龍 潔
(衡陽(yáng)市慧江混凝土有限公司,湖南 衡陽(yáng) 421000)
復(fù)配外加劑體系對(duì)高性能混凝土收縮性能的影響
龍 潔
(衡陽(yáng)市慧江混凝土有限公司,湖南 衡陽(yáng) 421000)
文章針對(duì)不同復(fù)配外加劑及摻加量分析了高性能混凝土性能與收縮性的影響,總結(jié)了其對(duì)有補(bǔ)償需要的HPC強(qiáng)度、收縮性以及彈量的影響。受不同區(qū)域差異影響以及外加劑性能與批次的影響,研究還有一定局限性,僅為同類研究提供參考。
外加劑;高性能混凝土;收性縮; 彈性;摻量
1.1 主要原材料與自身性能
在研究HPC自身收縮性時(shí),會(huì)受到諸多內(nèi)外因素的影響(水泥、粗細(xì)骨料、水、外加劑等)。同時(shí),各種外加劑之間以及不同外加劑對(duì)HPC材料的影響程度都直接關(guān)系到混凝土的收縮性能。因此,研究過(guò)程需考慮到原材料的自身特性以及國(guó)家相關(guān)規(guī)范,這樣有助于掌握HPC的收縮性數(shù)值與準(zhǔn)確規(guī)律。
1.2 方法以及HPC配比
首先,需配比設(shè)計(jì)出與地材相符的HPC,以此確定配比基準(zhǔn)。以基準(zhǔn)材料為前提,結(jié)合不同的減水劑、膨脹劑以及引氣劑加以研究。進(jìn)而獲得某一外加劑和其他外加劑之間的配比性與相容性,這樣就可確定在添加某一添加劑的同時(shí),如何添加比例適宜的其他外加劑材料。
復(fù)合外加劑會(huì)受到產(chǎn)地或不同批次的影響,因此實(shí)驗(yàn)還需做好前期的試配,結(jié)合不同外加劑的不同批次對(duì)HPC的強(qiáng)度、彈性、收縮性等加以研究。一般按照6%~10%實(shí)驗(yàn)膨脹劑添加量;減水劑則以1.2%、1.4%~1.6%、1.8%的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行添加;引氣劑則按照0.2%、0.3依次增加值0.6%。上述三種外加劑的摻加量還需符合規(guī)范要求。進(jìn)而研究不同外加劑交叉情況下的性能變化,最終明確外加劑對(duì)HPC的影響。
2.1 復(fù)配外加劑體系對(duì)HPC 基本性能的影響
本文就兩種外加劑摻量固定的基礎(chǔ)上對(duì)另一外加劑摻量發(fā)生變化時(shí),對(duì)HPC的強(qiáng)度、彈性的因素的變化加以闡述。研究可知,如減水劑摻量達(dá)到1.5%且引氣劑摻加量達(dá)到0.4%時(shí),HPC的強(qiáng)度與膨脹劑添加量成正比。此外,當(dāng)減水劑和其他外加劑存在較大相容性差異時(shí),減水劑影響HPC的強(qiáng)度變化則更趨于復(fù)雜性。當(dāng)膨脹劑增至8%減水劑為1.5%時(shí),最佳引氣劑的摻量為0.4%,而且這一比例系數(shù)對(duì)HPC的早期和后期強(qiáng)度都為最佳值。
結(jié)合上述外加劑添加系數(shù)對(duì)比可知:如以強(qiáng)度作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),引氣劑摻加量<6%時(shí),其對(duì)膨脹劑與減水劑的不利影響值較低。但實(shí)際應(yīng)用中還需考慮到工程需要,并對(duì)不同批次外加劑進(jìn)行試驗(yàn),進(jìn)而確定最佳配比系數(shù)。這也說(shuō)明,復(fù)配外加劑體系中引氣劑可以首先確定摻加量,且對(duì)HPC的強(qiáng)度影響不大。
當(dāng)外加劑中的減水劑添加量為1.5%且引氣劑為0.4%時(shí),膨脹劑摻加量則會(huì)直接影響到HPC的彈性模量,如,當(dāng)膨脹劑為8%且引氣劑為0.4%時(shí),減水劑的摻加量也會(huì)影響到HPC的彈性模量。由此可知,在28d之內(nèi)HPC受引氣劑與減水劑作用彈性模量變化不大,而膨脹劑的影響則較為明顯。
