趙志剛，師海霞

(1.北京市燕通建筑構(gòu)件有限公司,北京 100000；2.北京東方建宇混凝土科學(xué)技術(shù)研究院,北京 100000)

前言

目前建筑生產(chǎn)方式大多仍以現(xiàn)場澆筑為主,裝配式建筑比例和規(guī)?；潭容^低,與發(fā)展低碳、綠色建筑的有關(guān)要求以及先進(jìn)建造方式相比還有很大差距。裝配式預(yù)制構(gòu)件是建筑工業(yè)化的核心與基礎(chǔ),發(fā)展裝配式建筑是建筑生產(chǎn)方式的重大變革,有利于節(jié)約資源能源、減少施工污染、提升勞動生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平,有利于促進(jìn)建筑業(yè)與信息化工業(yè)化深度融合、培育新產(chǎn)業(yè)新動能、推動化解過剩產(chǎn)能。近年來,效仿歐美發(fā)達(dá)國家,裝配式建筑在國內(nèi)開始逐步推行。

現(xiàn)階段裝配式建筑所需預(yù)制構(gòu)件工廠化生產(chǎn),混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)基本沿用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝,混凝土澆筑采用機(jī)械振搗成型工藝,養(yǎng)護(hù)采用蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝快速提高混凝土早強(qiáng)強(qiáng)度。機(jī)械振搗成型噪音污染大、耗用人工多、工作環(huán)境差、效率低,由于振搗的擾動,模板、預(yù)留、預(yù)埋部位易變形,對構(gòu)件的預(yù)留洞口或鋼筋、預(yù)埋件位置及構(gòu)件外觀尺寸影響很大,而且構(gòu)件外觀效果不易控制且不均勻,邊角孔洞易漏漿且氣泡多；蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝能耗高、生產(chǎn)環(huán)境差、設(shè)備銹蝕嚴(yán)重,構(gòu)件易出現(xiàn)因受熱不均勻或溫差產(chǎn)生的裂縫,而且,構(gòu)件表面受蒸汽污染,需要人工清理耗時耗力。

如何符合“綠色低碳”和發(fā)展資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會的要求,達(dá)到節(jié)約人工、改善環(huán)境、降低能耗、提高生產(chǎn)效率及提高裝配式預(yù)制構(gòu)件品質(zhì),開發(fā)自密實、免蒸養(yǎng)的“綠色低碳”混凝土技術(shù)是非常必要的。

自密實混凝土(英文縮寫SCC),是一種無需振搗,僅依靠自身的重力作用、混凝土的流變性就可以通過鋼筋等障礙物填充到模板的各個角落,并且達(dá)到密實狀態(tài),同時不會產(chǎn)生分層離析等不良現(xiàn)象。構(gòu)件在生產(chǎn)時,對預(yù)埋、留孔洞鋼筋、套筒、外漏插筋等的定位要求極高,使用自密實混凝土避免了振搗對構(gòu)件的擾動,大大提高生產(chǎn)效率,同時消除了噪音對環(huán)境的污染；裝配式混凝土結(jié)構(gòu)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的特點主要體現(xiàn)在預(yù)制構(gòu)件表面平整、外觀美觀,這就對混凝土質(zhì)量提出了較高的要求等,這方面,自密實混凝土無疑具有明顯優(yōu)勢,所澆筑的構(gòu)件外觀質(zhì)量易于控制且均勻,邊角無漏漿和氣泡。

自密實混凝土是在1988年由東京大學(xué)的岡村教授、前川教授以及小沢教授首次研制成功并冠以自密實混凝土的名稱。經(jīng)過十幾年的發(fā)展,日本、德國、英國、美國和加拿大等國已經(jīng)普遍使用自密實混凝土,在這些國家自密實混凝土的使用量已占混凝土全部產(chǎn)量的30%～40%。國外自密實混凝土在預(yù)制建筑構(gòu)件中的應(yīng)用比較成熟。1999年以來,荷蘭已有20多家生產(chǎn)企業(yè)將之應(yīng)用于混凝土預(yù)制建筑構(gòu)件的生產(chǎn),至2002年其產(chǎn)量將達(dá)到250000立方米。不同國家的SCC在預(yù)制混凝土的比重分別是意大利大約30%,芬蘭大約30%,西班牙25%～30%,美國10%～40%[1]。

