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        規(guī)?;韬铣咝阅芑炷亮鲃?dòng)性研究

        2021-03-03 06:55:00郭康華新謝杰吳小勇周新文林瑋
        江蘇建材 2021年1期
        關(guān)鍵詞:混凝土影響

        郭康 ,華新 ,謝杰 ,吳小勇 ,周新文 ,林瑋

        (1.寧波交通工程建設(shè)集團(tuán)有限公司,浙江 寧波 315000;2.江蘇蘇博特新材料股份有限公司,浙江 南京 211103)

        0 引言

        超高性能混凝土(UHPC)是以低水膠比、多元微細(xì)顆粒緊密堆積和微細(xì)鋼纖維增韌等為主要制備技術(shù)特點(diǎn)的水泥基復(fù)合材料。隨著UHPC制備技術(shù)的逐步成熟,大規(guī)模應(yīng)用UHPC將成為必然。大流態(tài)UHPC是提升施工效率、確保規(guī)?;瘧?yīng)用質(zhì)量的主要保障。目前關(guān)于UHPC流動(dòng)性的研究主要集中在配合比優(yōu)化和外加劑使用。而關(guān)于攪拌機(jī)型和拌合制度對(duì)UHPC流動(dòng)性的影響的研究報(bào)道甚微。開(kāi)展規(guī)?;苽銾HPC物相穩(wěn)定性規(guī)律、評(píng)價(jià)方法和調(diào)控技術(shù)研究,提出科學(xué)的評(píng)價(jià)方法和調(diào)控手段,促進(jìn)制備技術(shù)的突破和應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬已刻不容緩。

        1 原材料與試驗(yàn)方法

        1.1 原材料

        核心膠材、核心干混料和減水劑為江蘇蘇博特新材料股份有限公司生產(chǎn),其中核心膠材由水泥、微細(xì)礦物摻合料組成,核心干混料由水泥、微細(xì)礦物摻合料和細(xì)骨料等組成。減水劑為聚羧酸高性能減水劑,其性能指標(biāo)如表1所示。鋼纖維為微細(xì)鍍銅平直型鋼纖維,其性能指標(biāo)如表2所示。

        超高性能混凝土試驗(yàn)配合比如表3和表4所示。

        表1 聚羧酸減水劑主要性能指標(biāo)

        表2 鋼纖維主要性能指標(biāo)

        表3 含粗骨料超高性能混凝土(CA-UHPC)配合比 kg/m3

        表4 不含粗骨料超高性能混凝土配合比 kg/m3

        1.2 試驗(yàn)方法

        混凝土坍落擴(kuò)展度和含氣量測(cè)試參照GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定執(zhí)行。倒置坍落度筒排空時(shí)間(簡(jiǎn)稱倒坍時(shí)間)測(cè)試參照J(rèn)GJ/T 281—2012《高強(qiáng)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》規(guī)定執(zhí)行??箟簭?qiáng)度測(cè)試參照GB/T 31387—2015《活性粉末混凝土》規(guī)定執(zhí)行。

        2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        2.1 攪拌機(jī)型制的影響

        攪拌機(jī)型制對(duì)于CA-UHPC拌合物流動(dòng)性及流變特性的影響,采用了如表5所示的4組實(shí)驗(yàn)。

        表5 攪拌機(jī)型制對(duì)CA-UHPC流動(dòng)性的影響

        各組實(shí)驗(yàn)均采用了如表3所示的配合比,并對(duì)出機(jī)拌合物進(jìn)行了含氣量、坍落擴(kuò)展度、倒坍時(shí)間及28 d標(biāo)養(yǎng)抗壓強(qiáng)度的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

        表6 攪拌機(jī)型制對(duì)CA-UHPC流動(dòng)性的影響

        從表6中可以看出,在CA-UHPC拌合物得到充分?jǐn)嚢璧臄嚢柚贫龋ǜ麟A段攪拌時(shí)間)不變的情況下,包括攪拌機(jī)進(jìn)料容量、攪拌方式等攪拌機(jī)型制參數(shù)對(duì)于UHPC流動(dòng)性的影響并不顯著。同時(shí),各組實(shí)驗(yàn)試件的28 d標(biāo)養(yǎng)抗壓強(qiáng)度結(jié)果也顯示,各組拌合物的力學(xué)水平保持相同,這也說(shuō)明攪拌機(jī)型制對(duì)于UHPC的拌合無(wú)明顯影響。表6中各組試驗(yàn)的坍落擴(kuò)展度及倒坍時(shí)間相近,可以說(shuō)明各組拌合物的流變特性亦保持相近。

