2018年12期
       

减水剂对陶粒混凝土坍落度及扩展度的影响
作者：董为万 赵菊梅
单位：云南建投第十八建筑安装工程公司 云南工程建设总承包股份有限公司
摘要：对不同减水剂种类、不同掺量对陶粒混凝土坍落度及扩展度的影响进行研究。研究结果表明:不同的减水剂均能提升陶粒混凝土的坍落度和扩展度, 改善陶粒混凝土流动性。
关键词：混凝土 陶粒混凝土 减水剂 坍落度 扩展度
作者简介：董为万, 高级工程师, E-mail:913519518@qq.com;

 

轻骨料混凝土一般是由轻粗骨料、轻砂 (或普通砂) 、水泥和水配制而成且其干密度≤1 950kg/m3[1,2,3]。从节约能源角度考虑, 若轻骨料混凝土中轻骨料的原材料来自于工业废渣等材料, 不仅可减少资源开发, 还可促进废弃资源的二次利用, 可取得较为理想的经济与社会效益[4,5,6], 且国内外轻骨料混凝土中常用的轻骨料通常首选是陶粒[7]。

若按照陶粒原料进行归类, 陶粒混凝土可分为页岩、煤矸石、黏土及粉煤灰等陶粒混凝土[8]。其中, 粉煤灰陶粒混凝土已应用于多个建筑工程领域, 并且在综合方面均取得理想的效益, 特别是有助于提升混凝土材料的用灰量, 具有明显的环境效益优势[9]。所以粉煤灰陶粒混凝土的发展应用是混凝土极为重要的研究方向。

减水剂的种类和掺量变化对陶粒混凝土坍落度和扩展度及其经时损失值均具有很大影响[10]。对于具有泵送要求的大流动性陶粒混凝土而言, 自搅拌站到施工现场需要一定运输时间, 陶粒混凝土坍落度经时损失问题对能否顺利泵送有重要影响。因此本文研究减水剂种类和掺量变化对陶粒混凝土坍落度和扩展度的影响, 这对实际施工选择减水剂具有重要的指导意义。

1 试验概况

1.1 试验材料

试验采用的原料为P·O42.5普通硅酸盐水泥, Ⅱ级粉煤灰, 中砂 (细度模数2.6) , 粉煤灰陶粒, 自来水, 减水剂采用2种萘系减水剂和1种聚羧酸减水剂, 分别为:UNF-5萘系减水剂褐色粉末, 减水率>15%) ;SPA高性能减水剂 (棕褐色粉末, 减水率>10%) ;FL-HPC聚羧酸高性能减水剂 (白色透明液体, 减水率>20%) 。

1.2 试验方案

试验净水灰比控制为0.42, 总用水量包括净用水量和附加用水量, 其中附加用水量为陶粒用量与陶粒1h吸水率的乘积;减水剂的添加量分别占胶凝材料质量的1.5wt%和2.0wt%;体积砂率为44%;水泥和粉煤灰的总用量为480kg/m3, 分别为240kg/m3, 配合比设计采用1m3混凝土中各项材料的质量表示[11], 砂为800kg, 陶粒180kg, 一共分为3组, 分别为组1, 组2和组3。其中组1的2组试验添加FL-HPC聚羧酸高性能减水剂;组2的2组试验添加UFA-5F减水剂;组3的2组试验添加SPA高性能减水剂。

2 试验结果分析

在陶粒混凝土从出机到80min过程中, 分别测量和记录单位阶段时间内 (20min) 陶粒混凝土的坍落度和扩展度, 即0、20、40、60、80min时的坍落度和扩展度, 试验结果如表1所示。

