不同等待時間及處理措施對混凝土強度的影響

隨著城市建設的發(fā)展，商品混凝土在建筑工程中逐步取代了現場自拌混凝土。商品混凝土在工程中的應用，大大提高了工程實體的質量保證率，但同時也衍生出一些問題。由于受城市規(guī)劃要求及原材料運輸條件的限制，混凝土攪拌站基本上分布在遠離城區(qū)的市郊，商品混凝土從攪拌站運送至施工現場，運輸距離普遍較遠，加上城市交通狀況、混凝土現場等待、機械故障等一些偶然因素，導致混凝土從加水攪拌到開始澆筑往往需要數小時的時間。在混凝土實際施工過程中，對于混凝土因運送及等待時間較長導致坍落度損失較大的情況，一般可采用二次攪拌或二次添加減水劑的方法進行調節(jié)。對于時間過長的混凝土，視情況進行降級處理或者直接倒掉，造成了大量的資源浪費。在管理不規(guī)范的施工現場，還存在一定程度的加水現象，給工程帶來了很大的質量隱患。本文采用一種新的混凝土工作性能調整技術，即定時添加緩凝型高效減水劑，通過研究混凝土生產后在不同時間的工作性能變化及試塊28d抗壓強度，對比分析該技術相對于傳統處理方法在提高混凝土使用時效中的優(yōu)勢。1混凝土運送時間對混凝土性能的影響混凝土加水攪拌后，其水化作用就已經開始，隨著時間的推移，水化作用持續(xù)進行，混凝土自由水不斷減少，流動性逐漸變差。經過不斷的水化作用，水泥漿體內部逐步形成具有結構強度的結晶結構。對于長時間等待已接近初凝的混凝土，其結晶結構已經初步形成，在混凝土澆搗成型時，由于受到振動棒等外力作用，會使已經形成的結晶結構被破壞而且不能恢復，最終導致混凝土強度的降低。另一方面，由于引氣劑或引氣型外加劑的使用，混凝土在投料和攪拌過程中產生了大量氣泡，在混凝土運輸過程中，混凝土的含氣量會隨著時間延續(xù)而不斷減小，導致混凝土流動性降低。但是，含氣量減小對混凝土強度有一定的補償作用。有資料顯示，混凝土含氣量每增加1%，混凝土強度下降約4%～5%。同時，在運輸過程中，混凝土中水分不斷蒸發(fā)，實際水灰比降低，對混凝土強度也有提高作用。2不同混凝土調整技術對比采用杭州地區(qū)預拌混凝土攪拌站常用的原材料，選用強度等級為C30，初始坍落度在160～200mm的混凝土進行試驗。試驗過程中采用不同的處理方法調整混凝土坍落度，使其達到140～180mm的工作性能要求。通過測試比較混凝土的工作性能及標準試塊28d抗壓強度，研究混凝土不同等待時間采用不同調整技術對混凝土性能的影響。2.1混凝土原材料(1)水泥：杭州市大馬水泥有限公司生產的PO42.5水泥；(2)礦粉：杭鋼S95礦粉；(3)粉煤灰：杭州半山電廠的Ⅱ級粉煤灰；(4)特細砂：天然砂，細度模數1.0；(5)機制砂：細度模數3.1，含粉量5.3%，亞甲藍試驗合格；(6)碎石：獐山5～25mm連續(xù)級配碎石；(7)減水劑：浙江省天和建材集團有限公司新型建材分公司生產的JB-201緩凝型高效減水劑；(8)水：自來水。2.2混凝土配合比混凝土配合比見表1?？紤]到夏季混凝土因長時間等待出現的問題更多，因此選定試驗溫度為26～30℃，經過試驗，C30混凝土初凝時間8h25min，終凝時間9h40min。2.3試驗過程及結果對比2.3.1加水調整工作性能對混凝土的影響制取6份混凝土拌和物，按照制作時間順序編號依次為0～5h，放置在室溫環(huán)境下靜置，每1h左右攪拌一次，攪拌均勻。制作試塊前通過加水調節(jié)坍落度至140～180mm。以混凝土加水攪拌時間為0h開始計算，每間隔1h取1份拌合物，制作邊長為150mm的立方體抗壓強度標準試件，試件成型采用搗棒人工搗實。