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混凝土、砂浆降低粘度机理

   编辑:文武  邮箱:info@mortar.cn
2019-11-28 20:45:54 保护色:默认白 牵牛紫 苹果绿 沙漠黄 玫瑰红 字体:小字 中字 大字 点击数:0

摘要:一、引言

一、引言

随着土木工程规模不断扩大,科技水平不断提高,一些高层大跨、有特殊功能要求的重要建筑的不断出现,如摩天大楼、超大跨桥梁及巨型水利枢纽工程的建设等,要求混凝土必须具有更高的强度、更好的耐久性、更优的稳定性,这些需求促成了混凝土从普通到高性能乃至超高性能方向逐步发展。混凝土强度的提高主要通过降低水胶比来实现,这也导致了混凝土粘度较大,引发混凝土搅拌、运输、泵送等一系列的施工问题,很大程度上限制了高强与超高强混凝土的推广与应用。

如何降低混凝土粘度成为高强与超高强混凝土发展的关键问题。从高强与超高强混凝土的组成以及制备方法来看,目前可采用的降粘方法主要是从有机外加剂和掺合料两方面开展。添加的有机外加剂主要是引气剂,引气剂的掺入使混凝土拌合物内形成大量微小的封闭球状气泡,这些微气泡如同滚珠一样,减少骨料颗粒间的摩擦阻力,从而降低粘度,但是引气剂降粘作用有限,引入的气泡对高强混凝土的强度产生不利影响,关于减水剂对混凝土粘度作用机理尚不清晰,有机降粘剂的研发仍无突破性进展,目前还未出现混凝土有机降粘剂的相关专利;而掺合料方面同样没有出现关于混凝土降粘剂的专利或是文章,目前主要是通过掺入大量粉煤灰改善混凝土工作性能,众所周知掺入粉煤灰可以降低混凝土粘度,但是对于高层、高强或超高强混凝土其降粘效果十分有限。

二、机理概述

混凝土粘度与混凝土中颗粒之间的水膜层厚度有密切的关系,颗粒表面水膜层厚度越大,混凝土粘度越低;高强或超高强混凝土有着较低的水胶比,这就导致了颗粒表面水膜层厚度小,颗粒间相互作用力大,混凝土粘度高,同时混凝土粘度也与其堆积密度和颗粒的总比表面积有关。

依据混凝土的堆积原理和“滚珠润滑”效应原理,我寻找了一种全球状超细粉煤灰-同成微珠,它的中位粒径D50<2微米,是一级粉煤灰的五分之一、形状为完美的球状,没有海绵状物质。

同成微珠主要通过以下两方面作用降低混凝土粘度:

1、同成微珠颗粒全为正球状,这就为混凝土带来极好的“滚珠润滑”效应,同时微珠的颗粒极细,与减水剂吸附产生叠加效果,吸附在水泥等颗粒表面,减小颗粒之间的相互作用力,释放自由水,增大水膜层厚度;

2、同成微珠颗粒的粒径分布均匀,主要粒径在0.1μm—5μm之间,平均粒径只有2μm,这种连续的微米级材料,能够很好的填充在混凝土颗粒之间,增加堆积密度,释放自由水,进一步降低粘度,增大混凝土密实度;

经过试验对比发现添加同成微珠的混凝土、水泥浆有如下改善:

(1)剪切应力显著降低,掺量8%—15%时,混凝土塑性粘度降低30%—60%,相同塌落度或扩展度条件下,添加微珠的混凝土塑性粘度和倒筒时间明显降低。

(2)降低混凝土或砂浆的用水量,减水率达15%,并且与化学减水剂有完美的叠加作用。

(3)泵送得到润滑改善作用,显著降低混凝土泵的泵送压力。

(4)提高混凝土密实度、改善混凝土中水泥浆与粗骨料之间的界面,减少有害毛细孔,提高混凝土强度。微珠掺量在5%—15%时其活性为:28天活性系数达105%-110%,56天可达到115%-120%。 

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来源:中国混凝土外加剂网
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