王海濤(天津市飛龍砼外加劑有限公司,技術部經理)
混凝土拌合物的工作性是其稠度(consistency)、可塑性(plasticity)、和易修飾性(finishability)的總稱;對于高性能混凝土來說,工作性還應包括充填性(placeability)、可泵性(pumpability)和穩(wěn)定性(stability)等概念。
由于高性能混凝土水膠比很低,目前使用聚羧酸高性能減水劑來實現(xiàn)高流動性,拌合物的流動性增加,但流動速率卻慢得多,而且還往往有很大的坍落度損失。高性能混凝土是以耐久性為主要目標進行設計的混凝土,它以優(yōu)異的耐久性(而不是高強度)為主要特性,為達到高耐久性,混凝土應具備的性能是:為了施工時易于操作而保證質量,混凝土拌合物應具有良好的工作性,即高流動性而不離析、不泌水,以便成型均勻、密實;水化硬化早期的沉降收縮和水化收縮小、溫升低、硬化過程干縮小,以達到無初始裂縫,硬化后的滲透性低。因此在評價混凝土拌合物的工作性時,就不能只考察流動性。只用表征普通混凝土拌合物流動性的坍落擴展度是不能準確地反映高性能混凝土的流變性能的。國外使用的部分評價高性能混凝土稠度的試驗方法如:坍落度試驗、L-流動試驗、V 型漏斗試驗、環(huán)貫入試驗、U 型充填性試驗、鋼筋通過性試驗、附著試驗、砂漿流變試驗、粗集料沖洗試驗等等,按簡便性和實用性,目前國內外對混凝土拌合物性能的檢驗,主要采用坍落度的方法,對高性能混凝土多采用坍落流動度的方法。按標準坍落度測定方法分三層將拌合物裝入坍落度筒,每層振搗 5 下。進行試驗時,同時還測定拌合物擴展到直徑 500mm 時的時間或擴展終了時的時間和擴展直徑,稱為坍落流動度試驗。此試驗由于操作簡單,目前使用最為廣泛,此法還適用于現(xiàn)場施工質量。但此方法因試驗人員的操作手法不同(如每層的振搗力度和提坍落度桶的速度不同),在試驗室或現(xiàn)場由不同技術員測出的試驗數(shù)據差距也很大,往往造成混凝土工作性很好但測定的試驗數(shù)值超出圖紙設計規(guī)范要求,而工作性一般的混凝土測定值卻能滿足現(xiàn)場設計要求的現(xiàn)象,單一以這種方法作為現(xiàn)場混凝土工作性的控制辦法是不可取的。因此現(xiàn)場澆注前很多監(jiān)理和部門都在探尋簡便、準確地定量高性能混凝土流變特性的試驗方法,但目前所找到的方法還未形成規(guī)范或標準。
筆者以天津塘承高速二標段 C50 預制箱梁和現(xiàn)澆梁高性能混凝土工作性能檢測為例。在配制高性能混凝土時,考慮到商混攪拌站到現(xiàn)場梁場運距在 1 個小時以上,預制梁采用龍門吊斗送工藝,單車 16 方混凝土澆注完成斗送需 2 個小時,現(xiàn)澆梁泵送每車在 20 分鐘左右完成作業(yè);澆注時間正值夏季高溫季節(jié),外加劑和膠凝材料之間相容性問題、膠凝材料各組分之間相容性問題尤為重要,具體表現(xiàn)為拌合物的流動性、穩(wěn)定性及經時性的差異,擴展度低于 500mm 時流動性不足,無法充滿模型;擴展度超過 700mm 時,則可能發(fā)生離析。因此商混攪拌站根據現(xiàn)場實際情況故在試配時,要求廠家提供的聚羧酸高性能減水劑調整時根據溫度和水泥水化的發(fā)展趨勢,保坍和超保坍母液根據自身的釋放時間按比例,發(fā)揮其保坍協(xié)同效應來有效抑制水泥的水化速率。
商品混凝土攪拌站簡易檢測辦法:坍落度法和坍落度倒提測流空時間來評價混凝土的工作性。
(1)出機混凝土坍落度控制在 220~240mm,擴展度 550~650mm,目測混凝土表層發(fā)亮,石子裹漿好,不跑漿,混凝土經拌和停止流動時氣泡破裂漿體能夠迅速補充,翻動時不抓底,灰柔軟。裝桶觀察漿體能夠托住石子不下沉,桶表層浮漿小于 1cm,放室外每隔一小時用強制式攪拌機攪拌 30s,記錄坍落度、擴展度變化,中途混凝土不得有后滯和反大跑漿現(xiàn)象,4 小時坍落度經時損失<20mm,擴展度保留值>500mm。
(2)黏性大的混凝土會增加泵送壓力,容易造成泵損大,不利于混凝土在配筋密集、模板形狀復雜的情況下充填密實,并且需要延長振搗時間,影響工程進度。不同強度等級的混凝土應具有該強度等級相符的黏度;混凝土良好的工作性需要好的黏聚性而盡可能的降低黏度,這樣能有效降低泵損提高泵送作業(yè)效率,所以在試配時考察混凝土的黏度和流速的關系,采用坍落度桶倒提簡便檢驗方法,流空時間控制在 8~15s。
實際上在現(xiàn)場施工時,目的是控制拌合物的質量,因此測試和評價的方法應盡量簡便。商品混凝土攪拌站在試配時可根據所要檢驗的項目自己確定一種或幾種方法,以期找到和現(xiàn)場施工時評價方法相關的規(guī)律性。商品混凝土攪拌站根據自身材料的變化及時調整配合比參數(shù),采用坍落度和坍落度桶倒提簡易辦法來控制混凝土的工作性能,既簡單又方便,通過該方法現(xiàn)場混凝土工作性能得已有效控制,后期力學性能和耐久性能也才能確實得到保障。