粉煤灰對SCC工作性的影響于嘉天津市房屋質(zhì)量安全鑒定檢測中心天津300000摘要:本文通過坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)和J環(huán)擴(kuò)展度試驗(yàn),研究了大摻量粉煤灰自密實(shí)混凝土的工作性.試驗(yàn)結(jié)果表明,在摻聚羧酸系減水劑的分散體系中,大摻量粉煤灰在發(fā)揮物理密實(shí)作用的同時(shí),還具有輔助分散效應(yīng),摻用膠凝材料質(zhì)量40~60%粉煤灰的SCC,初始及1小時(shí)擴(kuò)展度、J環(huán)擴(kuò)展度滿足施工要求.大摻量粉煤灰可在SCC中發(fā)揮膠凝材料和細(xì)粉料雙效作用關(guān)鍵詞:自密實(shí)混凝土;大摻量粉煤灰;工作性中圖分類號:TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1前言自密實(shí)混凝土( Self-Compacting Concrete,簡稱SCC)指混凝土拌合物不需要振搗僅依靠自重即能充滿模板、包裏鋼筋,并能夠保持不離析和均勺性,達(dá)到充分密實(shí)和獲得最佳的性能,屬于高性能混凝土的一種粉煤灰是自密實(shí)混凝土較適用的活性外摻料,它具有“活性效應(yīng)”、“界面效應(yīng)”和“微集料效應(yīng)”凹,并且當(dāng)粉煤灰摻量大于膠凝材料質(zhì)量的30%以后還具有明顯的“減水效應(yīng)”。本文以坍落擴(kuò)展度及J環(huán)擴(kuò)展度為指標(biāo),對大摻量粉煤灰自密實(shí)混凝土的工作性進(jìn)行評價(jià)2試驗(yàn)21原材料膠凝材料:采用純熟料硅酸鹽水泥和Ⅰ級低鈣粉煤灰。減水劑:丙烯酸類聚羧酸鹽減水劑,使用前與羥基羧酸鹽緩凝劑進(jìn)行復(fù)配,以滿足混凝土經(jīng)時(shí)保塑要求。粗集料:表觀密度2710kg/m3。以5-10mm、10-15mm和15-20mm的石灰石碎石按質(zhì)量比50:25:25配制,緊密堆積密度為1590kgm3細(xì)集料:細(xì)度模數(shù)2.63的中砂,表觀密度2609kg/m,緊密堆積密度1653kgm3。水:自來水22試驗(yàn)方法釆用坍落擴(kuò)展度(SF)和圖1所示J型環(huán)評價(jià)自密實(shí)混凝土工作性。J型環(huán)截面為30×25mm的矩形,鋼質(zhì)環(huán)的直徑300mm,鋼筋直徑為l6mm,鋼筋間距57.4mm。J型環(huán)高度為l00mm。試驗(yàn)時(shí),將坍落度筒置于圓環(huán)中間,按照坍落度測試方法,測定混凝土穿越J型環(huán)的擴(kuò)展度(JRF)。圖1J型環(huán)實(shí)物照片試驗(yàn)時(shí),分別測試SCC初始和60分鐘的坍落擴(kuò)展度與J型環(huán)擴(kuò)展度。2.3混凝土配合比固定SCC單位用水量為170kg/m3、水膠比為0.36、粗集料緊密堆積體積為0.5m3m3粉煤灰用量分別為膠凝材料質(zhì)量的40%、50%、60%,減水劑摻量為膠凝材料質(zhì)量的0.3%。3試驗(yàn)結(jié)果分析與討論3.1大摻量粉煤灰對SCC工作性的影響當(dāng)粉煤灰摻量不同時(shí),自密實(shí)混凝土的坍落擴(kuò)展度以及用J環(huán)所測擴(kuò)展度見圖2、圖3。坍落擴(kuò)展度260粉煤灰摻量圖2初始狀態(tài)下擴(kuò)展度222102020300粉煤灰摻量g圖360分時(shí)擴(kuò)展度由圖2及圖3可以看岀當(dāng)粉煤灰摻量增加時(shí),其坍落擴(kuò)展度増加,J環(huán)所測擴(kuò)展度増加,所以可以得出自密實(shí)混凝土的工作性提高,即其流動(dòng)性能加強(qiáng)。其主要原因?yàn)榉勖夯揖哂行螒B(tài)效應(yīng)。因?yàn)榉勖夯业男螒B(tài)效應(yīng)中,最主要的是粉煤灰玻璃微珠顆粒所特有的物理形狀。