1.2过分期待符合标准要求的水泥产品对混凝土性能的影响,商品混凝土在使用过程中存在各种各样的问题

作者:新闻资讯    发布时间:2020-04-25 05:13     浏览次数 :

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摘要: 应用高性能混凝土是发展方向,目前砼早期开裂、耐久性变差的问题突岀而普遍存在。因此,采取得力措施推广高性能砼及高性能水泥显得非常迫切与重要。为推进高性能硅酸盐水泥开发应用,水泥企业如何主动应对? 推广高性能砼可否理解成推广高强砼及高标号水泥? 如何提高高标号水泥适应性与竞争力?如何满足工程用户个化性、差异化要求?长期以来, 通用水泥产品结构调整过多期待或片面强调提高42.5及以上水泥比例,甚至将其作为唯一指标,其指导思想是否需要反思、完善乃至修正?如何科学表达或准确描述通用水泥产品结构调整方向与目标?结合目前正在编制“十三五”水泥工业发展规划与结构调整方案,作者提出了一些思考与建议,与业内人士交流探讨,以进一步厘清通用水泥产品开发方向与指导思想,促进水泥工业持续健康发展。 1 目前对水泥及砼质量的认识误区 1.1认为早强及28天强度越高水泥质量越好 水泥胶砂强度高是水泥实物质量一方面的体现,却不是混凝土质量的唯一保证。部分施工单位与人士误认为:水泥的早期及28天强度越高,混凝土强度增进越快,其质量越有保证;水泥早强越高,施工周期可以加快与节约成本。水泥企业受片面导向及传统认识的影响,或为了迎合施工单位的不合理需求,对水泥胶砂强度的追求已远超出标准要求,早强与高强被视为优质水泥的唯一要求。正是这种对优质水泥的片面认识严重误导着水泥企业,给水泥生产与砼工程带来了一系列的严重问题,熟料中C3S 、C3A过高,水泥细度更细,不仅增加了能耗及排放。导致更突岀的问题是:高强早强水泥是造成混凝土温升大、结构应力增大、早期开裂增多与耐久性变差的主要原因。 1.2过分期待符合标准要求的水泥产品对混凝土性能的影响 由于历史与体制的原因,水泥和混凝土分属两个行业,导致生产者和使用者缺乏充分沟通、了解,以至于互相误导甚至排斥。突出表现在:过分期待水泥能满足工程的全部要求或主导混凝土的功能,混凝土一旦出现质量问题,便主观或潜意识地推断是水泥质量问题引起的,较少全面系统查找影响混凝土质量的其它原因。 首先,水泥生产和应用双方要多了解对方的相关知识。水泥是半成品,混凝土及其制品是成品,相关水泥标准所列技术指标只是其基本要求与保证,而不是对优质水泥的要求标准。对水泥生产者的要求是,水泥品质的优劣应从其配制现代混凝土的性能要求来衡量。对混凝土制造商的要求是,应提高其技术和管理水平,优化砼配比及原料,强化施工过程控制等。生产方应考虑混凝土综合性能的要求提供合适及差异化的产品,使用方应根据混凝土工程的特点、环境及施工条件,考虑到不同种类和品种的水泥具有不同的性能和用途,选择满足要求的相应产品。不少人士错误地理解为:高性能水泥就是高标号水泥,继而错误地认为推广高性能砼就是推广高标号水泥与高强砼。 2高性能混凝土的定义与影响砼耐久性的主要因素 2.1高性能混凝土的科学定义 能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的砼,能最大限度地延长混凝土结构的使用年限。有以下特点:1)高性能砼具有一定的强度和高抗渗能力,但不一定具有高强度,中、低强度亦可。2)具有良好的工作性,砼拌和物应具有较高的流动性,成型过程中不分层、不离析;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。3)高性能砼的使用寿命长,对于一些工程,控制结构设计的不是砼的强度,而是耐久性。砼结构能安全可靠地工作50~100年以上,是高性能砼应用的主要目的。4)具有较高的体积稳定性,即砼硬化早期具有较低的水化热,硬化后期具有较小的收缩变形。 2.2影响混凝土耐久性的主要因素与措施 影响混凝土质量及耐久性的因素很多,首先,从混凝土的制造来分析,主要包括配合比设计、原材料质量、施工工艺及环境条件、制作过程控制条件和后期使用维护管理等。其次,体制的原因,如短期行为严重及规划设计要求低,建筑物的使用与未到使用寿命的拆建, 偷工减料及盲目降低成本,加上监管和信用缺失等方面问题。建设工程各个环节均有相应验收程序、验收标准与规范, 将国内建筑质量及耐久性问题简单地归咎于水泥质量及32.5水泥是极不客观的,纯属主观臆断。JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》强调应满足耐久性要求是本次修订內容的重点之一。 现代混凝土科技与大量而普遍的工程均表明:32.5级水泥完全可配制高性能砼,目前提高砼耐久性及长期性能的主要途径有:最大限度地降低其水胶比,使用有机外加剂和矿物掺合料,提高砼的长龄期强度及致密性;改善水泥水化产物的组成;其中,通过减少水灰比的方法更为科学和经济。 因此,在实际应用中,配制高强度等级的砼应选用强度等级高的水泥,配制低强度等级砼,则应选用强度等级低的水泥。选择保水性较好的水泥,配制砼时有利于减少内部的泌水腔和表面的泌水层,改善混凝土的界面结构与表面硬度,可提高砼的匀质性、强度及耐久性能。目前用户重点关注是水泥的匀质性、适应性与施工性能,近二十年水泥混凝土技术进步的重要体现之一是高性能外加剂的应用。 3目前国内外混凝土面临的突岀问题 我国著名混凝土学者—清华大学廉慧珍教授最近向业界推荐了《我们是否误入了歧途—混凝土开裂观察与思考》(美国学者R.W.burrows在ASTM CO的报告摘要,刊发在《水泥标准化技术通讯》2014.1期),其核心观点与论述摘要如下:“混凝土开裂情况比50年前更加严重。其原因有二种,一是使用的水泥过量,二是波特兰水泥变得更易开裂。过分强调高强早强与低渗透性的重要性而导致现代砼容易开裂,这根本不是进步。当砼最低强度由21MPa提高到28MPa,桥面开裂概率从11%增加到29%~52%。”该报告很有针对性,对目前我国水泥工业如何提升产品技术指标与性能, 如何优化并厘清通用硅酸盐水泥开发方向等方面,满足高性能砼的要求,具有重要参考价值,更具现实意义。目前国内混凝土早期开裂、强度倒缩等导致砼耐久性差的问题非常普遍,造成了巨大的经济及投资损失。其主要原因恰恰是更多地与使用普通水泥等早强高强水泥有关,也是导致砼工程质量问题、纠纷越来越多越严重的主要因素。