測試試件標養(yǎng)28d的抗壓強度，試驗結果見表2。從試驗結果可以看出，在2h內不加水坍落度也能夠達到要求，但是混凝土流動性逐漸變差，抗壓強度相對于剛生產時有提高的趨勢。但是隨著時間的不斷延長，混凝土工作性能已無法達到施工要求，通過加水可以調整混凝土坍落度，但流動性仍然非常差，混凝土強度也明顯降低。特別是等待時間超過5h后，即使加入大量的水，混凝土仍然喪失工作性能。因此，采用現場加水調節(jié)混凝土的工作性能，將對工程質量帶來嚴重隱患，是必須禁止的行為。2.3.2加緩凝型高效減水劑調整工作性能對混凝土的影響制取6份混凝土拌合物，按照制作時間順序編號依次為0～5h，放置在室溫環(huán)境下靜置，每1h左右攪拌一次，攪拌均勻。制作試塊前通過添加減水劑調節(jié)坍落度至140～180mm。以混凝土加水攪拌時間為0h開始計算，每間隔1h取1份拌合物，制作邊長150mm的立方體抗壓強度標準試件，試件成型采用搗棒人工搗實。測試試件標養(yǎng)28d的抗壓強度，試驗結果見表3。從表3中可以看出，與加水相比，通過加入適量減水劑調整混凝土有著明顯的優(yōu)越性。在較長的時間內，加入適量減水劑仍然能使混凝土的工作性能達到設計要求，并且混凝土的強度有一定的提高。但是，在實際生產及運輸過程中，由于等待時間過長，混凝土的坍落度很小，流動性非常差，攪拌車的自落式攪拌已經無法使新加入的外加劑與混凝土攪拌均勻，澆筑時可能出現大的混凝土結塊，成型后混凝土局部凝結時間過長，影響工程質量。2.3.3定時加緩凝型高效減水劑調整工作性能對混凝土的影響制取6份混凝土拌合物，放置在室溫環(huán)境下靜置，每2h左右攪拌一次，每次攪拌時添加減水劑調節(jié)坍落度至140～180mm。以混凝土加水攪拌時間為0h開始計算，每2h制作1份拌合物，制作邊長150mm的立方體抗壓強度標準試件，試件采用搗棒人工搗實。測試試件標養(yǎng)28d的抗壓強度，結果見表4。從試驗結果可以看出，定時添加適量的緩凝型高效減水劑，能使混凝土一直保持較好的工作性能，并且抗壓強度明顯提高。由于外加劑緩凝成分的持續(xù)作用，混凝土的凝結時間推后，混凝土的有效使用時間大大延長。采用定時適量添加緩凝型高效減水劑的方法，實現了混凝土在生產等待過程中的動態(tài)控制，將大大減少混凝土由于等待時間過長導致的浪費，保證凝土質量。定時適量添加緩凝型高效減水劑的混凝土凝結時間有所延長，對混凝土結構的拆模時間可能會產生一定影響。當外加劑摻量添加膠凝材料用量的0.5%時，混凝土凝結時間延長約10h。通過對混凝土各齡期強度跟蹤，混凝土早期抗壓強度有所降低，7d強度基本達到正常水平。3結論及建議(1)通過加水調整混凝土工作性能效果不理想，抗壓強度明顯降低，帶來極大的質量隱患，是必須制止的行為；混凝土澆筑前二次添加緩凝減水劑的方法具有局限性，等待時間過長、性能太差的混凝土無法通過攪拌車攪拌均勻；采用定時適量添加減水劑的方法調整混凝土工作性能，能延長預拌混凝土的使用時效，保證混凝土工作性能和強度，對混凝土耐久性能的影響需要進一步試驗。(2)采用定時適量添加緩凝減水劑的方法調整混凝土，若推廣到生產中，可通過人工稱量或在攪拌車中增設稱量設備準確控制減水劑的用量，避免摻加過多的減水劑導致離析、凝結時間過長的問題，添加減水劑的用量及頻率宜根據環(huán)境溫度、混凝土坍落度損失情況及減水劑的性能進行試驗確定。為確保混凝土的勻質性，需要在每次添加減水劑后進行充分的攪拌，攪拌時間應由試驗確定。(3)混凝