青科重工
專(zhuān)注于混凝土泵送事業(yè)
自2003 年國(guó)家六部委發(fā)布《全國(guó)23個(gè)大中城市限制現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土》令后,我國(guó)近十幾年來(lái)預(yù)拌混凝土發(fā)展較快,目前基本上遍布全國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)工程中;自1994年我國(guó)發(fā)布《預(yù)拌混凝土》部國(guó)標(biāo)到2012年頒布第三部《預(yù)拌混凝土》標(biāo)準(zhǔn),更加規(guī)范了預(yù)拌混凝土的管理。近200年來(lái)的混凝土發(fā)展史顯示,預(yù)拌混凝土是混凝土技術(shù)發(fā)展史上的一次革命,我們必須適應(yīng)混凝土技術(shù)的發(fā)展,更新觀念,更新知識(shí),以適應(yīng)現(xiàn)代化混凝土技術(shù)的發(fā)展。
1 預(yù)拌混凝土與現(xiàn)澆混凝土的主要區(qū)別
(1 )預(yù)拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間比現(xiàn)澆混凝土一般要延長(zhǎng)3h以上,尤其是預(yù)拌混凝土的初凝時(shí)間要作適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng),延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間的目的是為防止混凝土拌合物性能和混凝土坍落度過(guò)快的損失影響泵送和澆筑。
(2 )預(yù)拌混凝土出機(jī)后,需經(jīng)過(guò)一段運(yùn)輸時(shí)間到施工現(xiàn)場(chǎng)后才能入模澆筑,因此要求預(yù)拌混凝土在一定時(shí)間內(nèi)保持混凝土拌和物的“三性”。為此,預(yù)拌混凝土都要摻入泵送劑,其中要含有不同緩凝時(shí)間的緩凝劑,主要是延緩混凝土的初凝時(shí)間。而現(xiàn)澆混凝土出機(jī)后即可入模澆筑。
(3 )預(yù)拌混凝土一般都要摻入礦物摻和料、緩凝劑、引氣劑等復(fù)合成泵送劑,以確;炷涟韬衔锏男阅埽惯\(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的混凝土坍落度1h內(nèi)損失不大于20mm~30mm,才能使混凝土泵送暢通;特種混凝土更應(yīng)滿(mǎn)足其特殊要求。而現(xiàn)澆混凝土一般不需要加入任何外加劑,摻和料也可不摻。
(4 )與現(xiàn)澆混凝土相比,預(yù)拌混凝土的凝時(shí)、強(qiáng)度增長(zhǎng)等均有差異,混凝土達(dá)到拆除側(cè)模1.2MPa的時(shí)間不同,預(yù)拌混凝土一般在20h以上,現(xiàn)澆混凝土10h左右即可,因此,預(yù)拌混凝土不能過(guò)早拆模。
(5 )預(yù)拌混凝土砂率一般為40%以上,砂率較大,而現(xiàn)澆混凝土砂率一般在35%左右。
(6 )預(yù)拌混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展較慢,尤其是3d內(nèi)的強(qiáng)度較低,而現(xiàn)澆混凝土早期強(qiáng)度較之要高。
因此,對(duì)預(yù)拌混凝土的認(rèn)識(shí)要區(qū)別于現(xiàn)澆混凝土,不能以對(duì)現(xiàn)澆混凝土的要求來(lái)要求預(yù)拌混凝土,區(qū)別對(duì)待,才能確保預(yù)拌混凝土及工程質(zhì)量。
2 預(yù)拌混凝土摻入礦物摻和料
預(yù)拌混凝土一般都要摻入不同品種和數(shù)量的礦物摻和料,以提高混凝土的各種性能。目前摻入品種較多的主要有電廠排放的粉煤灰、煉鐵廠排放的;郀t礦渣粉、硅灰、石灰石粉等,以粉煤灰和礦渣粉居多。
(1 )預(yù)拌混凝土摻入粉煤灰等級(jí)一般在2級(jí)以上。熱電廠用煤經(jīng)過(guò)粉碎在1100℃~1700℃高爐中燃燒后排出的廢渣即粉煤灰,它和水泥煅燒高溫度1450℃相仿,具有一定的活性,其活性率一般在40%以上。
1 )將粉煤灰摻入到混凝土中,可使混凝土更密實(shí),尚可替代部分混凝土用砂。
2 )粉煤灰具有滾珠、潤(rùn)滑和物理減水功能,其減水率10%左右,越細(xì)越優(yōu)。