二、几点建议:

选用集料的主导思想是:集料是砼的主要组成材料之一,在砼中约占3/4。正确选择集料的品种是配制高性能砼的基础。集料在传统砼中主要起骨架作用并减少由于胶凝材料在凝结硬化过程中干缩湿胀所引起的体积变化,同时还作为胶凝材料的廉价填充料。

高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造,包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基,硅粉混合水泥。高性能混凝土有广泛的应用性,具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能,早期强度高,韧性高和体积稳定性好,在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。推广高性能混凝土在桥梁中的应用,延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。人们所关注的是高性能混凝土,而不仅仅是高强度混凝土。耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。当前国内应用较好的如上海东海大桥用的混凝土,设计寿命100年,使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料化腐朽为神奇,成为特殊的掺和材料,使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀等特性,又易于施工,直接节约材料成本2000万元。不仅效果稳定,还能提前感知混凝土的过度疲劳。高性能混凝土在桥梁工程中应用的优点是:a.跨径更长;b.主梁间距更大;c.构件更薄;d.耐久性增强;e.力学性能加强。

引入大分子量聚醚,调整减水剂分子侧链结构,从而提高水泥水化速率,促进早期强度发展;12h抗压强度比可达到330%,28d抗压强度比达到155%,蒸养强度比同类产品高10%以上。

一、当前,商品混凝土在使用过程中存在各种各样的问题,大体上来讲,可分为管理因素、搅拌站自身因素、施工过程中管理不完善等因素:

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1.4.2抗折弹性模量高性能路面混凝土的抗折弹性模量E,经实测,1级为4.305104Mpa,2级为4.845104Mpa,3级为4.605104Mpa。强度3级的高性能路面混凝土的配合比中,骨料用量较少,粗骨料最大粒径较小。

