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搅拌站对泵送型外加剂的进场检验方法有哪些?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-05-03

近年来,随着国内建筑市场的迅速发展,混凝土及混凝土外加剂的生产与应用技术也得到了快速提高,使得泵送混凝土已经成为用量最大的混凝土品种之一。商品混凝土搅拌站已经遍布全国各地,各种大型的铁路、公路和水电工程等也都开始采用搅拌站集中搅拌的方式生产混凝土。

众所周知,泵送混凝土的生产离不开泵送型外加剂(包括泵送剂和泵送防冻剂),而外加剂与水泥、粉煤灰和矿渣粉等胶凝材料之间存在适应性问题。最常见的不适应表现在对混凝土工作性的影响上,如达不到应有的减水率,使混凝土的坍落度不够;超过应有的减水率或保水性不佳,使混凝土离析泌水、混凝土坍落度保留性能达不到要求等。影响外加剂与胶凝材料之间适应性的因素很多,仅就水泥而言,就有新鲜程度、矿物组成、碱含量、石膏、掺合料、生产工艺、外加剂的品种及掺量等。因此,搅拌站需要经常检测泵送型外加剂与胶凝材料之间的适应性,对这类外加剂的进场检验也主要是适应性检验。

一、搅拌站对泵送型外加剂的进场检验方法

(一)液体外加剂的比重检测

大多数的搅拌站都将液体外加剂的比重检测作为进场检验项目之一,它可以大致反映外加剂的固体含量的变化。由于比重计(波美度仪) 质量变化较大,每次测量时应使用同一支比重计。此方法需要与其他方法结合使用。

(二)液体外加剂的含固量检测

有条件的搅拌站有时会检测液体外加剂的含固量。此方法需要与其他方法配合使用,因为这种方法测定的是固体含量,并不能测出固体的成分。另外,要精确测定含固量约需要8h左右的时间,这对于进场检验来讲是难以接受的。

(三)水泥净浆流动度检测

水泥净浆流动度试验由于具有省时、省料和简捷的特点而被大多数的搅拌站用于外加剂的进场检验。但是,由于新拌水泥浆与新拌混凝土的明显差异(如水胶比、固相颗粒组成及其分布、流动变形时的内磨擦机制及流变性能等)以及试验方法对这两种材料的一些影响因素的敏感性差异,致使两者的试验规律经常不一致。例如,搅拌站经常被迫使用热的水泥(温度有时可达70℃ 甚至更高),用水泥净浆试验时,达到正常的流动性要求的减水类外加剂的掺量,可高达混凝土试验时的2倍左右。水泥净浆试验结果有时难以指导混凝土的试配和生产,甚至造成误导。因此,采用水泥净浆扩展度试验作为进场检验方法时,必须确保水泥性能稳定。

(四)混凝土坍落度检测

传统的混凝土坍落度试验方法因具有简单易行等优点而被广泛采用,但其缺点也很明显,如试验受人为因素的影响较大等。这些缺点对于采用混凝土坍落度试验检测外加剂与水泥的相容性的混凝土外加剂生产厂家和搅拌站来讲,其影响有时会相当严重。例如,搅拌站需要经常选择水泥和外加剂,尤其是在冬季施工前后;而外加剂生产厂家必须根据搅拌站的水泥和混合材品种的变化随时调整外加剂的组成,以获得良好的适应性。此外,搅拌站在更换水泥时,从水泥供应商处得到的水泥样品往往数量有限,而外加剂厂家又是从搅拌站获得样品,其数量更少。更为困难的是,有时搅拌站要求外加剂厂家在一天甚至半天的时间内提供与新换的水泥相容性良好的外加剂样品。因此,在施工过程中,如果外加剂厂家不能及时地提供相容性良好的产品,或搅拌站不能用有限的水泥样品及时完成试配试验,都可能导致严重的后果。

以上分析表明,混凝土搅拌站需要一种更为省时、省料、快速有效的试验方法用于外加剂的进场检验。以下介绍的砂浆坍落扩展度试验方法应该是合适的外加剂进场检验方法之一。

二、砂浆坍落扩展度试验方法

砂浆坍落扩展度试验以砂浆为研究对象。砂浆配合比是对应的混凝土配合比中减去粗集料后的配合比。例如,某混凝土的配合比为:水∶水泥∶细集料∶粗集料∶粉煤灰=A∶B∶C∶D∶E,则对应的砂浆的配合比为:水∶水泥∶细集料∶粉煤灰=A∶B∶C∶E。

(一)砂浆坍落扩展度试验方法的依据

水泥浆体是影响新拌混凝土性能的主要因素,但由于混凝土中的粗细集料的参与,新拌水泥浆的流变性能并不能等同于新拌混凝土的流变性能。这主要是因为水水泥悬浮体系与水水泥集料悬浮体系中的颗粒粒径差别过大。前者属于微米级,后者属于毫米级和厘米级,这种尺度差别使得不同体系在黏性流动中,颗粒之间的磨擦机制及其相对大小存在着显著不同。因此,作为粗悬浮体系的新拌混凝土,常常被研究者分为3个层次来研究,分别是以水为分散相的水泥浆体系,以水泥浆为分散相的砂浆体系和以砂浆为分散相的混凝土。