3 )將粉煤灰摻入混凝土中可抑制混凝土坍落度損失、防裂、降低混凝土早期干燥、收縮裂縫等,抑制混凝土堿骨料反應(yīng)等。
4 )摻入粉煤灰可提高混凝土的抗?jié)B能力,非常適用于大體積混凝土,以降低水泥水化熱。
5 )摻入粉煤灰可改善混凝土孔結(jié)構(gòu),長(zhǎng)期的火山灰效應(yīng)可與水泥水化后析出的Ca(OH)2產(chǎn)生二次反應(yīng),提高混凝土的后期強(qiáng)度,降低混凝土泌水率,有利于骨料和水泥漿界面強(qiáng)度的提高。
6 )摻入粉煤灰后,除具有一定的經(jīng)濟(jì)效益外,尚具有一定的環(huán)保效益。
(2 )在預(yù)拌混凝土中摻入礦渣粉的等級(jí)一般在S75級(jí)以上,;郀t礦渣是煉鐵爐中浮在鐵水表面的熔渣,排放時(shí)經(jīng)水冷卻后的粒狀物,再經(jīng)烘干后磨細(xì)而成為礦渣粉。
1 )原礦渣水泥使水泥熟料較易磨細(xì),礦渣不易磨細(xì),礦渣本身較粗,其潛能發(fā)揮得慢,使水泥和混凝土早期強(qiáng)度較低,泌水率加大等。現(xiàn)在將礦渣單獨(dú)磨細(xì)到一定細(xì)度后,再摻入到水泥中或作為混凝土摻和料,可充分發(fā)揮礦渣的潛能,改善水泥和混凝土性能。
2 )礦渣分為酸性、堿性礦渣,預(yù)拌混凝土應(yīng)用的是堿性礦渣,其本身含有30%以上的CaO,并具有一定的水硬性。
3 )礦渣粉的細(xì)度以比表面積表示,比表面積應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求,如果較粗,可造成混凝土泌水、收縮加大而不利影響。
4 )混凝土摻入礦渣分后,可改善混凝土的性能,有效地降低混凝土水化熱、非常適用于大體積混凝土應(yīng)用。
3 預(yù)拌混凝土泵送劑的作用
預(yù)拌混凝土泵送施工的較多,為達(dá)到泵送施工的要求,必須摻入泵送劑,泵送劑在泵送混凝土中的主要作用包括以下幾個(gè)方面。
(1 )降低混凝土用水量,增大混凝土流動(dòng)性,改善混凝土的和易性、粘聚性、保水性等。
(2 )降低混凝土的泌水性,泵送劑的佳摻量要通過(guò)試驗(yàn)確定,如果超摻會(huì)使混凝土的泌水率加大、離析等堵塞混凝土輸送管道或使混凝土長(zhǎng)時(shí)間不凝固等等。
(3 )泵送劑的摻入能有效地降低W/B,提高混凝土和易性、流動(dòng)性、降低混凝土拌合物摩擦阻力,有效提高混凝土的可泵性。
(4 )泵送劑是多種性能的復(fù)合劑,其中含有一定的引氣劑和緩凝劑等成分,可使混凝土凝時(shí)適當(dāng)延長(zhǎng),以保證混凝土的運(yùn)輸和可操作時(shí)間。
(5 )泵送劑可降低混凝土漿體流動(dòng)性喪失的缺陷,降低混凝土坍落度的損失,使混凝土在一定時(shí)間內(nèi)泵送暢通無(wú)阻。
(6 )普通混凝土泵送劑對(duì)混凝土強(qiáng)度提高不顯著,高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度主要依賴(lài)高強(qiáng)泵送劑的作用。
4 更新觀念適應(yīng)現(xiàn)代化混凝土技術(shù)
(1 )預(yù)拌混凝土內(nèi)水泥用量是否越多越優(yōu)
2000 年前的施工標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范一般均有水泥用量的規(guī)定,2010年后發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范除特種工程和有特殊要求的工程對(duì)水泥用量有規(guī)定外,大多數(shù)均無(wú)水泥用量要求的限制,均以膠凝材料總量控制;目前施工標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對(duì)水泥用量有規(guī)定的只有JGJ/ T104-2011和GB50208標(biāo)準(zhǔn),對(duì)水泥用量要求不少于280kg/m3和260kg/m 3。