2、早期强度高,后期强度好

②没有按照规范要求对变化后的混凝土原材料进行检测。

双掺法基本原理:掺入高性能外加剂能够大幅度降低水胶比、用水量及水泥用量,改善混凝土的流动性、和易性、技术性以及阻止钢筋锈蚀;而掺入掺合料则能降低水泥用量、降低水化热和混凝土碱含量,提高混凝土密实性和体积稳定性,从而达到提高混凝土耐久性的目的。

高性能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度,为此它能相对长时间承受随冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境,高性能混凝土在公路应用中,其耐久性优点极为突出,一方面它可以提高路基施工质量,确保路基不下沉;另一方面需解决公路混凝土强度等级低,水泥用量少,从而形成了水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。

奥莱特管桩专用减水剂产品特点

实际使用外加剂时,却很难做到上述要求。这其中有客观因素,更多的则是人为因素。有些搅拌站的负责人和技术人员对外加剂的使用也不十分清楚,不问种类和适用性,也不通过试验确定其掺用量,拿来就用。更有甚者采用具有缓凝、减水或早强的复合外加剂又加入缓凝剂或早强剂,导致外加剂作用相互叠加,既浪费拌料,又达不到改善混凝土性能的目的。

配制强度:fcu,28≥42Mpa,依据JGJ 55-2000《普通混凝土配合比设计规程》及北京市地方性标准《混凝土矿物掺合料应用技术规程》;坍落度:180±20毫米,60分钟坍落度经时损失不大于30毫米;扩展度:D≥500毫米;掺合料掺量符合《混凝土矿物掺合料应用技术规程》;砼外加剂选用西卡阻锈剂901、UEA膨胀剂、泵送剂CON-10优质的外加剂;C35混凝土初凝时间6-8小时,终凝时间与初凝时间尽量缩短。

1、研究高性能混凝土在路桥中应用的意义

奥莱特介绍,因混凝土添加剂的种类不同作用也跟着不同。一般作用是在单位立方混凝土用水量或者在水泥用量不发生变化的情况之下,可以提高相应混凝土的流动性;在水泥用量不变或者混凝土坍落度不变的情况下,可以实现用水量的减少,进而混凝土强度也提高,混凝土的耐久性得到改善;在设计强度不变和混凝土坍落度不变的情况下,可节省水泥用量和降低成本等等。

体制方面的因素:首先,建筑市场不规范,部分工程项目在发包过程中存在违规现象。项目业主在发包前,往往早已内定了各分包单位(包括商品混凝土的供应企业),而承包单位为了接到工程项目,往往也就满足了业主的要求。在这种前提下,如果商品混凝土的供应企业内定得好,在施工过程中也就避免了不少麻烦;如果商品混凝土的供应企业内定得不好,那在施工过程中,增加了施工和管理的难度,同时也对工程质量产生了一定的影响。

高性能混凝土的配制除选用优质水泥、集料、水外,还须掺加足量的掺合料与高性能外加剂,即“双掺法”。

高性能混凝土是以耐久性为主要指标,同时要具有高强、高早强、高施工性(高流动、高粘聚性、高可浇注性)等优异性能。其配制的基本思想是:通过对原材料进行选择,优化混凝土配比,掺入复合高效外加剂。同时掺人一些经过处理的工业废料如硅灰、粉煤灰、矿渣等,并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑,以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。同时其耐久性要大大好于普通混凝土。

混凝土外加剂的作用

4.应加强对搅拌站的监督管理,主要应发挥监理单位的监督管理作用。笔者认为搅拌站属工程的分包单位,监理单位除应审查资质等级,考察其生产能力外,还应在操作过程中对其进行监督和管理,看其制度是否落实、管理是否完善、行为是否规范,以确保工程质量。同时,政府部门也加强对搅拌站的宏观控制和引导。

地下商业工程总建筑面积173000平方米,南北长405米,东西长207米,主体结构为钢筋砼框架―抗震墙结构,基础形式为梁式筏板基础,地下两层,局部夹层,外墙为抗渗砼C40S12,内墙和独立柱C50,框架梁、板C35,地下一层顶板上部为景观水系,顶板砼要求为抗压、阻锈、抗渗、抗冻、膨胀的高性能砼。