在水泥-粉煤灰-水系統(tǒng)中,球形的粉煤灰顆粒分布于水泥絮凝結(jié)構(gòu)中,起到滾珠作用,使水泥顆粒的絮凝結(jié)枃解絮和顆粒擴(kuò)散,同時(shí)可以降低混凝土內(nèi)部的粘度和顆粒之間的摩擦力3.2大摻量粉煤灰輔助減水效應(yīng)的作用機(jī)理根據(jù)本文的研究結(jié)果,當(dāng)聚羧酸減水劑摻量一定時(shí),摻用粉煤灰可以明顯改善SCC的初始擴(kuò)展度,且60min擴(kuò)展度有所提高。通常情況下,粉煤灰中含有少量類似于活性炭的未燃組分,對減水劑具有較強(qiáng)的吸附力,當(dāng)粉煤灰的“減水”作用大于炭吸附的負(fù)作用時(shí),漿體的流動(dòng)度提高;當(dāng)粉煤灰的“減水”作用不足以抵消炭吸附減水劑造成的流動(dòng)度損失時(shí),漿體的流動(dòng)度降低。在粉煤灰摻量小于膠凝材料質(zhì)量的30%時(shí),炭吸附起主導(dǎo)作用:粉煤灰摻量大于30%時(shí),則“減水”作用處于主導(dǎo)地位。本文采用的粉煤灰摻量為40~60%,粉煤灰在膠凝材料中的輔助減水效應(yīng)得到充分發(fā)揮聚羧酸系減水劑主要通過空間位阻效應(yīng)對水泥起分散作用,其靜電作用較弱3s。在大摻量粉煤灰的SC℃中,粉煤灰的負(fù)電特性補(bǔ)償了聚羧酸系減水劑的靜電斥力的不足,粉煤灰細(xì)顆粒吸附于帶相反電荷的水泥顆粒表面,有效阻止了絮凝現(xiàn)象的發(fā)生,水泥顆粒被充分分散,從而使SCC自密實(shí)性能提高。粉煤灰中的球形光滑表面也可減少顆粒間的摩擦,有助于提高漿體的流動(dòng)性能。同時(shí),粉煤灰取代水泥,相應(yīng)地減少了漿體中的C3A含量,使水泥水化速度減慢,有利于提高自密實(shí)混凝土工作性經(jīng)時(shí)保持能力。因此,摻用聚羧酸系減水劑的大摻量粉煤灰自密實(shí)混凝土,由于空間位阻和靜電作用雙重分散機(jī)制的存在,表現(xiàn)出優(yōu)良的擴(kuò)展性能4結(jié)論根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析與討論,得出如下結(jié)論:(1)大摻量粉煤灰具有輔助減水作用。當(dāng)減水劑用量一定時(shí),隨著粉煤灰用量增加大摻量粉煤灰自密實(shí)混凝土的坍落擴(kuò)展度、J環(huán)擴(kuò)展度及其經(jīng)時(shí)保持能力都有所提髙。(2)以大摻量粉煤灰作為自密實(shí)混凝土的膠凝材料和填充材料,不僅改善了自密實(shí)混凝土的工作性,而且提髙了自密實(shí)混凝土的綠色度,從而實(shí)現(xiàn)高性能環(huán)境友好的新型混凝土材料。參考文獻(xiàn)[]蔣亞清混凝土外加劑應(yīng)用基礎(chǔ)[M北京:化學(xué)工業(yè)出版社.20059[2JAitcin, P C. "The Art and Science of Durable High-Performance Concrete. "Proceedings of the Nelu SpiratosSymposium. Committee for the Organization of CANMET/ACI Conferences, 2003: 69-88[3] Kazuo Yamada, Shoichi Ogawa, Shunsuke Hanehara. Controlling of the adsorption and dispersing force ofpolycarboxylate type superplasticizer by sulfate ion concentration in aqueous phase []. Cement and ConcreteResearch,2001(31):375-383[4]李政,張德思粉煤灰對自密實(shí)混凝士流變性能的影響粉煤灰綜合利用,2005(5):3-5[5]王棟民自密實(shí)混凝土(SCC)從科研向應(yīng)用的轉(zhuǎn)化一《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS203:2006介紹[商品混凝土,2007(1)48-51