國內(nèi)自1993年以來,中國建筑科學(xué)研究院、中南大學(xué)、清華大學(xué)、原重慶建筑大學(xué)和武漢理工大學(xué)等相續(xù)開展自密實混凝土的配制和性能等研究。隨著自密實混凝土研究的進(jìn)展,自密實混凝土也逐步應(yīng)用于各種工程中。國內(nèi)自密實(自密實)混凝土在預(yù)制建筑構(gòu)件中的應(yīng)用的研究尚不發(fā)達(dá),薛洲海等人[2]介紹了自密實混凝土在雙板預(yù)制混凝土剪力墻中的應(yīng)用,對于自密實混凝土的澆筑速度,模板長度以及混凝土的觸變性和水化反應(yīng)進(jìn)行了說明。李書進(jìn)等人[3]介紹了針對階梯式生態(tài)護(hù)坡混凝土構(gòu)件異形復(fù)雜的特點制備的低泌水率、高流態(tài)的自密實混凝±。高建鵬[4]采用P.O42.5水泥、Ⅱ級粉煤灰、石灰石粉和聚羧酸系高性能減水劑配制了C30自密實混凝土,并將之應(yīng)用到預(yù)制PCF板中。

對于自密實混凝土的配制方法,日本岡村甫認(rèn)為有以下三種[5]：

粉體系：高性能(AE)減水劑+水+細(xì)骨料+粗骨料+粉體(水泥+石灰石粉、高爐礦渣、粉煤灰、硅灰等),其中又根據(jù)粉體成份可以分為一成份系(粉體僅水泥)、二成份系(粉體有水泥和一種摻合料)、三成份系(粉體有水泥和兩種摻合料)。

增粘劑系：高性能(AE)減水劑+水+細(xì)骨料+粗骨料+水泥+增粘劑

并用系：高性能(AE)減水劑+水+細(xì)骨料+粗骨料+水泥+粉體+增粘劑

從實際應(yīng)用情況來看,由于增粘劑本身的一些性能尚不夠完善,目前所用的自密實混凝土主要以第一種粉體系為其配制的理論基礎(chǔ)。即我們目前所用的“雙摻”技術(shù)。

目前使混凝土早期獲得高強(qiáng)度的方法主要有：早強(qiáng)型復(fù)合膠凝材料技術(shù),包括高性能水泥技術(shù)和高強(qiáng)高性能礦物外加劑技術(shù)；早強(qiáng)型化學(xué)外加劑技術(shù)；膠凝材料的熱活化技術(shù),例如蒸汽養(yǎng)護(hù)、蒸壓養(yǎng)護(hù)、紅外和微波養(yǎng)護(hù)等；其他物理化學(xué)活化方式,例如磁化水、晶種技術(shù)等；混凝土配合比的調(diào)整,例如降低混凝土水膠比、采用優(yōu)質(zhì)的骨料等,這種方法也是一般混凝土生產(chǎn)單位常用的傳統(tǒng)方法。

早強(qiáng)型復(fù)合膠凝材料體系涵蓋了高強(qiáng)高性能水泥技術(shù)、高性能礦物外加劑技術(shù)及其兩者之間的配伍技術(shù)。楊玉啟[6]研究發(fā)現(xiàn)水泥細(xì)度對混凝土早期強(qiáng)度有著顯著的影響,各齡期的強(qiáng)度隨水泥細(xì)度的提高而有所增長。郭永智等[7]研究了摻加比表面積800～5000m2/kg的微米級超細(xì)礦渣粉(簡稱Pre粉)和硅灰的C50～C80混凝土性能,發(fā)現(xiàn)超細(xì)礦渣粉10%摻量時強(qiáng)度、耐久性等指標(biāo)與硅灰8%摻量硅灰基本相當(dāng),混凝土早期強(qiáng)度高、氯離子滲透性低。

