提高大体积建筑物混凝土表面平整度的研究
2002年第3期
6月
混凝土与水泥制品
CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTS2002No3June
提高大体积建筑物混凝土表面平整度的研究
王志标
1
宋少民
2
张希请
2
(11河北省建材工业办公室,石家庄050051;21石家庄铁道学院)
摘要:针对大体积混凝土表面常出现大量蜂窝、麻面和微小裂纹的现象,采用粉煤灰替代水泥,并掺入一定量UEA膨胀剂和消泡剂来改善混凝土的表面质量。探讨了UEA膨胀剂、粉煤灰和消泡剂加入到混凝土中后能改善混凝土表面质量的机理。
关键词:大体积混凝土;表面平整度;UEA膨胀剂;消泡剂中图分类号:TU528
文献标识码:A
文章编号:1000-4637(2002)03-44-03
0前言
近年来,随着国民经济的迅速发展,铁路、公路、桥
途径。
11111。
表1水泥技术指标
标准稠度
细度80μm体积
用水量
筛余/%安定性
/%27.5
5.0
试验用材料及试验方法试验基本原材料水泥
425矿渣硅酸盐水泥,其技术指标见表
#
梁、大坝、厂房以及民用建筑中大型建筑物随处可见,建筑物混凝土表面的美观与平整等问题,越来越引起建筑业内人士的关注。
长期以来,在混凝土工程的施工过程中,由于原材料、配合比、施工工艺乃至脱模剂等因素的影响,混凝土表面的蜂窝、麻面一直是困扰工程界施工人员的重要难题。蜂窝、麻面不仅影响到混凝土的表观效果,严重时还会影响到混凝土的内在质量。为了处理混凝土表面,施工单位往往要派专人进行修理。虽这种补救方法对弥补混凝土建筑物先天表面缺陷有一定的效果,但是这种方法“治标不治本”,不能从根本上解决问题,尤其对于大型的混凝土桥梁、塔以及其他一些高大建筑物来说,成型后一旦出现蜂窝、麻面等缺陷,采用表面修补的方法施工难度大。从而直接影响到工程的质量和施工单位的声誉。
针对上述问题,为消除混凝土表面的蜂窝、麻面,提高混凝土表面的平整度和光泽度,国内外工程界的专家、学者已做了部分的研究工作,并取得了一定的实际效果。如,研制消泡脱模剂,在混凝土中加入一定量的粉体材料,改善混凝土的和易性,加强施工管理,改进施工技术等等。但总的来说,人们对这方面的研究工作做得还不够,且缺乏系统性。当前,人们在解决此类问题时主要还是停留在使用外加剂提高混凝土的流动性和出现问题后再修补的方法。
本研究在吸收国外经验的同时,适当引入硫铝酸盐膨胀组分,补偿收缩,形成微膨胀,达到提高早期强度的目的;同时可利用钙矾石的晶体形状特征来提高混凝土表面光泽度。探索这一技术路线的最优配合,能够形成一种行之有效、工艺简单的混凝土饰面技术
44
抗折强度/MPa
7d7.8
28d8.4
抗压强度/MPa
7d27.0
28d48.0
沸煮合格
细骨料
3
中砂,表观密度2165g/cm3,堆积密度为碎石,单粒级16cm~31.5cm,表观密度
3
1150g/cm,细度模数2185。
粗骨料
3
2170g/cm,堆积密度1155g/cm。
水自来水
优质粉煤灰,细度110%(01045mm筛筛高效减水剂FDN(减水率18%)、普通减
粉煤灰外加剂
B。112
余),需水量比9518%,抗压强度比8310%。
水剂MG(减水率12%)、UEA、消泡剂A和消泡剂
试验方法
(1)对掺有UEA、粉煤灰的混凝土,必须加强粉末
材料的干拌。
(2)所有混凝土试验均采用手工拌制和振动台振
动密实成型。
(3)所有混凝土试块均成型三组(二组10cm×10cm×10cm、一组10cm×10cm×30cm),成型后一天半
拆模,然后立即送养护室进行标准养护。
