探析外加剂对混凝土坍落度的影响 探析外加剂对混凝土坍落度的影响 探析外加剂对混凝土坍落度的影响 来源于www. 摘要:缓凝剂能减慢水泥的水化速率,从而减慢混凝土坍落度的损失率。但是对于连续搅拌的混凝土,缓凝剂不但不能减慢坍落度的损失率,反而加速了坍落度的损失。然而用粉煤灰来取代部分水泥,就可降低坍落度的损失率。但这要取决于粉煤灰取代水泥灰的百分率,而且与所用粉煤灰的烧失量有关。本文就此问题进行了研究。
关键词:水化速率;缓凝剂;坍落度损失;粉煤灰
1.前言
随着时间的推移,新拌的混凝土就会由于硬化而失去和易性——这种现象叫做“坍落度损失”。因为早期的水化作用逐渐地减少了混凝土中的游离水,各种化学的和物理的因素使混凝土的稠度发生了变化,造成了混凝土内部的骨架结构。
在天气温和的情况下,通过短期的搅拌,混凝土稠度的正常变化是没有实际困难的,混凝土保持和易性的时间较长,足以促进浇筑和抹面。然而在搅拌时间较长,特别是在暑期的情况下,混凝土坍落度的损失率就会大大加快,这在浇筑作业期间会造成严重困难。 2.材料
2.1 水泥——所用水泥为普通硅酸盐水泥,5%粉煤灰(以重量计)与水泥磨在一起。
2.2 粉煤灰——所用的粉煤灰是从烟煤中产生的,其分类为F级粉煤灰。用X—射线的衍射分析法所得的主要成分是莫来石(mullite,也叫富铝红柱石)和石英。其少量的组份是赤铁矿、石灰石和方解石。
2.3 化学外加剂——采用两种D型减水—缓凝剂,还有两种G型超塑化剂。
第一种减水—缓凝剂WRR—Ⅰ,其化学成份为葡糖酸钠(sodium gluconate)。第二种减水—缓凝剂WRR—Ⅱ,其化学成份为磺化木质素和合成材料。
第一种超塑化剂SP—Ⅰ,化学上是以磺化甲醛萘基钠(sodium naphthalene formaldehyde sulfonate)为基础的合成聚合物。第二种超塑剂SP—Ⅱ,从化学上说是一种合成聚合物。
2.4 骨料——粗骨料是中、粗型的轧碎的白云石,其最大粒径为19mm。细骨料是一种很细的天然硅质海砂,其细度模量为1.58。
3. 配合比 4. 试验程序 5. 试验方法
混凝土拌合物都是在一个温控实验室中制备的,所有的材料都经过秤量,并在拌合前至少在实验室中存放24小时。混凝土在一台自由落下的搅拌机中拌合5分钟。为了模拟在混凝土拌和车中发生连续的搅拌作用,搅拌机的鼓筒在几乎是垂直的状态下连续转动。搅拌机的自由落下作用减少得越多,混凝土所受到的搅拌作用就越不强烈。为了避免水份的蒸发,鼓筒的开口是盖着的。 6. 试验结果
坍落度的实验数据示于图1~3中。这些图表清楚地说明了粉煤灰对保持坍落度的积极作用。与不掺粉煤灰的普通拌合物相比较,所有的粉煤灰混凝土之坍落度损失都要少得多。 然而所有未掺粉煤灰的混凝土,其坍落度的损失率则都要高得多,所以能保持100mm坍落度的时间就会更短些。对比的普通混凝土在60分钟后达到100mm的坍落度。掺有减水—混凝剂的两种混凝土则要45分钟。掺有超塑化剂SP—Ⅰ的混凝土要经历50分钟,而掺有超塑化剂的SP—Ⅱ的混凝土则在40分钟后就达到了100mm的坍落度。
在整个搅拌期间,粉煤灰对保持坍落度的作用贯彻始终。坍落度的差别随搅拌时间的延长而增大,这反映了粉煤灰混凝土的坍落度损失率减慢了。 如果我们仍然把各种拌合物达到100mm坍落度的搅拌时间标出来,由图3可见,只有不掺外加剂的粉煤灰混凝土,在搅拌时间为180分钟时的坍落度略高于100mm。掺有SP—Ⅱ的粉煤灰混凝土搅拌75分钟后达到100mm的坍落度,掺有WRR—Ⅰ的粉煤灰混凝土和对比的普通混凝土要搅拌40分钟,掺有SP—Ⅱ的混凝土要搅拌35分钟,掺有WRR—Ⅰ的普通混凝土则搅拌10~15分钟左右。掺有化学外加剂的混凝土之坍落度损失曲线的差值,在形式上看也是有差别的(图
4)。在21℃时随着搅拌时间的延长,坍落度的差别也增大了。 掺与不掺减水—缓凝剂或超塑化剂的粉煤灰混凝土,在21℃的温度中经过长期搅拌,其坍落度增大了40~80mm,在32℃的温度中搅拌时,与无粉煤灰的同样混凝土相比较,则其坍落度增大了30~65mm。
7. 结论
对于掺有普通减水—缓凝剂的混凝土,业已发现粉煤灰也有利于保持其之坍落度,而化学外加剂则会增大坍落度的损失率。这也与硫酸盐离子和颗粒可利用性有关。实验业已证明,对于掺有减水—缓凝剂的混凝土,掺入1%SO3即可大大改善其坍落度的保持能力。此外,采用含有P2O5粉煤灰,则对于这种混凝土的水化过程也会有一定的抑制作用。因为粉煤灰、硅酸盐水泥和化学外加剂的来源不同,彼此之间的化学反应也各不相同。所以要在与工地相同的条件下,用规定的拌合物之实际成份进行初步试验,以便正确地评价其之实际性能。