Application of the Expanding Reinforce Band in the Construction of Basement with Large Tracks of Land

章 強(qiáng),黃秀弟ZHANG Qiang, HUANG Xiudi（紹興市華冠新型建材有限公司，浙江紹興312000）

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攪拌樓泵送劑滯后摻入法對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性的增效作用

Application of the Expanding Reinforce Band in the Construction of Basement with Large Tracks of Land

章 強(qiáng),黃秀弟
ZHANG Qiang, HUANG Xiudi
（紹興市華冠新型建材有限公司，浙江紹興312000）

摘 要：在混凝土減水劑后摻法的基礎(chǔ)上，提出了攪拌樓泵送劑滯后摻入法。即在攪拌樓的攪拌機(jī)中按原加料程序加入骨料、膠凝材料和水，攪拌10 s后，加入泵送劑，再繼續(xù)攪拌至結(jié)束。試驗(yàn)研究得到在骨料、膠材、水和泵送劑用量相同的條件下，泵送劑滯后摻入法對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性的增效作用明顯。例如，對(duì)于C35混凝土，在用水量、膠凝材料和泵送劑由原先的185、400 和8.0 kg/m3降為175、380和7.6 kg/m3，以及適當(dāng)增加骨料的條件下，采用滯后摻入法的坍落度與（原先）同摻法保持相當(dāng)，而且抗壓強(qiáng)度有所提高，提高了約2.0 MPa。

關(guān)鍵詞：泵送劑；滯后摻入法；流動(dòng)性；混凝土

在關(guān)注混凝土泵送劑后摻法的基礎(chǔ)上，本文提出了攪拌樓泵送劑滯后摻入法，即在攪拌樓的攪拌機(jī)中按原加料程序加入骨料、膠凝材料和水，攪拌10 s后再加入泵送劑，繼續(xù)攪拌至結(jié)束。如果原先總攪拌時(shí)間為30 s，最好增加到40 s。現(xiàn)將攪拌樓泵送劑滯后摻入法的試驗(yàn)室試驗(yàn)和攪拌樓實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行總結(jié)。

1 原材料和試驗(yàn)方法

1.1 原材料

試驗(yàn)用水泥為浙江某集團(tuán)生產(chǎn)的42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，其28 d抗折強(qiáng)度為7.8 MPa，抗壓強(qiáng)度為48.2 MPa。

礦渣微粉為浙江某礦渣微粉廠生產(chǎn)的S95礦渣，源礦渣產(chǎn)自杭州鋼鐵廠，其比表面積為480 m2/kg。

粉煤灰為寧波鎮(zhèn)海粉煤灰，達(dá)到FⅡ級(jí)。

細(xì)骨料采用杭州當(dāng)?shù)啬成皫r石礦機(jī)制砂和長(zhǎng)江細(xì)砂（石英為主），該混合砂的細(xì)度模數(shù)為2.6，級(jí)配為Ⅱ區(qū)，表觀密度為2.65 g/cm3，含泥量為2.1%。

粗骨料采用杭州當(dāng)?shù)啬呈V砂巖碎石，級(jí)配為5～31.5 mm，表觀密度為2.70 g/cm3，含泥量為0.4%。

泵送劑選用減水率約為25%的三種泵送劑。第一種為以萘系減水劑為主的泵送劑，含固量為28%；第二種為以脂肪族系減水劑為主的泵送劑，含固量為23%；第三種為以聚羧酸系減水劑為主的泵送劑，含固量為16%。

拌合水和養(yǎng)護(hù)水為當(dāng)?shù)刈詠硭?/p>

1.2 凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)

水泥凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)方法依據(jù)《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法（GB/T 8077—2012》進(jìn)行，其中稱取300 g膠凝材料，加入推薦摻量的泵送劑和87 g水。泵送劑加入方法之一為同摻法，即泵送劑先加入拌合水中，隨拌合水倒入攪拌鍋中，加入膠凝材料，再按程序進(jìn)行攪拌，并測(cè)定初始流動(dòng)度。泵送劑加入方法之二為攪拌樓后滯摻入法，即在攪拌鍋中先倒入拌合水后加入膠凝材料，按程序進(jìn)行攪拌。在攪拌10 s后再加入泵送劑，繼續(xù)按程序攪拌，并測(cè)定初始流動(dòng)度。

所有測(cè)定初始流動(dòng)度后的凈漿均分別裝入塑料袋中封存60 min，然后倒入凈漿攪拌鍋中再高速攪拌60 s后，測(cè)定60 min的流動(dòng)度。