早強(qiáng)型化學(xué)外加劑技術(shù),與萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸鹽系等高效減水劑相比較,聚酸鹽系減水劑具有更為優(yōu)異的性能,可作為早強(qiáng)型聚羧酸系外加劑用于預(yù)制構(gòu)件混凝土。實現(xiàn)聚羧酸系外加劑早強(qiáng)功能的技術(shù)途徑有3種,第一種是合成常規(guī)的聚羧酸減水劑,通過復(fù)配早強(qiáng)組分達(dá)到早強(qiáng)。第二種是合成聚合物本身具有較好的早強(qiáng)性能,通過在聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)中引入功能控制型基團(tuán)來實現(xiàn)。第三種方法是第一種和第二種方法的復(fù)合應(yīng)用。趙松蔚[8]研究合成了一種早強(qiáng)型聚羧酸減水劑,并對早強(qiáng)型聚羧酸減水劑和復(fù)合早強(qiáng)劑配合比例進(jìn)行了研究。劉振華[9]除了研究合成了一種早強(qiáng)型聚羧酸減水劑外,還優(yōu)化了石膏品種和摻量。

快硬超早強(qiáng)混凝土目前最主要的應(yīng)用是在路面搶修工程,可以盡快凝結(jié),縮短養(yǎng)護(hù)時間,在最短時間內(nèi)開放交通。國內(nèi)外實現(xiàn)混凝土快硬超早強(qiáng)的途徑通常有兩種：一種是使用特種水泥,另一種是選用特種外加劑。特種水泥主要是使用快硬早強(qiáng)性能的特種水泥(如高鋁水泥、硫鋁酸鹽水泥、噴射水泥等)來配制快硬免蒸養(yǎng)混凝土。在我國,快硬早強(qiáng)混凝土的研究雖然起步較晚,但取得了舉世矚目的成就。快硬早強(qiáng)混凝土混合料組成設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)是國家“八五”重點科技攻關(guān)項目巾“快硬早強(qiáng)水泥混凝土在高等級公路路面工程應(yīng)用技術(shù)的研究”專題的主要成果之一。特種外加劑主要是依靠帶有早強(qiáng)性能的減水劑、早強(qiáng)劑以及成核劑等具有良好早強(qiáng)效果的外加劑來實現(xiàn),目前常用的早強(qiáng)劑一般分為有機(jī)型、無機(jī)鹽型以及復(fù)合型早強(qiáng)劑。鄭立霞等[10]采用聚羧酸高性能減水劑和速凝劑,并經(jīng)配合比和蒸養(yǎng)制度優(yōu)化,配制的C40早強(qiáng)混凝土6h脫模強(qiáng)度超過20MPa。張勇等[11]通過使用促強(qiáng)減縮劑,有效降低混凝土蒸養(yǎng)溫度和蒸養(yǎng)時間,使預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)能源消耗大幅下降。徐佳琦[12]采用合成的早強(qiáng)型聚羧酸減水劑、硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥配制了免蒸養(yǎng)免蒸養(yǎng)混凝土。

自密實混凝土要求混凝土具有優(yōu)良的工作性能和保持能力,而實現(xiàn)這一目標(biāo),均需摻加較高摻量摻合料,這對混凝土的早期強(qiáng)度是有一定影響的；而免蒸養(yǎng)混凝土研究重點是在混凝土早期強(qiáng)度和凝結(jié)硬化上,對混凝土工作性的要求一般較低。將二者結(jié)合在預(yù)制構(gòu)件中應(yīng)用的研究較少,張惠敏[13]采用基于早期強(qiáng)度的膠凝材料組合設(shè)計方法進(jìn)行了自密實混凝土在預(yù)制構(gòu)件中的應(yīng)用研究。

1 試驗材料

1.1 水泥

選擇北京地區(qū)規(guī)模較大廠家生產(chǎn)的不同型號硅酸鹽水泥(琉璃河P.O42.5、冀東P.I42.5R和 P.II42.5R)和唐山北極熊公司生產(chǎn)的42.5硫鋁酸鹽水泥。

表1 不同型號硅酸鹽水泥物理性能

表2 42.5硫鋁酸鹽水泥物理性能

1.2 砂石

采用河北懷來產(chǎn)中砂和5-16mm碎石。中砂細(xì)度模數(shù)2.5,含泥量1.9%,泥塊含量0.4%；5-16mm碎石含泥量0.4%,泥塊含量0,壓碎指標(biāo)6.9%,針片狀含量3.3%。