(4)用混凝土试块表面气孔的孔径分布、气孔面积
百分率及表面的照片记录作为评价混凝土表面质量的
王志标宋少民张希请提高大体积建筑物混凝土表面平整度的研究
着气孔的边界画一不同于混凝土本身颜色的圆圈)。
2211212
依据。且在计算混凝土试块表面气孔的面积时,拟定某一直径范围内所有气孔的平均直径作为该混凝土表面气孔面积的计算直径。
(5)在给混凝土试块的表面进行拍照记录前,先
试验与结果试验配合比
C30混凝土试验配合比如表2所示。
在混凝土试块表面气孔处作出比较明显的标记(如沿试验结果
表2混凝土试验配合比
试验号
[1**********]
C326.4326.4326.4306.0306.0306.0285.6285.6285.6408.0
W203.5207.3211.0203.5207.3211.0203.5207.3211.0192.0
G[***********][***********]1064
S[***********][1**********]9
FDN2.042.042.042.042.042.042.042.042.042.04
MG0.8160.8160.8160.8160.8160.8160.8160.8160.8160.816
FA114.2114.2114.2142.8142.8142.8171.4171.4171.4-UEA24.4832.6440.8024.4832.6440.8024.4832.6440.80-kg/m消泡剂0.4080.6120.2040.6120.2040.4080.2040.4080.612-3
试验结果见表3、表4。
表3混凝土试验结果
表面气孔的孔径分布/个
3mm(以上)12(4/1)50051(7/1)208
2~3mm[1**********]15
1~2mm[***********]46
0.5~1mm[***********]14264251
3311
抗压强度
/MPa7d
28d
结果分析
C30混凝土中加入UEA、粉煤灰和消泡剂后,各
组混凝土试块表面气孔面积百分率均有减小(平均减小012496%,减小率4616%,最多减小013785%,减小率7016%),尤其是3mm及以上较大气孔的数量减少最明显(平均减少6123个,减少率78%),说明掺有
UEA、粉煤灰和消泡剂的混凝土表面平整度相对基准
组
号
[1**********]
坍落度/cm
0h[***********]20
0.5h[***********]0
1h788.5879131587
21.631.921.531.025.035.322.131.624.130.820.534.123.433.622.236.516.232.220.932.2
混凝土得到明显改善。其中较优配合比为第四组的试验配合比。
312
对掺有UEA、粉煤灰和消泡剂的混凝土,其9
组试验0h坍落度、015h坍落度和1h坍落度的平均值相对于基准混凝土的0h坍落度、015h坍落度和1h坍落度产生的变化为:-1cm、+219cm、+213cm,说明掺有UEA、粉煤灰和消泡剂的混凝土的工作性得到了一定的改善。其中较优配合比为第八组试验配合比。
注:表中括号内左边数据表示孔径,右边数据表示具有该孔径
的孔的个数。
表4表面气孔的面积百分率
编号
%
基准
0.54
10.29
20.36
30.39
40.16
50.22
60.38
70.27
80.28
90.23
313掺有UEA、粉煤灰和消泡剂混凝土的平均强度4411
机理解释
优质粉煤灰对混凝土表面平整度的改善
(1)由于粉煤灰与水泥水化产物产生二次水化反
值(2119MPa—7d,3310MPa—28d)略高于基准混凝土的强度值(2019MPa—7d,3212MPa—28d),说明
