泵送轻骨料混凝土的研究

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摘要：针对配制轻骨料混凝土难以满足泵送施工要求的问题，采用了台理的混凝土配合比设计， 掺用粉煤灰、磷渣、轻骨料混凝土专用外加剂，从而实现了使用大吸水率陶粒配制轻骨料混凝土达到泵送的要求。关键词：轻骨料；陶粒轻骨料混凝土；泵送　　轻骨料混凝土(LWC)是用多孔轻质骨料配制的一种轻质混凝土，容重低于1 950 kg／m3 ，比普通混凝土轻20% 以上。将LWC用于结构，对降低结构荷载具有积极意义；此外，LWC还具有保温、抗震、耐火性能好、无碱骨料反应等一系列优点，因而有着广阔的应用前景。　　泵送混凝土具有技术先进、工效高、节约劳动力等优点，正愈来愈广泛地应用于高层建筑及大体积混凝土工程中。目前，解决高吸水率普通轻骨料的堵泵、施工难度大的问题，已经成为提高我国轻骨料应用技术，扩大轻骨料应用范围的关键。本研究选用吸水率为13.5% 的陶粒配制LWC，达到了泵送施工的要求。1原材料及实验方法
1.1 原材料　　　　　　轻骨料一800级陶粒，具体性能见表1和表2；水泥一42.5普通硅酸盐水泥，R28=56.2 MPa；砂一河砂，细度模数1.3及人工砂，细度模数3.1，二者混合级配；磷渣粉一主要物理性能为：密度2.93 g／cm3 ，比表面积3 370 cm3 ／g，需水比98% ，活性指数7 d=45%、28 d=84% ；外加剂一专用外加剂，减水率16% 。1.2 试验方法　　试验按照《轻集料及其试验方法(GB／T 1731.1-2一1998)》和《轻集料混凝土技术规程(JGJ 51—90)》，混凝土力学性能试验按GBJ 81—85进行。2 LWC试验研究　　针对LWC的特性，尤其是针对多数陶粒吸水率过大使泵送的难度更大的特点，我们着重对陶粒进行预吸水处理，并掺用掺合料以改善LWC的流动性，从而研制出了专用的轻骨料混凝土外加剂，提高了LWC的黏性。我们在室内模拟泵送条件，评价LWC的可泵性，分别测试了LWC拌合物出机后90 min的保塑性(坍落度、扩展度、倒置坍落度桶混凝土流出时间)及分层度，在5 MPa压力条件下反复作用3次后，测试混凝土拌合物的流动性。经过了200多次配合比试验后，确定采用如下配合比，见表3。　　　　在轻骨料混凝土拌制过程中，还采取了以下措施以保证达到泵送的要求：　　①所采用的原材料，除常规组成材料外，还采用粉煤灰、磷渣、LWC专用外加剂等(外加剂采用后加法)；　　②搅拌前对轻骨料进行预吸水处理。3 模拟泵送混凝土性能指标测试　　LWC出机、模拟泵送前后测得的性能指标见表4。　　　　分层度试验采用白加工的一个圆柱形钢模，直径15 cm，高度45 cm(分上、中、下3段，高度均为15 cm)，拌合物装入后，经振动台振动，分别测试最上层和最下层的混凝土拌合物中的轻骨料含量，其相对差值即是分层度。差值越大，表明轻骨料越容易漂浮；相反，差值越小，混凝土拌合物的均匀性越好。　　由表4可见，混凝土的分层度为3.5% 。由于掺用了专用的轻骨料混凝土外加剂及复合加入磷渣和粉煤灰，LWC黏聚性好，抗离析能力强，混凝土拌和物的保水性与均匀性良好。混凝士拌合物初始坍落度25 cm，扩展度达50 cm，倒置坍落度桶混凝土流出时间为5 s，和易性好，拌合物通过窄孔连续、快速，流动性好。且经过90 min的运输后，坍落度为22 cm，扩展度仍有38 cm，拌合物的保塑性仍较好。出厂前，测试了模拟泵送压力条件下混凝土拌合物性能变化，在5 MPa压力下反复3次后测得混凝土的坍落度为15 cm，扩展度为32 cm，仍有较好的和易性。在压力条件下轻骨料有从拌合物中吸取自由水的情况，这导致混凝土拌合物流动性降低。但泵送的情况比模拟条件下更好些，LWC在12 MPa泵送压力下泵送30 m垂直高度后，测得混凝土坍落度为21.5 cm，扩展度为35 cm，流动性降低很少，这是因为模拟条件的加压和卸压速度和混凝土泵的实际速度不一致造成的差异。出泵后测得的混凝土湿容重为1 940 kg／m3，比入泵送前增加了3.2% 。这是由于在泵送压力下，空气被压入了混凝土中的轻骨料内，使混凝土的含气量降低，混凝土的密实度提高了，相应地混凝土28 d抗压强度也较入泵前增加了14% 。实际抽样测得无论混凝土出机、入泵前和泵出后，28 d混凝土抗压强度均大于30 MPa。4 结 论　　①　针对陶粒吸水率过大的特性，搅拌前需要对轻骨料进行适当的预吸水处理，采用合理的混凝土配合比设计，掺用粉煤灰、磷渣，并掺加LWC专用外加剂及采用后加法搅拌，可以提高LWC拌合物的和易性、保塑性和抗离析能力。这是LWC具有可泵送性的重要技术措施。
　　②　LWC经泵送后，密度会稍增加，28 d抗压强度也会适当提高。

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