1.3 混凝土拌合物流動(dòng)度試驗(yàn)和強(qiáng)度試驗(yàn)

首先選用常用的C35混凝土進(jìn)行試驗(yàn)室試拌，要求為混凝土拌合物的初始坍落度達(dá)到200 mm，而且其60 min的坍落度減量小于30 mm，28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)到43.0 MPa。試驗(yàn)室試拌、和易性測(cè)定和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)均分別按《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50080—2002）》和《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50081—2002）》進(jìn)行。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 泵送劑滯后摻入法對(duì)凈漿流動(dòng)性的影響

由表1可知，膠材凈漿流動(dòng)度隨泵送劑（以萘系減水劑為主）同摻法和滯后摻入法的變化規(guī)律。

當(dāng)膠材僅為水泥時(shí)，在膠材、水和泵送劑用量相同的條件下，滯后摻入法（試樣1AP1）和同摻法（試樣1AP0）的初始凈漿流動(dòng)度分別為250 mm和205 mm，以及靜置60 min后的凈漿流動(dòng)度分別為245 mm和190 mm。泵送劑滯后摻入法對(duì)水泥凈漿流動(dòng)性的增效作用明顯。再在泵送劑摻量減少四分之一的條件下，采用滯后摻入法（試樣1AP2）的流動(dòng)度與上述同摻法（試樣1AP0）相當(dāng)。這說明在流動(dòng)度一定條件下，采用滯后摻入法可以減少泵送劑摻量。

當(dāng)膠材為50%水泥+ 50%礦渣時(shí)，在膠材、水和泵送劑用量相同的條件下，滯后摻入法（試樣2AP1）和同摻法（試樣2AP0）的初始凈漿流動(dòng)度分別為260 mm和210 mm，以及靜置60 min后的凈漿流動(dòng)度分別為255 mm和195 mm。

同理，當(dāng)膠材為70%水泥+ 30%粉煤灰時(shí)和當(dāng)膠材為65%水泥+ 25%礦渣+ 15%粉煤灰時(shí)，在膠材、水和泵送劑用量相同的條件下，泵送劑滯后摻入法對(duì)膠凝材料凈漿流動(dòng)性的增效作用均明顯。

由表2和表3可知，膠材凈漿流動(dòng)度隨泵送劑（以脂肪族系減水劑為主和以聚羧酸系減水劑為主）同摻法和滯后摻入法的變化規(guī)律，與上述表1的變化規(guī)律相當(dāng)，而且未發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象。

表1 泵送劑（以萘系減水劑為主）同摻法和滯后摻入法對(duì)膠材凈漿流動(dòng)度的影響

表2 泵送劑（以脂肪族系減水劑為主）同摻法和滯后摻入法對(duì)膠材凈漿流動(dòng)度的影響

表3 泵送劑（以聚羧酸系減水劑為主）同摻法和滯后摻入法對(duì)膠材凈漿流動(dòng)度的影響

2.2 泵送劑滯后摻入法對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性的影響

由表4可知，混凝土拌合物流動(dòng)度隨泵送劑（分別為以萘系、脂肪族系和聚羧酸系減水劑為主）同摻法和滯后摻入法的變化規(guī)律。

在骨料、膠材、水和泵送劑用量相同的條件下，當(dāng)使用以萘系減水劑為主的泵送劑時(shí)，滯后摻入法（試樣A1）和同摻法（試樣A0）的混凝土拌合物坍落度分別為190 mm和235 mm，以及靜置60 min后的凈漿流動(dòng)度分別為180 mm和220 mm。泵送劑滯后摻入法對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性的增效作用明顯。同時(shí)滯后摻入法（試樣A1）和同摻法（試樣A0）的混凝土28 d抗壓強(qiáng)度分別為44.1 MPa和45.1 MPa，強(qiáng)度相當(dāng)。

再把用水量由原先的185 kg/m3降為175 kg/m3，膠凝材料由原先的400 kg/m3降為380 kg/m3，泵送劑由原先的8.0 kg/m3降為7.6 kg/m3，以及適當(dāng)增加骨料的條件下，采用滯后摻入法（試樣A2）的坍落度與上述同摻法（試樣A0）保持相當(dāng)，但抗壓強(qiáng)度有提高現(xiàn)象，提高了約2.3 MPa。這說明在流動(dòng)度和強(qiáng)度相當(dāng)?shù)臈l件下，采用滯后摻入法可以減少泵送劑摻量和膠凝材料用量。