水泥混凝土技術(shù)發(fā)展到目前的預(yù)拌混凝土,作為一種商品出售,混凝土中的膠凝材料不只水泥一種,尚有其他膠凝材料,其礦物摻和料中無(wú)論是活性的、非活性的起填充作用的,在混凝土中發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),起到疊加作用。目前仍有人認(rèn)為,水泥用量越多,混凝土強(qiáng)度和質(zhì)量才越有保證,混凝土結(jié)構(gòu)才會(huì)安全,這和現(xiàn)代混凝土技術(shù)發(fā)展是不相容的。就目前對(duì)混凝土的科學(xué)認(rèn)識(shí),混凝土內(nèi)的水泥用量是有一定界限的,超過(guò)一定界限,混凝土強(qiáng)度和質(zhì)量等反而會(huì)降低,只要確保不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)內(nèi)的膠凝材料總量就能確;炷恋馁|(zhì)量和各種性能。
水泥用量越多,混凝土裂縫出現(xiàn)的機(jī)遇也就越大,而混凝土也越不耐久;如果超過(guò)混凝土中佳水泥用量后,混凝土強(qiáng)度和混凝土各種性能反而會(huì)降低;混凝土內(nèi)水泥用量和礦物摻和料用量達(dá)到佳時(shí),才是優(yōu)的預(yù)拌混凝土。
(2 )預(yù)拌混凝土砂率越大,混凝土和易性是否越好
預(yù)拌混凝土比現(xiàn)澆混凝土砂率一般增大3% ~5%左右,在38%~45%之間;現(xiàn)澆混凝土砂率在33%~38%間,試驗(yàn)得知,每增大1%~2%的砂率,混凝土強(qiáng)度就降低5%左右,一般不宜增大砂率。
不同的混凝土等級(jí)有不同的砂率,但都應(yīng)有一個(gè)佳砂率;佳砂率的確定,應(yīng)根據(jù)混凝土等級(jí)、粗細(xì)骨料級(jí)配,混凝土等級(jí)等確定的前提下,通過(guò)試驗(yàn)確定,我認(rèn)為尚應(yīng)根據(jù)細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)大小、即粗細(xì)程度通過(guò)試驗(yàn)選擇和確定佳砂率;佳砂率一旦確定,不能為追求混凝土的和易性、流動(dòng)性而不加限制地提高砂率;也不是砂率越大,混凝土流動(dòng)性、和易性就越好。
優(yōu)良的混凝土流動(dòng)性是由優(yōu)質(zhì)的佳的膠凝材料組合和適應(yīng)性?xún)?yōu)的泵送劑等相互作用產(chǎn)生的;混凝土各項(xiàng)原材料佳組合的結(jié)果,不是只靠增大砂率取得的。
自密實(shí)混凝土比普通混凝土流動(dòng)性?xún)?yōu),其砂率比泵送混凝土大,一般在44% ~48%左右,這和膠凝材料總量較大、各項(xiàng)原材料優(yōu)組合等有關(guān),因此,普通泵送混凝土一般不宜過(guò)大提高砂率。
(3 )預(yù)拌混凝土坍落度是否越大越好混凝土坍落度是混凝土內(nèi)在質(zhì)量的外在表現(xiàn),普通泵送混凝土都有一個(gè)適宜的坍落度。就普通泵送混凝土而言,混凝土坍落度不應(yīng)大于220mm,大于220mm的混凝土屬自密實(shí)混凝土。
混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程規(guī)定,混凝土坍落度應(yīng)根據(jù)泵送高度、距離、混凝土結(jié)構(gòu)及施工等情況,綜合考慮設(shè)計(jì)混凝土坍落度;不同混凝土等級(jí)、結(jié)構(gòu)的混凝土都應(yīng)有一個(gè)佳坍落度要求,無(wú)限制地追求大坍落度將使混凝土性能變差,或造成混凝土離析、泌水、混凝土堵塞等情況發(fā)生,如果為增大混凝土坍落度迫使泵送劑超摻,會(huì)使?jié)仓蟮幕炷帘砻娣迭S湯,使混凝土長(zhǎng)時(shí)間不凝固等發(fā)生。
作者認(rèn)為,普通泵送混凝土一般優(yōu)的坍落度應(yīng)是160mm ~180mm、140mm~160mm和180mm~220mm,大于或小于上述的坍落度為差,會(huì)使混凝土的各種性能變差。
(4 )混凝土不能過(guò)于早強(qiáng)
混凝土早期強(qiáng)度不宜過(guò)高,不宜早強(qiáng),混凝土越早強(qiáng)越不耐久,混凝土早強(qiáng)往往導(dǎo)致早裂,尤其是預(yù)拌混凝土更不宜早強(qiáng),混凝土早強(qiáng)似早產(chǎn)的嬰兒,先天不足,不可能長(zhǎng)壽一樣;混凝土早強(qiáng)似拔苗助長(zhǎng),失去了強(qiáng)度的正常發(fā)展規(guī)律,混凝土耐久性必然降低,即使是高強(qiáng)混凝土,更應(yīng)控制早期強(qiáng)度發(fā)展,不宜有太高的強(qiáng)度。
