复掺技术在冬季施工商品混凝土中的应用研究

武骏娟

(中国水利水电第七工程局有限公司第五分局,眉山620860)

对商品混凝土进行实际使用时,除了要将粉煤灰掺入其中,同时将超过两种的掺合料予以加入,此种技术即是复掺技术。在当前时期,复掺技术得到了一定程度的应用,带来的技术效益、经济效益较为理想。将复掺技术予以应用可以使得火山灰效应有大幅提升,微粒化学反应也会增加,这样就能够起到良好的诱导作用。复掺并非只是将两种或两种以上的掺合料进行混合,更为重要的是,要确保这些掺合料具有的优势能够真正发挥出来,并形成互补关系,这样可以使得混凝土强度有一定程度的提高。应用复掺技术可以使得混凝土具有的和易性、粘聚性以及保水性切实改善,而坍落度则会降低,混凝土早强会有所提高,后期强度也能够得到保证,而且其抗渗、抗冻、耐腐蚀等方面的能力也会增强。另外,复掺技术的应用可使得混凝土生产过程中所要投入的成本控制在合理范围内,企业能够获得良好的社会、经济、环境等效益。

1 复掺技术与商品混凝土概述

目前在大多市政项目施工中,商品混凝土得到了广泛应用,中国水电七局控股的中水电成都天府新区建材有限公司与成都轨道新山建材有限公司是以供应商品混凝土为主业的,基于近年来对这两个公司销售混凝土的情况及现场浇筑经验来分析,商品混凝土的质量对整个工程质量会产生直接影响。现阶段,商品混凝土技术发展速度是较快的,一些全新的技术、新型材料出现在人们的视野中,而在对混凝土进行改性处理时,矿物掺合料则是不可或缺的。在对复掺技术予以应用时,除了要将适量的粉煤灰掺入到混凝土中,还要将经过磨细处理的矿渣粉、硅灰等加入其中,这样可以使得水化热变低,并提高混凝土的和易性、耐久性等,且可对成本予以有效控制[1]。

2 商品混凝土在施工中常见的问题

对传统混凝土进行分析可知,其早期强度并不高,在建筑施工过程中予以应用的话,出现裂缝的几率是较高的,针对工程质量会产生直接影响,施工安全也难以得到保证。在开展建筑施工时,如果混凝土性能达不到要求,项目质量就无法保证,因此要对混凝土材料展开深入的研究,采取有效措施使得材料性能进一步提升,真正满足项目施工的实际需要。从传统混凝土应用的现状来看,常见的问题是水化热,当混凝土水化热能够有一定程度降低时,温度裂缝就可得到有效控制,早期强度也会提高很多。业内很多的专家针对这个问题展开了长时间研究,针对多种材料的掺入效果予以比较,从研究的结果来看,将适量的粉煤灰掺入到混凝土中,可以使得这个目标切实达成。此种技术在当下的建筑施工中已经得到了普遍应用,效果也是较为理想的。现阶段,国内的建筑行业迅速发展,相关人员要对粉煤灰的使用展开更为深入的研究,将其具有的活性充分挖掘出来,确保混凝土性能大幅提升,使用率更为理想。在展开混凝土施工时,将增强剂加入到混凝土中,可以使其早期强度提高,而且在成型后,裂缝数量也会明显减少,此种技术即是单掺技术。在单掺技术逐渐成熟后,相关人员以此为基础提出了复掺技术,并在混凝土生产中予以应用,取得的效果是较为理想的。在过去一段时间,商品混凝土为四组分,现在转变为六组分、九组分,简单来说,除了要加入水泥、砂石、水,同时要将一定数量的粉煤灰、磨细砂、硅灰、矿物材料、外加剂等掺入其中。寻找到最为科学的搭配比例,就可使得商品混凝土具有的和易性、耐久性提高,而且抗压强度也会得到提升[2]。

3 复掺商品混凝土配合比设计思路

在对商品混凝土的配合比予以确定时,外部环境因素是一定要考虑的,在冬季进行混凝土生产时,要依据实际的问题来对配合比进行适当调整,如此方可使得商品混凝土不会出现质量问题。冬季到来后,要按照冬季施工标准来对混凝土的配合比进行设计,保证施工质量达到要求。论文针对复掺技术的应用展开分析,对粉煤灰、磨细矿渣粉的实际应用展开探究。

3.1 原材料选择

1)选用的水泥包括PI、PⅡ、Po等型号,强度等级超过42.5级。

2)选择的掺合料主要是粉煤灰、磨细矿渣粉,其中,粉煤灰选用Ⅰ级、Ⅱ级,而矿渣粉则是s75、995等。

3)在对粗细骨料进行选用时,中砂是最为适合的,卵石、碎石要保证连续粒级达到要求,对含泥量必须要予以控制。对于泵送混凝土来说,必须要保证碎石中的针片状颗粒占比在10%以内。