水泥粉体与水拌合后,由于浆体中水泥颗粒的高比表面能和水化活性而形成颗粒凝聚结构,凝聚结构中颗粒之间的结合强度取决于颗粒的大小、表面反应活性的高低、颗粒间的间距等因素,存在着从较弱的物理吸附到较强的化学键合的不同状态,结合强度存在着一个分布,水泥浆体的这种结构特性已被许多流变学试验研究证实。减水剂对新拌水泥浆体中颗粒的分散效应(即对颗粒的分散程度)取决于减水剂的性能和掺量。对于不同性能的减水剂来讲,由于使浆体中颗粒达到全分散状态所需的量不同,因而在相同掺量下的浆体结构的分散状态也就不同。此外,如果减水剂分子结构性能不同,即使在相同的颗粒分散状态下,新拌水泥浆的流变性能也不一定相同,因而在集料组成相同的情况下,新拌混凝土的工作性也不一定相同。在一些评价不同减水剂的减水率大小的标准试验中,砂浆试验以达到基准流动度(扩展度)140mm为准,混凝土试验以达到基准坍落度8cm为准。这种人为的评价基准并不科学,因为新拌水泥浆体与混凝土是在不同的、不清楚的分散状态下进行的性能比较。评价混凝土减水剂的减水率或对水泥的适应性,应该在相同的浆体分散状态下进行,而这个可以实现并能有效控制的分散状态应该是浆体中颗粒的全分散状态。

(二)砂浆坍落扩展度试验的仪器与试验方法

(1)试验仪器

①胶砂搅拌机1台;

②跳桌试验用截锥圆模1个,其上口60mm,下口100mm,高70mm;

③规格为400mm×400mm、厚5mm的平板玻璃1块;

④坍落度试验仪器1套。

(2)试验方法

每盘砂浆用胶凝材料为500g。按设计配合比配料,将胶凝材料和砂子装入胶砂搅拌机的搅拌锅(若是粉体外加剂此时加入)。采用自动控制搅拌程序,开机干拌30s后,以同掺法加入泵送剂水溶液。将玻璃板和试验圆模用湿毛巾润湿,把试模置于放置水平的玻璃板中央。搅拌完毕,快速用砂浆盛满试模,慢慢地垂直提起试模,待砂浆流动停止后测量其两个垂直方向上的直径,取其平均值为砂浆坍落扩展度(精确至5mm)。同时,观察砂浆的离析泌水状态(也可观察到表面气泡状态),然后将砂浆全部收回,盛入适当容器(如小塑料桶),并盖上盖,以防止水分蒸发。静置1h观察泌水情况,然后人工搅拌均匀,测其1h时的坍落扩展度。再次将砂浆全部收入容器静置0.5h后观察1.5h时的泌水情况,并测量其坍落扩展度。

(三)砂浆与混凝土工作性的相关性

①砂浆与混凝土稳定性的相关性

砂浆与混凝土的稳定性对比见表1。表1中的观察结果对比清楚地显示,若砂浆出现严重的离析泌水时,则混凝土也出现严重的离析泌水;若砂浆只有很轻微的离析泌水或无离析泌水,则混凝土基本上没有离析泌水。可见,砂浆的稳定性能够反映混凝土的稳定性。

表1 砂浆与混凝土的稳定性对

 ②砂浆与混凝土流动性的相关性

搅拌之后1.5h时的混凝土与砂浆坍落扩展度的相关性如图1所示。图1的试验结果表明,在正常的泵送混凝土工作性范围内,混凝土与砂浆坍落扩展度的线性相关性良好,相关系数为0.8176。可见,砂浆的流动性可以很好地反映混凝土的流动性。

(四)砂浆与混凝土流动性保持能力的相关性

考虑到各个等级混凝土初始工作性的不同,从工作性随时间变化的角度,对砂浆与混凝土坍落扩展度损失的相关性进行了考察,图2反映了它们之间的相关关系。从回归方程可清楚地看到,混凝土坍落扩展度经时损失率与砂浆坍落扩展度经时损失率之间具有很显著的线性关系,相关系数为0.97。可见,砂浆坍落扩展度经时损失率可以很好地反映混凝土的坍落扩展度和经时损失率。

 

(五)砂浆坍落扩展度试验的主要特点

①能明确区分减水剂作用下砂浆悬浮体系中颗粒的极限分散物理状态,即全分散状态。

②可以评价减水剂对混凝土稳定性的影响。

③能获得与混凝土相近的减水剂饱和掺量。

④对相同砂浆组成的泵送混凝土,砂浆工作性参数(坍落扩展度及其经时损失率、泌水性)能够很好地反映相应的混凝土工作性参数。

所属类别: 常见问题解答

该资讯的关键词为:泵送剂,搅拌站