同理，再由表4可知，在骨料、膠材、水和泵送劑用量相同的條件下，當(dāng)使用以脂肪族系減水劑為主或以聚羧酸系減水劑為主的泵送劑時(shí)，泵送劑滯后摻入法對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性的增效作用很明顯，強(qiáng)度也相當(dāng)。

表4 混凝土拌合物坍落度和抗壓強(qiáng)度隨泵送劑同摻法和滯后摻入法的變化規(guī)律

2.3 攪拌樓混凝土試生產(chǎn)試驗(yàn)

在試驗(yàn)室試拌試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用以脂肪族系減水劑為主的泵送劑，進(jìn)行泵送劑滯后摻入法對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性影響的攪拌樓試生產(chǎn)試驗(yàn)。泵送劑滯后摻入法采用在加水?dāng)嚢?0 s后手工加入泵送劑，即在攪拌機(jī)中按原加料程序加入骨料、膠凝材料和水，攪拌10 s后再加入泵送劑，繼續(xù)攪拌至結(jié)束。試驗(yàn)攪拌總時(shí)間由原先的60 s增加到70 s。

每天僅對(duì)C35混凝土進(jìn)行一組試驗(yàn)。經(jīng)一個(gè)月（24次）試驗(yàn)后，和易性和強(qiáng)度均達(dá)到預(yù)期的要求，試生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果見表5。在用水量減少10 kg/m3，膠凝材料減少14 kg/m3，泵送劑減少0.4 kg/m3以及適當(dāng)增加骨料的條件下，采用滯后摻法（試樣TB2）的坍落度與上述同摻法（試樣TB0）保持相當(dāng)，但抗壓強(qiáng)度則有提高現(xiàn)象，提高了2.1 MPa。

表5 泵送劑（以脂肪族系減水劑為主）同摻法和滯后摻入法的攪拌樓混凝土（C35）試生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果

2.4 攪拌樓混凝土實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)

在攪拌樓混凝土試生產(chǎn)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用以脂肪族系減水劑為主的泵送劑，進(jìn)行泵送劑滯后摻入法的日常生產(chǎn)試驗(yàn)。把泵送劑下料管進(jìn)行改造，將泵送劑下料管直接接入攪拌機(jī)內(nèi)上方，并在進(jìn)入攪拌機(jī)內(nèi)的下料管上均勻地打上三排孔，使泵送劑能均勻和快速地下料。同時(shí)調(diào)整程序，即在攪拌樓的攪拌機(jī)中按原加料程序加入骨料、膠凝材料和水，攪拌10s后再加入泵送劑，繼續(xù)攪拌至結(jié)束。攪拌總時(shí)間由原先的30s增加到40s。進(jìn)而對(duì)所有C20、 C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55和C60等混凝土進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)。

在實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)一個(gè)月內(nèi)，所有混凝土的和易性和強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律均正常。但有混凝土的凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)現(xiàn)象，后經(jīng)泵送劑組成調(diào)整后，達(dá)到正常。其中C35混凝土的實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果見表6。在用水量減少10 kg/m3、膠凝材料減少20 kg/m3、泵送劑減少0.4 kg/m3以及適當(dāng)增加骨料的條件下，采用滯后摻入法（試樣AB2）的坍落度與上述同摻法（試樣AB0）保持相當(dāng)，但抗壓強(qiáng)度有所提高，提高了2.2 MPa。

表6 泵送劑（以脂肪族系減水劑為主）同摻法和滯后摻入法的攪拌樓混凝土（C35）實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果

2.5 泵送劑滯后摻入法的機(jī)理淺析

機(jī)理分析一：在（每m3）混凝土的原材料粗骨料、細(xì)骨料、水泥、礦渣、粉煤灰以及帶入的泥土中均含有開口孔，因此它們均會(huì)吸附水分或含有泵送劑的水溶液。在加水?dāng)嚢?0 s后，上述這些原材料中會(huì)吸水約100 kg/m3［以C35混凝土為例，大致吸入和表面潤(rùn)濕所需要的水為粗骨料（估計(jì)0.5%）、細(xì)骨料（2.5%）和膠凝材料（20%）分別為5.0、20.0、76.0 kg/m3］。再在這10 s后加入泵送劑，這時(shí)顆粒間的水大致只有75 kg/m3，這時(shí)水溶液中泵送劑的濃度也提高，至少是同摻法的2倍。雖然有泵送劑由高濃度往低濃度擴(kuò)散的現(xiàn)象，但在2 h內(nèi)顆粒間的泵送劑濃度總是大于顆粒內(nèi)的濃度。因此就產(chǎn)生了泵送劑滯后摻入法對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性的增效作用，而且作用明顯。