        傳統(tǒng)觀念認(rèn)為,UHPC的拌合傾向于使用立軸行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)。分析認(rèn)為,該經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)是承襲于普通混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)所采用的低坍落度、干硬性普通混凝土的拌合工藝,擁有較高功率的立軸行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)更容易克服該種普通混凝土的高屈服應(yīng)力,從而可以將低坍落度、干硬性普通混凝土攪拌更加均勻。然而,由于膠材用量高以及外加劑技術(shù)的進(jìn)步,UHPC拌合物普遍表現(xiàn)出較低或適中的屈服應(yīng)力。因此,并無(wú)必要指定立軸行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)進(jìn)行UHPC的拌合。

        對(duì)于不含粗骨料的UHPC,攪拌機(jī)型制對(duì)于拌合物流動(dòng)性及流變特性的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,如表7所示,攪拌制度與表5相同。表7的結(jié)果也印證了上述分析結(jié)論。

        表7 攪拌機(jī)型制對(duì)于不含粗骨料的UHPC拌合物流動(dòng)性的影響

        2.2 攪拌時(shí)間的影響

        表8顯示了采用1 m3立軸行星式強(qiáng)制攪拌機(jī),采用不同攪拌時(shí)間,對(duì)于不含粗骨料UHPC(配合比如表4所示)的流動(dòng)性及流變特性的影響試驗(yàn)制度。

        表9顯示了攪拌時(shí)間對(duì)UHPC拌合物流動(dòng)性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,隨著無(wú)纖維濕拌時(shí)間的延長(zhǎng),而保持含纖維濕拌時(shí)間不變,UHPC拌合物的流態(tài)逐漸增大;倒坍時(shí)間的縮短也顯示出,隨著拌合時(shí)間的延長(zhǎng),拌合物粘度有所下降。而保持無(wú)纖維濕拌時(shí)間,延長(zhǎng)含纖維濕拌時(shí)間,亦有相同結(jié)論。值得注意的是,第3組與第4組實(shí)驗(yàn)拌合物雖然在無(wú)纖維濕拌時(shí)間和含纖維濕拌時(shí)間的延長(zhǎng)方面上各有側(cè)重,但總拌合時(shí)間是相同的,第3組與第4組實(shí)驗(yàn)拌合物的出機(jī)狀態(tài)亦表現(xiàn)得十分接近。表9的結(jié)果顯示,拌合物的28 d標(biāo)養(yǎng)抗壓強(qiáng)度與倒坍時(shí)間的變化有密切的相關(guān)性,即隨著拌合物粘度的下降,拌合物的強(qiáng)度呈現(xiàn)輕微的下降趨勢(shì),這極有可能與拌合物穩(wěn)定性變化導(dǎo)致的含氣量變化和纖維不同程度的沉降有關(guān)。

        表8 攪拌時(shí)間對(duì)UHPC拌合物流動(dòng)性的影響

        表9 攪拌時(shí)間對(duì)UHPC拌合物流動(dòng)性的影響

        需要指出的是,各組試驗(yàn)的無(wú)纖維濕拌時(shí)間均保證拌合物出現(xiàn)明顯流態(tài)后,再進(jìn)行了鋼纖維的投加。

        3 結(jié)語(yǔ)

        研究攪拌機(jī)型和拌合制度對(duì)UHPC流動(dòng)性的影響,得到如下結(jié)論。

        (1)在UHPC拌合物得到充分?jǐn)嚢璧臄嚢柚贫龋ǜ麟A段攪拌時(shí)間)不變的情況下,包括攪拌機(jī)進(jìn)料容量、攪拌方式等攪拌機(jī)型制參數(shù)對(duì)于CA-UHPC流動(dòng)性及抗壓強(qiáng)度的影響并不顯著。

        (2)在確保拌合物能夠呈現(xiàn)明顯流態(tài)再投加纖維的情況下,延長(zhǎng)無(wú)纖維濕拌時(shí)間、含纖維濕拌時(shí)間以及總攪拌時(shí)間,能夠降低UHPC拌合物的流變特性參數(shù),從而提升拌合物的流動(dòng)性,但過(guò)度延長(zhǎng)攪拌時(shí)間有可能造成穩(wěn)定性問(wèn)題。

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