高性能混凝土作為綠色建筑材料在基礎(chǔ)建設(shè)中推廣應(yīng)用,對(duì)提高工程質(zhì)量、降低綜合成本、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有重要意義。高性能混凝土是滿足建設(shè)工程特定要求,采用優(yōu)質(zhì)常規(guī)原材料和優(yōu)化配合比設(shè)計(jì),通過綠色生產(chǎn)方式以及嚴(yán)格的施工措施制成的,具有優(yōu)異的工作性能、力學(xué)性能和耐久性能的混凝土。
預(yù)拌高性能混凝土存在技術(shù)問題:
1.坍落度經(jīng)時(shí)損失問題
實(shí)踐中,往往由于對(duì)坍落度損失考慮不周,造成現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí),泵送或密實(shí)成型困難,從而影響施工效率和混凝土質(zhì)量。預(yù)拌混凝土與現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土相比,攪拌與澆筑之間的時(shí)間差大大延長,預(yù)拌混凝土的供應(yīng)半徑一般在10~20 km內(nèi),運(yùn)輸加上等待時(shí)間,預(yù)拌混凝土的攪拌與運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)開始澆筑之間的時(shí)間差可達(dá)1 h以上。因此,預(yù)拌混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)損失一般較大,特別是在配制較高強(qiáng)度或大流動(dòng)性混凝土?xí)r,由于摻入高效減水劑,坍落度損失更為嚴(yán)重。
預(yù)拌混凝土采用泵送施工時(shí),由于坍落度越小,要求的泵壓越高,因此常用坍落度來判定混凝土的可泵性。當(dāng)坍落度過小時(shí),管道的摩擦力很大,提高泵壓雖可以實(shí)現(xiàn)泵送,但在高壓下,泵送機(jī)件磨損加劇,混凝土容易脫水,最終導(dǎo)致管道堵塞;當(dāng)坍落度過大時(shí),雖然泵壓降低,但混凝土拌合物粘聚性差,離析現(xiàn)象明顯,也會(huì)造成管道堵塞。一般說來,混凝土坍落度控制在160~180mm的范圍內(nèi)時(shí),輸送管道壁內(nèi)會(huì)形成低粘度的薄漿層,有利于減小混凝土拌合物泵送阻力。對(duì)于高性能混凝土僅用坍落度來判定其可泵性是不全面的,還必須綜合考慮粘聚性指標(biāo)。
對(duì)于預(yù)拌高性能混凝土,在其凝結(jié)硬化過程中的物理和化學(xué)作用下,混凝土拌合物坍落度損失較快,在夏季施工或長距離運(yùn)輸后,現(xiàn)場(chǎng)泵送困難。因此,需要研究坍落度損失的機(jī)理及控制坍落度損失的對(duì)策。
2.泵送性能評(píng)價(jià)指標(biāo)尚未確定
泵送性能是預(yù)拌混凝土工作性能的重要方面,拌合站配制的預(yù)拌混凝土除應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)功能要求的力學(xué)性能和耐久性能外,還應(yīng)滿足混凝土拌合物在運(yùn)輸過程中坍落度經(jīng)時(shí)損失小及施工時(shí)具有良好的可泵性等要求。理論分析與實(shí)踐都表明,在混凝土泵送時(shí), 混凝土拌合物在輸送管道中會(huì)形成一個(gè)整體的“栓塞”運(yùn)動(dòng),在管壁與“栓塞”邊緣之間存在一層粘度較低的薄漿層,在管壁上還有一層極薄的水膜,對(duì)混凝土在管道中的輸送起著潤滑作用。因此,要使混凝土拌合物具有良好的可泵性,應(yīng)滿足的要求是:(1)混凝土拌合物在管道中輸送時(shí)能形成起潤滑作用的薄漿層,減少混凝土在輸送過程中的阻力;(2)混凝土拌合物應(yīng)具有足夠的保水性和粘聚性,以確保混凝土在泵送過程中不泌水、不離析,能在管道中連續(xù)穩(wěn)定地輸送。
3.預(yù)拌高性能混凝土早期開裂問題突出
預(yù)拌混凝土為了滿足泵送的需要和強(qiáng)度指標(biāo),水泥用量較大、砂率大、粗骨料粒徑小等帶來的塑性坍陷大,澆筑后的混凝土早期容易產(chǎn)生裂紋;泵送混凝土的坍落度大(一般都在200mm以上),對(duì)于許多高層建筑,混凝土的坍落度有的超過220mm。施工中發(fā)現(xiàn),坍落度和流動(dòng)性大的混凝土要比坍落度和流動(dòng)性小的混凝土早期更容易出現(xiàn)裂縫。
在水膠比一定的條件下,大坍落度要求較多的單位用水量,而多的單位用水量導(dǎo)致水泥用量增大,水泥是混凝土中膠凝材料的主要組成部分,它在混凝土凝結(jié)硬化過程中,會(huì)產(chǎn)生化學(xué)收縮(即混凝土的自收縮),水泥用量越大收縮越大。對(duì)于高性能混凝土,當(dāng)水膠比小于0.35時(shí),拌合物內(nèi)相對(duì)濕度很快降到80%以下,自收縮引起混凝土的體積減少在8%左右,成為高性能混凝土開裂的重要原因。另外,由于采用較多的單位用水量,在混凝土硬化后期,隨著內(nèi)部水份的蒸發(fā),混凝土產(chǎn)生干燥收縮導(dǎo)致表面開裂。
此外,預(yù)拌混凝土為滿足運(yùn)輸、泵送的要求,砂率較大(一般在40%以上),粗骨料粒徑變小(一般為5~25mm)。