1.3 摻合料

采用張家口產(chǎn)Ⅱ級粉煤灰,細(xì)度19.3%,需水量比102%,燒失量4.3%；河北三河產(chǎn)S95級礦渣粉,比表面積428m2/Kg,流動度比：103%,7d活性指數(shù)82%,28d活性指數(shù)107%。

1.4 外加劑

采用北京同科公司生產(chǎn)的早強(qiáng)型聚羧酸高性能減水劑,唐山北極熊公司生產(chǎn)的促強(qiáng)減縮劑和日本電氣化學(xué)公司產(chǎn)液體早強(qiáng)劑。

2 預(yù)制構(gòu)件的自密實配合比設(shè)計方法研究

目前,自密實自密實混凝土配合比設(shè)計有JGJ/T283-2012、CECS203∶2006和CCES02-2004等3個規(guī)范,這3個規(guī)范設(shè)計的自密實混凝土配合比特點(以C40自密實自密實混凝土為例,σ取4.0,水泥42.5,粉煤灰摻量20%),對比見表3。

表3 不同規(guī)范自密實混凝土配合比設(shè)計結(jié)果對比(C40為例)

從表3可知：采用JGJ/T283設(shè)計的自密實混凝土配合比相比采用CECS203和CCES02的水膠比小、膠凝材料用量高,用水量和砂率則差距不大。

按照以上配合比進(jìn)行混凝土試驗,水泥采用冀東P.II42.5R,Ⅱ級粉煤灰摻量20%。試驗結(jié)果見表4。

表4 不同規(guī)范設(shè)計的自密實混凝土試驗結(jié)果

圖1 不同規(guī)范設(shè)計的自密實自密實混凝土收縮

從表4和圖1可知：

1)采用JGJ/T283設(shè)計的自密實混凝土擴(kuò)展度均大于采用CECS203和CCES02設(shè)計的,T500則相差不大,說明采用JGJ/T283設(shè)計的混凝土工作性能優(yōu)于采用CECS203和CCES02設(shè)計的。

2)采用JGJ/T283設(shè)計的自密實混凝土7d和28d抗壓強(qiáng)度均高于采用CECS203和CCES02設(shè)計的,采用采用CECS203和CCES02設(shè)計的混凝土強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到設(shè)計要求,說明采用JGJ/T283設(shè)計的混凝土?xí)a(chǎn)生強(qiáng)度超強(qiáng)問題。

3)采用JGJ/T283設(shè)計的自密實混凝土收縮總體均高于采用CECS203和CCES02設(shè)計的約30%,說明采用JGJ/T283設(shè)計的混凝土收縮偏大。

小結(jié)：

采用CECS203或CCES02設(shè)計的自密實混凝土相比采用JGJ/T283的具有較小收縮,有利于防止預(yù)制構(gòu)件在制作養(yǎng)護(hù)等過程中產(chǎn)生裂縫,因此,比較適宜用于預(yù)制構(gòu)件自密實配合比設(shè)計。

3 試驗研究

3.1 基于自密實工作性能的免蒸養(yǎng)膠凝材料和外加劑體系研究

以C40自密實混凝土配合比為基準(zhǔn)(水膠比0.41,單方用水量175Kg/m3,砂率47%),選用不同的膠凝材料和外加劑體系,進(jìn)行混凝土工作性能、早強(qiáng)性能測試?；炷僚浜媳纫姳?,混凝土性能試驗結(jié)果見表6、7和圖2～26。