1.4.1干缩路面板表面积很大,蒸发量大,干缩有可能引起路面表面产生收缩裂缝,需加强养护。

奥莱特介绍,实践中人们常常依赖标准和规范来控制外加剂和混凝土的质量,实际上混凝土和混凝土外加剂的相关标准和规范只能提供一些原则性要求或指导方向以及一些检测方法.不可能提供具体个案的解央方案。外加剂的标准只是一种产品标准,供检验产品出厂合格检验之用,合格产品的检验标准是匀质、无毒无害、性质指标符合预定值。标准规定的指标都是最低要求.因此满足标准技术要求的外加剂只是表征其某种程度的“资格”.并不能保证可以配制出符合技术要求及质量稳定的混凝土。标准和规范只是外因,外因必须通过内因才能起作用。

2.施工单位发现运抵现场的商品混凝土不符合要求时(主要表现为离析、坍落度不符合要求、和易性不合要求、混凝土运抵现场已超过初凝时间等问题),不是令其退场,而是继续使用于工程中;个别工程中,混凝土运抵现场后,根本不进行逐车检查。

高性能砼所用的原材料,除传统砼所用的水泥、砂、石和水外,还有化学外加剂(亦称为砼的第五组分)和矿物外加剂(亦称为砼的第六组分)。使用新型的高效减水剂和磨细矿物外加剂是使砼达到高性能的主要技术措施。前者能降低砼的水胶比,增大坍落度和控制坍落度损失,赋予砼高致密性和良好的工作性;后者能填充胶凝材料的孔隙,参与胶凝材料的水化,除提高砼的致密性外,还能改善砼的界面结构,提高砼的耐久性和强度。

2、高性能混凝土在桥梁中的应用

借助表面活性剂相关知识,引入EO/PO嵌段的聚醚,调整产品HLB值,降低减水剂的引气性,优化其调控气泡大小及稳定性能,从而降低混凝土含气量、优化内部气孔结构;混凝土含气量比普通聚羧酸减水剂降低40%。

②建立水泥、集料、外加剂等原材料的数据库。搅拌站在对商品混凝土不断研究应用的基础上,应建立水泥、集料、外加剂等原材料的数据库,形成自己内部的资料,'“心中无数”就下不了决心,也就无法分析,希望这种状况能尽快得到改善。

采用常规生产工艺,利用碎石、碎卵石、天然砂和普通P.O42.5水泥,选用高性能的外加剂与一级粉煤灰配制高性能泵送混凝土,其性能指标如下:

4.2制备高性能混凝土时,各种原材料的计量应尽量准确。使出机口拌合物的工作度稳定,波动小,除对堆料和称量装置有较高要求外,

混凝土外加剂品种多、掺量小,对混凝土的性能影响较大,具有投资少、见效快、技术经济效益显著的特点。中铁奥莱特拥有专业生产外加剂生产设备,减水剂生产全套设备,多年重大工程服务经验,行业知名品牌!

2.搅拌站的设备、检测工具不能满足要求:

高性能砼的配制技术要求

5.2展公路桥梁高性能混凝土的研究,应结合混凝土自身特点和要求进行。但是也应该考虑到,随着混凝土技术的高流态、免振自密实高科技方向的发展,公路桥梁混凝土施工工艺改革势在必行。

3、混凝土粘度低,工作性能好

4.对商品混凝土的耐久性重视不够。

高性能砼的原材料选择及配合比确定

5.3现公路桥梁高性能混凝土的技术途径:应以掺复合高效外加剂。经处理的优质矿物掺合料来改善混凝土内部的孔结构、孔分布等提高混凝土的力学、耐久性、耐磨性等一系列性能。简单地说,就是高强水泥+复合高效外加剂+优质矿物掺合料+优质骨料。

最大减水率可达52%,可满足各类高标号混凝土的减水要求;匹配海螺、洋房、中联、华新、盘固、小野田等多种品牌水泥,敏感度低,适应性好。

砼的生产必须遵循一定的规律,需要一定的时间,不能一味地强调施工速度,在任何情况下应以保证砼的长期耐久性为最重要的目标。

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3、混凝土在公路中的应用

优化吸附基团密度及位置分布,增强减水剂分子对水泥的吸附分散作用,降低混凝土粘度,改善混凝土工作性;屈服应力和塑性粘度等流变性指标降低≥30%,混凝土的工作性能30min无损失等目标。解决了聚羧酸减水剂用于高强管桩混凝土容易泌水、板结、包裹差等问题。