預(yù)拌混凝土為了達(dá)到混凝土拌合物性能,一般都摻入了礦物摻和料,其早期強(qiáng)度發(fā)展較慢,混凝土等效養(yǎng)護(hù)齡期不應(yīng)是600 ℃·d ,建議應(yīng)修改為750℃·d 作為同條件自然養(yǎng)護(hù)齡期較為科學(xué)。尤其是大摻和料的預(yù)拌混凝土,其早期強(qiáng)度發(fā)展會(huì)更慢;控制混凝土24h強(qiáng)度發(fā)展會(huì)大大降低混凝土早期收縮、早期開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn);炷翉(qiáng)度高不一定耐久,也不一定安全,強(qiáng)度之外的其他性能也未必優(yōu)良。
至此,要發(fā)展我國(guó)的綠色、低碳混凝土、減少水泥用量,加大摻和料用量,混凝土不要過(guò)于早強(qiáng),以確保混凝土各項(xiàng)性能正常發(fā)展;高性能混凝土的發(fā)展和應(yīng)用,也是我國(guó)預(yù)拌混凝土的發(fā)展方向。
(5 )混凝土的養(yǎng)護(hù)
有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對(duì)不同混凝土結(jié)構(gòu)、不同施工時(shí)間、不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)等等都作出了明確的養(yǎng)護(hù)方法、養(yǎng)護(hù)齡期要求,這是確;炷两Y(jié)構(gòu)工程質(zhì)量及其耐久性的基礎(chǔ),應(yīng)引起混凝土養(yǎng)護(hù)工作的高度重視。
1 )混凝土養(yǎng)護(hù)的重要性
眾所周知,養(yǎng)護(hù)差的混凝土,強(qiáng)度發(fā)展慢,尤其是早期養(yǎng)護(hù)不良對(duì)后期混凝土強(qiáng)度發(fā)展有很大的影響,達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,影響硬化后混凝土的各項(xiàng)性能。試驗(yàn)得知,養(yǎng)護(hù)21d 優(yōu)于14d,更優(yōu)于7d;養(yǎng)護(hù)不良的混凝土,碳化會(huì)加速,降低混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性;當(dāng)混凝土水份蒸發(fā)量大于1kg/h·m2~3kg/h ·m2時(shí),混凝土就可能產(chǎn)生裂縫,混凝土收縮裂縫加快產(chǎn)生;炷琉B(yǎng)護(hù)用水也應(yīng)是潔凈的可飲用水才行,養(yǎng)護(hù)用水的溫度和混凝土表面溫度的溫差也不能大于15 ℃,否則產(chǎn)生溫度裂縫的因素會(huì)加大。
2 )養(yǎng)護(hù)的作用
如果混凝土干燥養(yǎng)護(hù),混凝土結(jié)構(gòu)的壽命僅是濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)的35% ~40%的壽命,如果能確保7d的濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù),可使混凝土碳化引起的銹蝕年限縮到1/4。澆筑完混凝土后未及時(shí)覆蓋保溫,混凝土表面水份蒸發(fā)過(guò)快,在干燥或有風(fēng)的氣候條件下,可造成混凝土表面出現(xiàn)“巧克力”硬皮、上下混凝土呈膠皮狀等情況,使混凝土產(chǎn)生收縮裂縫。
3 )混凝土養(yǎng)護(hù)工作的三要素
混凝土養(yǎng)護(hù)的三要素是:保溫、保濕、保養(yǎng)護(hù)齡期。這三要素缺一不可,必須及時(shí)到位,尤其是混凝土的早期養(yǎng)護(hù)更需及時(shí)到位,早期的混凝土似新出生的嬰兒,免疫力較差,更需加倍呵護(hù),這是現(xiàn)代混凝土技術(shù)的要求;炷良纫B(yǎng)又要護(hù),混凝土各種性能早期變化快,后期逐漸平穩(wěn),這也是現(xiàn)代混凝土性能隨時(shí)間變化的基本規(guī)律。