表5 混凝土配合比

表6 混凝土工作性能及初凝時間

表7 混凝土抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果

注：蒸養(yǎng)時間為恒溫時間,溫度為恒溫溫度,升溫速度不超過15℃/h,降溫速度不超過20℃/h。

圖2 水泥品種對擴(kuò)展度的影響

圖3 水泥品種對T500的影響

圖4 水泥品種對初凝時間的影響

圖5 水泥品種對蒸養(yǎng)強(qiáng)度的影響

圖6 水泥品種對標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度的影響

圖7 粉煤灰摻量對擴(kuò)展度的影響

圖8 粉煤灰摻量對T500的影響

圖9 粉煤灰摻量對初凝時間的影響

圖10 粉煤灰摻量對蒸養(yǎng)強(qiáng)度的影響

圖11 粉煤灰摻量對標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度的影響

圖12 硫鋁酸鹽水泥比例對擴(kuò)展度的影響

圖13 硫鋁酸鹽水泥比例對T500的影響

圖14 硫鋁酸鹽水泥比例對初凝時間的影響

圖15 硫鋁酸鹽水泥比例對蒸養(yǎng)強(qiáng)度的影響

圖16 硫鋁酸鹽水泥比例對標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度的影響

圖17 促凝減縮劑摻量對擴(kuò)展度的影響

圖18 促凝減縮劑摻量對T500的影響

圖19 促凝減縮劑摻量對初凝時間的影響

圖20 促凝減縮劑摻量對蒸養(yǎng)強(qiáng)度的影響

圖21 促凝減縮劑摻量比例對標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度的影響

圖22 早強(qiáng)劑摻量對擴(kuò)展度的影響

圖23 早強(qiáng)劑摻量對T500的影響

圖24 早強(qiáng)劑摻量對初凝時間的影響

圖25 早強(qiáng)劑摻量對蒸養(yǎng)強(qiáng)度的影響

圖26 早強(qiáng)劑摻量比例對標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度的影響

分析：

1)從表5、6、7,圖2～6可知：不同水泥品種對混凝土的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d和60d強(qiáng)度影響不明顯,對其他性能影響明顯。初始和1h后擴(kuò)展度P.I最小,P.O最大,P.II居中；初始和1h后T500則P.II和P.O較短,P.I較長,P.II和P.O相差不大；初凝時間較長,P.I和P.II較短,和P.II相差不大；蒸養(yǎng)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)1d、7d強(qiáng)度按照P.I、P.II和P.O順序依次降低。從工作性角度,P.II和P.O相對明顯優(yōu)于P.I,從初凝時間和早期強(qiáng)度來說,則P.O最低,因此,綜合比較P.II相對較好。

2)從表5、6、7,圖7～11可知：粉煤灰摻量對初始擴(kuò)展度、28d和60d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度影響相對不是很明顯,對其他性能影響則比較明顯。隨著粉煤灰摻量的增加,混凝土擴(kuò)展度增大、T500減小、初凝時間增大,蒸養(yǎng)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)1d、7d強(qiáng)度降低,說明工作性能提高,但早強(qiáng)性能下降,相比較而言,粉煤灰摻量15%時,工作性能增可以滿足自密實要求,早強(qiáng)性能相比10%降低不多。

3)從表5、6、7,圖12～16可知：硫鋁酸鹽水泥比例對標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d和60d強(qiáng)度影響不明顯,對其他性能則影響較明顯。隨著硫鋁酸鹽水泥比例增大,擴(kuò)展度降低、T500增加、初凝時間縮短,蒸養(yǎng)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)1d、7d強(qiáng)度提高,說明混凝土工作性變差,早強(qiáng)性能提高,硫鋁酸鹽水泥比例大于5%以后,工作性已基本不能滿足自密實要求,硫鋁酸鹽水泥比例5%時即有非常好早強(qiáng)性能,30℃蒸養(yǎng)12h強(qiáng)度已超過20MPa的構(gòu)件脫模強(qiáng)度要求了。

4)從表5、6、7,圖17～21可知：促凝減縮劑摻量也對標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d和60d強(qiáng)度影響不明顯,對其他性能則影響較明顯。隨著促凝減縮劑摻量的增大,擴(kuò)展度降低、T500增加、初凝時間縮短,蒸養(yǎng)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)1d、7d強(qiáng)度提高,說明混凝土工作性變差,早強(qiáng)性能提高,促凝減縮劑摻量大于10%以后,工作性已基本不能滿足自密實要求,促凝減縮劑摻量10%時即有非常好早強(qiáng)性能,30℃蒸養(yǎng)12h強(qiáng)度已超過20MPa。

5)從表5、6、7,圖22～26可知：早強(qiáng)劑摻量對擴(kuò)展度和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)7d、28d、60d強(qiáng)度影響不明顯,對其他性能則影響較明顯。隨著早強(qiáng)劑摻量的增大,T500先降低又小幅升高,初凝時間縮短,蒸養(yǎng)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)1d強(qiáng)度提高,說明混凝土工作性變化不大,早強(qiáng)性能明顯提高,早強(qiáng)劑摻量1%時有非常好早強(qiáng)性能,30℃蒸養(yǎng)12h強(qiáng)度超過20MPa。