機(jī)理分析二：泵送劑對(duì)水泥適應(yīng)性差的原因主要在于水泥熟料礦物C3A之類對(duì)減水劑分子的吸附能力強(qiáng)，如果將水泥與水和其他骨料、摻和料等原材料先進(jìn)行攪拌，泵送劑在攪拌一定時(shí)間后加入的方式，讓水泥顆粒表面先形成一層水膜，那么C3A之類的礦物對(duì)減水劑分子的吸附能力就會(huì)大大減弱，使溶液中保持有足夠量的泵送劑濃度，進(jìn)而泵送劑對(duì)水泥的適應(yīng)性將會(huì)得到改善。這就是我們通常

所說的外加劑后摻法，它明顯提高了泵送劑對(duì)水泥的適應(yīng)性，以及顯著的減水增強(qiáng)作用。

2.6 泵送劑同摻法和滯后摻入法的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

以C35混凝土為例，在和易性和抗壓強(qiáng)度相當(dāng)，與同摻法比較，泵送劑（以脂肪族系減水劑為主）滯后摻入法，能使攪拌樓混凝土實(shí)際生產(chǎn)單價(jià)降低4.8元/m3，見表7。

表7 泵送劑同摻法和滯后摻法的攪拌樓混凝土實(shí)際生產(chǎn)成本的計(jì)算

3 結(jié) 語

對(duì)于凈漿，在膠材、水和泵送劑用量相同的條件下，泵送劑滯后摻入法使凈漿流動(dòng)性有明顯的增效作用。在流動(dòng)度一定的條件下，采用滯后摻入法可以減少泵送劑摻量。以萘系或脂肪族系或聚羧酸系減水劑為主的泵送劑，當(dāng)采用滯后摻入法時(shí)均對(duì)凈漿流動(dòng)性有增效作用。

對(duì)于混凝土，在骨料、膠材、水和泵送劑用量相同的條件下，泵送劑滯后摻入法使混凝土拌合物流動(dòng)性有明顯的增效作用。在流動(dòng)度和強(qiáng)度相當(dāng)?shù)臈l件下，采用滯后摻入法可以減少泵送劑摻量和膠凝材料用量。

采用攪拌樓泵送劑滯后摻入法，對(duì)所有C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55和C60等混凝土進(jìn)行了實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)。在實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)一個(gè)月內(nèi)，所有混凝土的和易性和強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律均正常。

參考文獻(xiàn)

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混凝土外加劑的摻入方法主要有：先摻法、同摻法和后摻法。所謂先摻法就是外加劑干粉先與水泥（或膠凝材料）混合，然后加入骨料與水一起拌合均勻，先摻法適用于普通減水劑、高效減水劑、緩凝高效減水劑、早強(qiáng)減水劑和引氣減水劑等，尤其是膨脹劑。同摻法：事先將可溶性外加劑配制成一定濃度的溶液，稱量再加入拌合水中，然后在混凝土攪拌過程中隨拌合水一起摻入，同摻法適合于可溶性的泵送劑和減水劑，混凝土攪拌樓普遍采用此方法。后摻法：混凝土拌合好一定時(shí)間后或到了工地或泵送前，才將外加劑（主要是泵送劑或減水劑）一次或分成數(shù)次加入混凝土拌合物中進(jìn)行攪拌的方法。采用后摻法，一般能節(jié)約約四分之一的泵送劑用量，產(chǎn)生的效益明顯。但由于后摻法要在工地進(jìn)行，而且必須要有技術(shù)人員在場(chǎng)，這就增加了采用此法的人工成本和使用難度，所以一般的混凝土攪拌站都不接受此方法。但一些集中的大方量的混凝土工程還是樂意采用工地泵送劑或減水劑后摻法的［1-3］。

中圖分類號(hào)：TU528.042

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1008-3707（2016）02-0035-04

收稿日期：2015-11-10

作者簡(jiǎn)介：章 強(qiáng)（1979—），男，浙江紹興人，高級(jí)工程師，從事建筑工程和建筑材料方面的工作。