混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度是20 ℃,相對(duì)濕度95%以上,如果混凝土在高溫、低濕條件下養(yǎng)護(hù),早期的3d~7d強(qiáng)度發(fā)展可能較快,但后期混凝土強(qiáng)度發(fā)展會(huì)很低、較慢,60d齡期強(qiáng)度會(huì)低于基準(zhǔn)混凝土的強(qiáng)度。施工混凝土不可能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的溫、濕度條件,但應(yīng)在所要求的養(yǎng)護(hù)時(shí)間內(nèi)達(dá)到保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。
混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)不同的混凝土結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等級(jí)要求等按照標(biāo)準(zhǔn)提出的短養(yǎng)護(hù)時(shí)間進(jìn)行養(yǎng)護(hù),預(yù)拌混凝土、高強(qiáng)混凝土、大摻和料混凝土、大體積混凝土、冬施混凝土等更應(yīng)加強(qiáng)早期的養(yǎng)護(hù)工作;預(yù)拌混凝土的養(yǎng)護(hù)一般不能少于14d 。
混凝土養(yǎng)護(hù)的起始時(shí)間很重要,何時(shí)開(kāi)始養(yǎng)護(hù)呢?應(yīng)在混凝土澆筑完畢或遲應(yīng)在混凝土表面收水后,立即進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù),越早越好,尤其是平面板類(lèi)混凝土構(gòu)件,更應(yīng)如此。平面結(jié)構(gòu)混凝土宜邊澆筑、邊振搗、邊養(yǎng)護(hù);炷吝t養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)在終凝以前進(jìn)行。
4 )預(yù)拌混凝土養(yǎng)護(hù)方法
應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)、不同混凝土結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度等級(jí)等按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,采取可行的針對(duì)性養(yǎng)護(hù)方法,制定養(yǎng)護(hù)措施、方法,實(shí)施中作好詳細(xì)的養(yǎng)護(hù)記錄。
(6 )預(yù)拌混凝土的拆?刂
預(yù)拌混凝土都摻入了礦物摻和料、緩凝劑,水泥用量相對(duì)較少,摻和料較多,水泥水化緩慢等,以達(dá)到混凝土的各項(xiàng)性能要求,為此,預(yù)拌混凝土一般不宜過(guò)早拆模,早拆會(huì)導(dǎo)致混凝土早裂,造成混凝土內(nèi)傷,降低混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。
預(yù)拌混凝土拆模時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土等級(jí)、氣溫等情況進(jìn)行拆模,一般應(yīng)在20h 以上,混凝土達(dá)到1.2MPa時(shí)可先拆除側(cè)模。達(dá)到1. 2MPa強(qiáng)度的時(shí)間一般為:1℃~5℃時(shí)為72h、5℃~10℃時(shí)為60h、10℃~15℃時(shí)為48h、15℃~25℃時(shí)為36h、25℃以上時(shí)為20h左右。
結(jié)語(yǔ)
科技在發(fā)展,觀念要更新,要適應(yīng)現(xiàn)代化混凝土技術(shù)要求,現(xiàn)代混凝土所要求的優(yōu)質(zhì)混凝土,應(yīng)能滿(mǎn)足工程的各項(xiàng)性能和具有優(yōu)的勻質(zhì)性、體積穩(wěn)定性、而無(wú)有裂縫、便于施工的高性能混凝土。要轉(zhuǎn)變混凝土強(qiáng)度或唯一的觀念,充分認(rèn)識(shí)到優(yōu)質(zhì)混凝土的靈魂就是保證混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期耐久性。
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