2.2 不同外加劑體系對(duì)HPC(收縮性)的影響
如三種(膨脹劑、減水劑、引氣劑)外加劑中的兩中摻量確定,適當(dāng)改變另外一種摻加比例,則會(huì)在一定時(shí)間(3d、7d、14d)和不同環(huán)境(水中或空氣)中的收縮性存在較大變化值,如:減水劑(1.5%)與引氣劑(0.4%)摻量固定時(shí),膨脹劑摻加量則會(huì)影響到膨脹速率,如膨脹劑摻加量較高時(shí)其前期膨脹速率相對(duì)較慢,但后期膨脹速率更為突出。此外,如在空氣環(huán)境中摻加較少膨脹劑可獲得較大收縮率。但如在水環(huán)境中,其收縮率則為最小值。
當(dāng)膨脹劑(8%)和引氣劑(0.4%)固定時(shí),減水劑摻加量的收縮最佳值為1.2%和1.8%,此時(shí)的膨脹和收縮值最佳。由此得出,減水劑需確定最優(yōu)值,并不是比例越高越好。減水劑在實(shí)際應(yīng)用中還需做好應(yīng)用試配,這樣可獲取較為科學(xué)的數(shù)值。
當(dāng)膨脹劑(8%)減水劑(1.5%)摻量固定時(shí),在水環(huán)境中HPC的前期膨脹率較高。如添加0.4%的引氣劑則會(huì)在水養(yǎng)護(hù)環(huán)境中膨脹率最小(7d內(nèi))。進(jìn)一步研究可知,當(dāng)引氣劑摻加量為0.2%和0.6%時(shí),都會(huì)產(chǎn)生較大的后期收縮率,最終引起HPC發(fā)生開(kāi)裂。
2.3 復(fù)配外加劑對(duì)HPC微觀結(jié)構(gòu)的影響
通過(guò)添加不同的外加劑研究HPC可知,當(dāng)減水劑添、膨脹劑、引氣劑的添加量分別為1.5%、8%、0.4%進(jìn)行研究,HPC在水膠比固定的情況下,經(jīng)28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)進(jìn)行取樣(真空、噴金)可分析SEM,此時(shí)S-C-H凝膠孔的密實(shí)性較好。原因在于:引氣劑的均勻穩(wěn)步保證了微小氣泡的穩(wěn)定。而減水劑則保證了微小氣泡被膜充分包圍,并保證了水泥質(zhì)點(diǎn)與膜所攜帶的電荷符號(hào)一致。由此可知,合理控制外加劑摻入量能有效的控制了收縮性,進(jìn)而保證了整體的抗裂性與密實(shí)度。進(jìn)一步分析,HPC中的Si與Ca百分比含量較高,這是由于膨脹劑中的Si元素較高所致,確保了HPC的致密度。
綜上所述,本文對(duì)HPC添加不同外加劑進(jìn)行研究,影響其強(qiáng)度、彈性的外加劑較為明顯的是膨脹劑,其次是引氣劑和減水劑。結(jié)合研究建議:在實(shí)際工程應(yīng)用中,膨脹劑最佳摻加量為8%,減水劑為1.5%,引氣劑為0.4%。但實(shí)際比例需結(jié)合外加劑的生產(chǎn)批次及相關(guān)指標(biāo)。在有償收縮研究中,還需考慮到地材、外加劑性能等基本情況,這樣才能保證地材和外加劑之間的匹配和相容性。同時(shí),施工前還需做好試驗(yàn)工作,確保數(shù)據(jù)的可靠性。
[1]用于水泥和混凝土中的?;郀t礦渣粉[S].GB/T 18046-2008.
[2]混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].GB 500119-2003.[3]普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].JGJ 52-2006.
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