混凝土向大流態(tài)發(fā)展的同時,有很多重大工程采用中低坍落度配制泵送混凝土,如核電工程、水電工程以及部分商混等,足以證明中低坍落度混凝土在現(xiàn)代混凝土工程中,同樣具有特別重要的存在意義。中低坍落混凝土流動性沒有明確規(guī)定,筆者認為坍落度在80~180mm的泵送混凝土均可以稱為中低坍落度混凝土。
1中低坍落性能優(yōu)點
中低坍落度混凝土相比大流動度混凝土具有其明顯的性能優(yōu)勢:
(1)較好的抗振搗性能,在新拌混凝土受到強烈振搗后,不易出現(xiàn)泌水、分層、浮漿現(xiàn)象,能夠很好保持混凝土的均一性;
(2)低膠凝材料用量下,具有較好的包裹性與和易性;
(3)由于坍落度小,混凝土用水量降低,強度保證率更高,混凝土干縮小,抗開裂性增強。
2中低坍落度劣勢
(1)由PCE配制的中低坍落度混凝土,用水量較少,混凝土中自由水量低,導致混凝土對用水量敏感,坍落度波動較大。
(2)由于中低坍落度混凝土對自由水較敏感,導致水泥水化引起的自由水減少后,表現(xiàn)為嚴重坍落度損失。
(3)PCE雖然具有較好的保坍作用,但使用不當易出現(xiàn)坍落度反增大,甚至出現(xiàn)超過坍落度控制范圍。
3減水劑在中低坍落度混凝土配制新技術
由于中低坍落度混凝土存在的性能問題,導致減水劑在中低坍落度混凝土配制技術中起到了關鍵作用,特別是目前研究較熱門的PCE聚羧酸系高性能減水劑,在控制中低坍落度敏感性和穩(wěn)定性方面發(fā)揮了關鍵作用。
首先,控制坍落度敏感性方面,最新PCE出現(xiàn)親水性網絡交聯(lián)技術,其分子結構示意圖如下:
由于其分子結構呈網絡交聯(lián)狀,其在水泥顆粒表面吸附后具有較好鎖水和保水能力,能夠使水泥顆粒表面的水膜層大大增加,形成混凝土較好的和易性和對水不敏感性。能夠保持在用水量小范圍波動時,避免混凝土坍落度劇烈波動。并且其在水泥漿體中具有緩慢水解釋放作用,能夠降低后期坍落度損失。
其次,快速水解型聚醚單體應用,由于水泥水化前期速度較快,自由水消耗較多,在低自由水量前提下,通過調控水解釋放速率與側鏈脫落、水化掩埋之間的平衡,既有效降低前期流動度損失,又避免后期反向增長。快速水解提供分散動力作用示意圖如下:
綜合來講,PCE減水劑在配制中低坍落度混凝土方面提供了有效技術保障。中低坍落度減水劑作用技術線路圖如下圖所示:
4工程應用
連云港田灣核電項目,采用的俄AES-91型核電機組是在總結VVER-1000/V320型機組的設計、建造和運行經驗基礎上,按照國際現(xiàn)行核安全法規(guī),并采用一些先進技術而完成的改進型設計而成。田灣核電全面建成后,可容納8臺百萬千瓦級機組,總裝機容量可達800~1000萬千瓦,年發(fā)電600~700億千瓦時,產值250億元以上。
該項目要求混凝土0-90min混凝土坍落度在120±20mm范圍內,混凝土具有較好的泵性,且后期不泌水、不離析。典型的中低坍落度混凝土保坍。
原材料情況:
水泥:中聯(lián)P.O 42.5;粉煤灰:淮南珍珠I級;石:花崗巖破碎,5-10mm,10-25mm;砂:機制砂,級配較好,細度模數(shù)2.6;減水劑:江蘇蘇博特新材料股份有限公司PCA-I聚羧酸高性能減水劑;
實驗結果如下表所示:
實驗結果表面,混凝土和易性較好,放置后不泌水、不分層,用水量在±10kg/m3波動時,對混凝土坍落度變化影響不超過20mm,滿足工程設計要求。
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