4)选用的外加剂应该是复合型,在抗冻、减水、塑化等方面应具有良好的性能。寒冷期使用的外加剂应该要耐低温,可将复合型、耐低温复合剂结合使用。

3.2 配合比设计参数的确定

1)将水泥凝胶的用量予以明确,相较于常温季节,冬季应该要适当加大,每平方米大概为20 kg,另外,掺合料应该减少,水泥则要增加。

2)在使用掺合料时,要控制好实际的掺量,一般来说,复掺量应在15%～25%；粉煤灰应该要超量取代,而磨细矿渣粉则应等量取代,同时要依据温度来对总量进行适当调整。当温度低至-5 ℃,掺入的Ⅱ级粉煤灰为25%,S75级矿渣粉为10%；低至-10 ℃,粉煤灰占比为20%,矿渣粉为12%；低至-15 ℃,粉煤灰为15%,矿渣粉为10%。这里需要指出的是,粉煤灰、矿渣粉的级别如果较高的话,应该先要进行试验,掺量可适当增加。

3)在确定砂率时,选用中砂的话,砂率应该控制在39%～41%；选用中粗砂的话,则应控制在40%～42%。

4)对混凝土的坍落度要予以有效控制,如果泵送高度并未超过60 m,那么C30至C45碎石混凝土的坍落度应该为150～170 mm。

5)在搅拌混凝土时,时间控制也要做到位,60 s是最为合适的,在混凝土出机时,温度应该要超过10℃。

4 实验结果分析

如果单位用水量是完全相同的,复掺混凝土的坍落度一般是较大的,导致此种情况发生的原因是掺入一定量的矿粉材料。众所周知,矿粉材料具有的性质和水泥是大致相同的,其中含有大量的玻璃体,掺入矿粉材料后,混凝土的结构粘度就会变得较低,此时,拌合物流动性明显加大。若想使得采用复掺技术的混凝土在坍落度方面不会加大,必须要对用水量予以适当减少。从单掺技术的应用来看,混凝土具有的抗压强度在7 d时达到25.3 MPa,而在28 d天时,则增加至35.5 MPa,从流动性来看,相较于复掺技术是相对较差的,1 h的坍落度为155 mm。复掺混凝土的抗压强度在7 d时为24.8 MPa,在28 d时则可达到40.2 MPa,而且具有良好的流动性,从坍落度来看,1 h内可以高达185 mm。从两种混凝土比较的结果来看,当混凝土的等级完全相同时,选择复掺技术的话,可以保证混凝土具有的流动性大幅提高,这是因为使用的两种材料在静电斥力方面是有区别的,产生的作用自然也不同。矿粉、粉煤灰等属于矿物掺合料,对高效减水剂能够起到一定的吸附作用,并且会形成双电层,与此同时,粒子间也会出现分散势力,由于混合料表面的电位是较高的,排斥力也相对较大,如此就可实现水泥的分散,当掺合料的掺加度增加时,分散性会更为显著。另外,矿粉颗粒、粉煤灰颗粒的体积均不大,颗粒表面相对光滑,掺入到混凝土后,则会填充到水泥颗粒间,这样一来就会产生粒形效应,颗粒间的摩擦就会变得较低。当矿粉、粉煤灰位于水泥颗粒间,会导致原先呈现为絮凝状态的颗粒被分散,此时,浆体含水量就会大幅增加,进而产生稀化现象。在对混凝土进行配制时,选用复掺技术的话,混凝土后期强度是较高的,出现此种情况的原因是矿粉中含有大量的玻璃体,而玻璃体的化学构成和水泥熟料是大致相同的,两者的水化后产物也十分相似,此时,两种产物呈现出的是相互穿插、搭接状态,这就使得混凝土的内部密度大幅提升,强度自然也就随之增加。当然,两者也是有一定区别的,硅酸盐和水相接触时,立刻就会发生反应,凝胶、结晶是主要的产物。矿粉则不同,其和水直接接触时不会在第一时间就出现水化反应,因为其具有的活性必须要利用物理方法、化学方法予以激发才能展现出来。正因为两种材料和水接触后产生的反应不同,所以混凝土具有的强度也存在差异[3]。

5 结 语

由上可知,在展开建筑施工时,混凝土材料是不可或缺的,而其具有的性能对施工会产生直接的影响。对于建筑施工人员来说,必须要对混凝土材料展开深入研究,将其具有的潜能充分挖掘出来,当混凝土材料的优化能够真正实现,其具有的性能相较于传统材料则会有明显的优势,建筑质量才能得到保证,而且施工所要投入的成本也能够控制。在当前时期,国内经济呈现出良好的发展趋势,这为建筑行业提供了前所未有的发展机遇,一些全新的建筑材料、建筑技术已经在工程项目中得到应用。在展开建筑施工时,混凝土材料的应用是十分普遍的,而且用量也是非常大的,若想使得混凝土施工有序展开,质量达到要求,相关人员必须要将混凝土新技术予以大力推广。国家针对混凝土新技术的研发工作起步不久,相比域外先进国家有一定的距离,研究经验较为欠缺,研究成果也不足,这就使得国内建筑施工存在较多的问题,材料使用率较低,施工质量达不到标准要求,必须要通过有效措施解决这些问题,使得建筑行业迈上健康发展之路。