相 容性 不 好 ， 外 加 剂 的效果 就不 能充 分发 挥 ， 混凝 土 拌 和 物 就会 出现 板 结 、 泌水 、 气泡 等现 象 ， 另外对 混凝 土耐久 性 、 力学 性能 等也 会有 很大 影 响。通 过对外 加剂 成分 及水 泥成 分 的 ( 下转第 2 7页) 第 5期 齐建飞 ： 溢 流面翻模 抹面施工技术在三峡工程 中的应用 2 7 ( 3 )浇筑 时控 制好 混凝 土人 仓强 度 。一方 面保 证前 面 浇筑 混凝 土 时 ， 不 得扰 动后 面成 型 的混凝 土 ； 另 一方 面 要来 得及 抹 面 。 ( 4 )注意 天气情 况 ， 尽 量避 开 雨 天 和 强 烈 阳 光 天 气开 仓浇筑 。为防 止天 气 对 抹 光 面 的 影 响 ， 事先 规划 好 防雨棚 、 防 晒棚 的搭设 点 。 3 2 3 宽 1 5 3 1T I 溢流面抹光跳 面设 置 抹 光跳 面搭 设点 设置 ： 在溢 流 面上按 照 3 8 m( 横 向跳 面骨架 的方 木 长 4 1T I )x 1 0 m( 纵 向模 板 拉 条 间 距 ) 间距 设 置 定位 锥 ， 用 0 3 6的加 长 螺栓 与模 板 上 部 的搭设 点支 撑 连 接 ， 搭 设 点 支 撑 ( 用作 抹 光跳 面 骨 架 支撑 ) 采用 0 4 8钢 管 ， 便 于安 装和 固定 。 4 结 语 从 溢流 面施 工情 况看 ， 混凝 土表 面光滑 平整 ， 彻底 消 除 了表 面水 汽泡 、 麻 面等 ， 满 足 了设 计质 量 要 求 ， 还 可 节省大 量 的缺 陷处 理 费用 和 时 间 ， 减 少 了 冲沙 孔 混 凝土表面在高速夹沙水流冲刷下发生气蚀的可能性及 维修 的概 率 。 翻模 抹面 工艺适 用 范围广 ， 适用 于斜 面 、 曲面和弧 面 ， 只要严格控制样架 ， 使其符合设计要求 ， 各种弯道 和扭 曲面 部位都 能够 适用 。其 工艺在 随后 冲沙 闸下游 消能 防冲建 筑物 工程 消力坎 溢流 面施工 中得 到成 功应用 。 ( 编辑： 赵凤超) App l i c a t i o n o f c o n s t r u c t i o n t e c h no l o g i e s o f o v e r f o r m fini s h i n g f o r o v e r flo w s ur f a c e o f TGP Q I J i a n f e i ( T GP C o n s t r u c t i o n He a d q u a r t e r s ， Ar me d P o l i c e Hy d r o p o w e r T r o o p s ，Wu h a n 4 3 0 0 5 0，C h i n a ) Abs t r ac t ： F o r t h e s l u i c e g a t e r e b ui l t f r o m t e mp o r a r y s hi p l o c k o f TGP，t h e o ve i f l o w s u rfa c e o f s c o u r i n g s l u i c e i s c omp l i c a t e d i n s ha pe a n d h i g h i n q ua l i t y r e q ui r e me n t s I n o r d e r t O p r e v e n t a i r c a v i t y o n t h e s urfa c e an d e n ha n c e t he c o nc r e t e d u r a b i l i t y，t h e c o n c r e t e s u r f a c e s h a l l b e s mo o t h a n d l e v e 1 W i t h t he c o ns t r u c t i o n t e c hn o l o g i e s o f o v e rf o r m fin i s h，t he s t a g g e r，g r o u t l e a k a g e， p l a t e ma r k，a i r bu bb l e a nd pi t t e d s u r f a c e o n o v e r f l o w s u rfa c e a r e r e mo v e d s uc c e s s f ul l y Af t e r c o n s t r u c t i o n，t h e c o n c r e t e s u rfa c e b e c o me s s mo o t h a n d l e v e l ，me e t i n g t h e de s i g n r e qu i r e me n t s K e y wor ds： o v e r f l o w s u rfa c e； o ve rf o r m fin i s h；c o n s t r u ct i o n t e c h no l o g i e s；TGP 【 上 接 第 2 1 央 ) 调整来满足相容性的要求 ， 使外加剂充分发挥作用。 4 结 语 不 同水 泥 品种标 准稠 度 用 水 量 不 同 ， 导致 混 凝 土 单位 用水量 也 不 同。在 水 泥 品 种 一定 的条 件 下 ， 缓 凝 高效 减水剂 、 引气 剂 、 粉煤 灰在 混凝 土 中具有 不 同的减 水效果， 其 中减水剂为第 1 减水成分 ， 引气剂为第 2减 水成 分 ， 粉 煤灰 为次 要减水 成 分 ， 在 满足 相容性 的条件 下 ， 三者联 掺 减水 率 达 3 5 左 右 ， 能够 最 大 限度 地 减 少混凝 土单 位用 水量 。而 粗骨料 裹 粉会增 加混凝 土单 位用 水量 ， 需要 在人 工 骨料 生 产 过 程 中尽 量 减 小 粗骨 料裹 粉 ， 避 免增 加混凝 土单 位用 水量 。工程 应用 表 明 ， 降低混 凝 土单位 用水 量 ， 不 仅 能 提 高混 凝 土 的技术 性 能 ， 配 制 出高性 能混凝 土 ， 而且 能够 产生 巨大 的经济效 益 。 ( 编辑 ： 徐诗银) Ana l y s i s o n i nflue n c e o f c o nc r e t e r a w m a t e r i a l a mo un t s o n wa t e r de m a n d S H l W e i we i ( No 6 B r a n c h T e a m，A r me d Po l i c e Hy d r o p o w e r T r o o p s ，Y i c h a n g 4 4 3 1 3 3，C h i n a) Ab s t r ac t ：Th r o u g h e f f e c t a n a l y s i s o f di f f e r e n t mi x i ng a mo un t o f hi g h e f fic i e nc y r e t a r d i n g wa t e r r e d u c i n g a g e n t a n d a i r e n t r a i n i ng a g e n t i n wa t e r r e dn c i n g r a t i o t e s t ，wa t e r d ema n d t e s t o f g r a d e I f l y a s h，n o r ma l c o n s i s t e n c y t e s t o f c e me n t ，c o a t e d po wd e r c o a r s e a g g r e g a t e t e s t a nd t he c o m p a t i b i l i t y t e s t o f a d mi x t u r e a n d c e m e n t i n g ma t e r i a l ，we a n a l y z e t h e e f f e c t s o f t h e 2 a g e nt s o n t h e r e d u c t i o n o f u n i t wa t e r c o n s ump t i o n Ta k i ng wa t e r r e d uc i n g a g e n t a s t h e 1 s t c o mp o n e nt ， a i r e n t r a i n i n g a g e nt a s t h e 2 nd o n e a n d g r a de I f l y a s h as t he f o l l o we d，t he i r C O mi x i n g c a n mi n i mi z e t he wa t e r d e ma nd o f c o n c r e t e，whi c h i mp r o v e t he me c h a n i c a l p r o p e r t i e s a nd du r a b i l i t y o f c o nc r e t e，a n d p r o du c e r e ma r k a b l e e c on o mi c b e n e f i t s Ke y wo r ds： a d mi x t u r e；fly a s h；wa t e r r e d uc i n g r a t i o；me c h a n i s f e a t u r e；d ur a bi l i t y；c o n c r e t e