6)采用P.II型水泥、粉煤灰摻量15%、礦渣粉摻量20%、硫鋁酸鹽水泥比例5%(或促凝減縮劑摻量10%/早強(qiáng)劑1%)時,混凝土綜合性能相對較好。

3.2 氯離子滲透性能試驗

按照表4中5#、7#、11#、13#配合比配制混凝土進(jìn)行氯離子滲透試驗,試驗結(jié)果見表8。

表8 氯離子滲透試驗結(jié)果

分析：從表8可知：7#(摻加5%硫鋁酸鹽水泥)、11#(摻加10%促凝減縮劑)和13#(摻加1%早強(qiáng)劑)與5#(基準(zhǔn))配合比混凝土均具有良好的抗氯離子滲透能力,說明混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)比較致密,耐久性能良好。摻加硫鋁酸鹽水泥、促凝減縮劑或早強(qiáng)劑后,混凝土的氯離子滲透擴(kuò)散系數(shù)變化不大,且摻加促凝減縮劑和早強(qiáng)劑后,氯離子擴(kuò)散系數(shù)還略有降低,說明摻加硫鋁酸鹽水泥、促凝減縮劑或早強(qiáng)劑后,對混凝土的滲透性能乃至耐久性能沒有有害影響。

3.3 SEM分析

按照表4中5#、7#、11#、13#配合比配制的混凝土30℃蒸養(yǎng)12h后的SEM分析結(jié)果見圖27～30。

分析：

1)由圖27可知：5#配合比混凝土結(jié)構(gòu)相對比較疏松,孔隙較大,水花產(chǎn)物晶體粗大,可以看到有纖維狀的一一凝膠,針棒狀鈣礬石和片狀的晶體,但是粉煤灰顆粒的水化程度較低,甚至還有表面光滑、完全沒有水化的顆粒存在。

2)由圖28可知：7#配合比混凝土結(jié)構(gòu)相比5#配合比混凝土結(jié)構(gòu)致密,且有較多針狀結(jié)晶體Aft填充在水化產(chǎn)物的縫隙中,粉煤灰顆粒表面有一些物質(zhì)沉淀及一些被刻蝕的痕跡,水化產(chǎn)物分布比較均勻,沒有明顯的氫氧化鈣晶體,混凝土中有大量卷席狀的二次水化產(chǎn)物。

3)由圖29可知：11#配合比混凝土微觀結(jié)構(gòu)與7#比較相似。

4)由圖30可知：13#配合比混凝土結(jié)構(gòu)則最為致密,水化產(chǎn)物分布比較均勻,同樣沒有明顯的氫氧化鈣晶體,粉煤灰二次水化反應(yīng)形成的水化產(chǎn)物已與水泥的水化產(chǎn)物連成一個整體,說明早強(qiáng)劑破壞了粉煤灰玻璃體表面的致密層,水泥水化生成的Ca(OH)2會與玻璃體表面活性較高的SiO2和Al2O3反應(yīng)生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。

5)7#和11#很好地印證了李偉[14]和蘭明章[15]的研究結(jié)果：硅酸鹽水泥中摻加硫鋁酸鹽水泥或摻加促凝減縮劑,混凝土水化產(chǎn)物中AFt的生成量明顯增多,有利于早期強(qiáng)度的發(fā)展。

小結(jié)：

1)采用P.II水泥,粉煤灰摻量15%,礦渣粉摻量20%,硫鋁酸鹽水泥比例5%(或促凝減縮劑摻量10%/早強(qiáng)劑1%)時混凝土綜合性能相對較好,混凝土可以實現(xiàn)自密實,且在夏季平均溫度約30℃時免蒸養(yǎng)12小時脫模,其他季節(jié)可縮短蒸養(yǎng)時間1/3以上。