表1 不同阶段时间陶粒混凝土的坍落度/扩展度   

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表1 不同阶段时间陶粒混凝土的坍落度/扩展度

2.1 减水剂种类对陶粒混凝土流动性的影响

已知组1-1、组2-1和组3-1采用的减水剂分别为FL-HPC、UFA-5和SPA减水剂, 且减水剂掺量在总胶凝材料质量占比为1.5wt%时, 由图1可看出, 组1-1, 组2-1, 组3-1坍落度提高幅度大小为:组1-1>组2-1>组3-1。结果表明:当减水剂掺量为1.5wt%时, 3种减水剂均可提升陶粒混凝土流动性, 但在改善效果方面存在差异:其中FL-HPC聚羧酸高性能减水剂的表现最为理想, UFA-5减水剂的改善效果居于次位, 而SPA高性能减水剂的效果相比较而言最差。

图1 减水剂种类对陶粒混凝土坍落度的影响

图1 减水剂种类对陶粒混凝土坍落度的影响

 

由图2可看出:对于3种减水剂, 陶粒混凝土的坍落度和扩展度均表现出经时损失, 当运送时间超过1h后, 陶粒混凝土的坍落度减小较多, 基本不能满足泵送所要求的流动性的标准要求。说明泵送陶粒混凝土中减水剂掺量的选择, 应该基于陶粒混凝土从搅拌站到施工现场的所需时间进行合理拟定。此外, 根据陶粒混凝土坍落度的经时损失也能发现, 为确保1h后泵送陶粒混凝土的流动性, 需再次掺入减水剂以保证泵送的标准要求。

图2 采用不同减水剂时坍落度经时损失对比

图2 采用不同减水剂时坍落度经时损失对比

 

2.2 减水剂掺量对陶粒混凝土流动性的影响

由表1可看出, 对比组3的2组数据可看出, 陶粒混凝土的坍落度随着减水剂用量的增加而增加。此外, 减水剂的最初掺量也有一定限制, 当减水剂掺量高于混凝土拌合物流动性的合理值时, 混凝土拌合物会出现泌水现象。若泌水现象不严重, 陶粒混凝土坍落度不增反降, 降幅略小, 如组2中的2组试验数据所示:若泌水现象很严重, 陶粒混凝土坍落度的降幅明显, 如组1中2组试验结果所示, 特别是对于组1-2, 由于减水剂初始用量过大, 即出现严重的泌水现象而导致坍落度下降明显。

2.3 减水剂种类对陶粒混凝土坍落度/扩展度经时损失的影响

当减水剂掺量适当且拌合物无泌水现象时, 进行坍落度和扩展度经时损失的试验研究。图3为减水剂种类对陶粒混凝土扩展度的影响, 图4为减水剂种类对陶粒混凝土扩展度经时损失的影响。由图3和图4可看出:当采用FL-HPC时, 陶粒混凝土坍落度损失值小于UFA-5;当采用UFA-5时, 陶粒混凝土坍落度损失值小于SPA。

图3 减水剂种类对陶粒混凝土扩展度的影响

图3 减水剂种类对陶粒混凝土扩展度的影响

 

图4 减水剂种类对陶粒混凝土扩展度经时损失的影响

图4 减水剂种类对陶粒混凝土扩展度经时损失的影响

 

3 结语

本文通过前期试验工作得出在满足要求的配合比设计前提下, 即为净水灰比为0.42, 水泥和粉煤灰用量均为240kg/m3, 砂率为44%, 通过试验得出了较优的减水剂种类和建议掺量, 试验结论如下:譹) 不同减水剂均能使混凝土的坍落度和扩展度有所提高, 改善陶粒混凝土流动性效果对比结果为:FL-HPC>UFA-5>SPA。譺) 对于3种减水剂, 陶粒混凝土拌合物的坍落度和扩展度均会随着时间的增加而有所减小;同时, 当掺量超过一定范围后, 拌合物中出现泌水现象, 导致陶粒混凝土的初始坍落度和扩展度不再增加;结合本文试验, 建议FL-HPC减水剂掺量≤1.5wt%, UFA-5减水剂和SPA高性能减水剂≤2.0wt%

 

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