UEA、粉煤灰和消泡剂的掺入对混凝土的早期强度无
应。一方面改善了水泥石的孔结构,使水泥石的总空隙率降低,平均孔径减小,大孔数量降低。另一方面使硬化后的混凝土更加密实,相应的收缩值也更小,从而大大降低了混凝土内部及表面可视孔和缺陷的数量,改善混凝土的表面质量。
45
不良影响。
由以上分析可以看出,UEA、粉煤灰和消泡剂掺入到混凝土中后,能优势互补,共同改善混凝土的各项性能。
2002年第3期混凝土与水泥制品总第125期
(2)粉煤灰的“形态效应”在高效减水剂的共同作三相体系,气-液界面很大,液体在气泡形成之后,表面自由能比无泡状态高出很多,因此,气泡本身具有缩小表面积以至达到无泡状态的趋势。若气泡获得一定的能量即可逸出或破灭。在本次试验中所加入的消泡剂为表面活性剂,降低了液相的表面张力,使润湿角减小。当润湿角减小到一定程度时,气泡即脱离固体表面的吸附而逸出或破灭,从而有效防止或消除混凝土表面蜂窝、麻面的产生,大大改善了混凝土的表面质量。
5511
用下,大大提高了混凝土拌和物的流动性,使混凝土拌和物极易均匀充满整个模板,使混凝土的表面也更加致密。
由此可见,粉煤灰掺入到混凝土中后,有利于混凝土表面平整度的提高。
412
UEA对混凝土表面平整度的影响
UEA加入到普通混凝土中后,水化反应后生成大
量膨胀性结晶水化物———水化硫铝酸钙,提高混凝土的抗裂性和早期强度。提高脱模时抵抗混凝土表面损伤的能力;同时,补偿混凝土的早期收缩,具有微膨胀的性能,浇注后混凝土会受到周围模板的约束而在有限制的条件下产生膨胀(即限制膨胀)。这样,混凝土的表面因受到模板的挤压而变得平整、光滑。
413
结论
在混凝土中加入粉煤灰、膨胀剂UEA和消泡剂
后,混凝土表面的蜂窝、麻面显著减少,可视孔明显降低,表面平整度得到显著改善。
512
试验表明,膨胀剂UEA、粉煤灰和消泡剂加入
消泡剂对混凝土表面质量的影响
消泡剂是抑制或消除泡沫的表面活性剂,一般具
到混凝土中后能优势互补,不仅可以改善混凝土的表面平整度和光泽度,而且能够提高混凝土的整体质量。
513
C30高平整度混凝土的较优生产条件为:粉煤
备以下条件:
①表面张力要比消泡介质低;
②与被消泡介质有一定的亲和性,分散性好;③具有良好的化学稳定性。
有效的消泡剂不仅能迅速使泡沫破灭,而且能在相当长时间内防止泡沫的再生。
在混凝土中,混凝土与模板的界面是气-液-固
灰替代水泥率30%、膨胀剂掺量8%、消泡剂掺量
011%。
收稿日期:2002-04-16通讯地址:河北省石家庄市联系电话:0311-7045314
彩色水泥瓦成套设备
●本设备采用国外先进技术。瓦规格420×330mm。瓦型为大S型,立体感强,色彩鲜艳多样。抗折荷载大于150kg,吸水率低于8%,各项指标均达到国内先进水平。生产能力分别为班产
1000片、2000片、4000瓦。
●所需厂房150m2,功率10kW,人员6人。不需土,不需烧结。生产成本按每平方米计仅为8元,售价可达20元,利润高,投资回收期不到1年。全套设备包括搅拌机、输送机、成型机、上色机,上模台等仅需10万元。
●本公司还提供国家专利产品承重砌块设备,采用振动加高压成型方式,生产抗压强度大于MU10以上的承重砌块。以煤渣、粉煤灰、煤矸石、废渣、砂等为原料,生产成本低、效益好。每块砌块成本018元左右,售价116元以上。规格390×190×190mm,孔洞率25%以上。表面可着色,做成承重装饰砌块。
无锡利德建材机械有限公司
总经理:黄志华
地址:江苏省无锡市广丰312信箱
电话:0510-[1**********]531邮编:214011
46