2)混凝土氯離子滲透性能試驗表明：摻加硫鋁酸鹽水泥、促凝減縮劑或早強(qiáng)劑后,混凝土的滲透性能略有改善。

3)SEM分析得出：摻加硫鋁酸鹽水泥、促凝減縮劑或早強(qiáng)劑后,混凝土水化產(chǎn)物更多更均勻,微觀結(jié)構(gòu)更加致密,摻加硫鋁酸鹽水泥或促凝減縮劑后混凝土水化產(chǎn)物中填充的Aft相對增多。這些均有利于提高混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性能乃至耐久性能。

結(jié) 論

1.采用CECS203或CCES02設(shè)計的自密實混凝土相比采用JGJ/T283的具有較低的收縮,更適宜于預(yù)制構(gòu)件配合比設(shè)計。

2.采用P.II型水泥、粉煤灰摻量15%、礦渣粉摻量20%、硫鋁酸鹽水泥比例5%(或促凝減縮劑摻量10%/早強(qiáng)劑1%)為綜合性能相對較好的自密實免蒸養(yǎng)混凝土配合比組合,在自密實基礎(chǔ)上,實現(xiàn)夏季免蒸養(yǎng),其他季節(jié)蒸養(yǎng)時間縮短1/3以上。

3.摻加硫鋁酸鹽水泥、促凝減縮劑或早強(qiáng)劑后,混凝土的滲透性能略有改善。

4.摻加硫鋁酸鹽水泥、促凝減縮劑或早強(qiáng)劑后,混凝土水化產(chǎn)物更多更均勻,微觀結(jié)構(gòu)更加致密,摻加硫鋁酸鹽水泥或促凝減縮劑后混凝土水化產(chǎn)物中填充的Aft相對增多,這些均有利于提高混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性能乃至耐久性能。SEM微觀結(jié)構(gòu)形貌分析結(jié)果與宏觀性能是一致的。

[1][M]Bennenk W.SCC is an excellent concrete for precast industry [C].In∶Proceedings 1st of international symposium on design,proformance and use of self-consolidating concrete.China,2005∶581-588.

[2]薛洲海,葉燕華,孫銳.雙板預(yù)制混凝止剪力墻中的自密實混凝土模板側(cè)向壓力[J].南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,03∶106-110.

[3]李書進(jìn),王寧寧,周明凱.自密實混凝土預(yù)制生態(tài)護(hù)坡構(gòu)件的試驗研究[J].混凝土,2015,11,114-117.

[4]高建鵬.自密實混凝土在PC構(gòu)件中的應(yīng)用.江西建材,2017(2)：14～15.

[5]吳玉杰,姜國慶.實用型自密實高性能混凝土配制技術(shù).混凝土與水泥制品,2000(5)：49-50.

[6]楊玉啟.免蒸養(yǎng)混凝土配制技術(shù)的研究.北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文.2008.

[7]郭永智,李培彥,李秋義.微米級超細(xì)礦渣粉與硅灰性能對比研究.混凝土.2008,10∶67-69.

[8]趙松蔚.預(yù)制混凝土早強(qiáng)免蒸養(yǎng)外加劑試驗研究.山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文.2017.

[9]劉振華.預(yù)制混凝土早期強(qiáng)度試驗.山東建筑大學(xué)研究碩士學(xué)位論文.2015.

[10]鄭立霞,曹源,李卓球,陳建中.早強(qiáng)混凝土脫模強(qiáng)度的試驗研究.武漢大學(xué)學(xué)報.2012,2∶81-83.

[11]張勇,吳永杰,楊玉啟,張振秋.綠色低能耗混凝土在預(yù)制構(gòu)件中的應(yīng)用.混凝土世界,2016,10∶76-79.

[12]徐佳琦.早強(qiáng)免蒸養(yǎng)混凝土試驗研究.山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文,2017.

[13]張惠敏.預(yù)制建筑制品自密實混凝土制備.方法東南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2016.

[14]李偉,王高明,江蕓,李東旭.硅酸鹽一硫鋁酸鹽復(fù)合水泥體系物理性能及水化機(jī)理研究.材料導(dǎo)報.2014,11∶407-409.

[15]蘭明章,王曉英,王劍鋒,王建黔,張淑艷,丁玉哲.硫鋁酸鹽基促強(qiáng)減縮劑與硫鋁酸鹽水泥對比分析.硅酸鹽通報.2017,6∶2054-2058.