浅析重复压振扰动对碾压混凝土凝结时间影响.doc

浅析重复压振扰动对碾压混凝土凝结时间的影响吴涛 中国水利水电第八工程局有限公司 长沙550004摘要：通过在施工现场重复碾压扰动，对碾压混凝土凝结时间的影响进行研究，结果表明：扰动使碾压混凝土的凝结时间有所延长，增加了层面之间塑性结合的可能，并使碾压混凝土的层面结合良好。在碾压混凝土施工生产中，其运输、摊铺、碾压过程的环节，均对碾压混凝土造成一定程度的扰动。试验成果表明：该扰动对碾压混凝土凝结时间及层面的结合，并无不利的影响，相反还会使碾压混凝土层面结合良好。这与在工程实际生产中，对部分超过了初凝时间的碾压混凝土层面取芯检查结果相一致。关键词：碾压混凝土 凝结时间 重复压振 扰动 中图分类号：TV544+.921 文献标识码：A 文章编号：1 前 言在碾压混凝土工程施工中，使用碾压混凝土材料（如胶凝材、外加剂等）的初凝时间必须大于层面铺筑的间隔时间，以此，保证上层碾压混凝土施工在下层碾压混凝土初凝之前，完成摊铺、碾压、测试等工作程序。保证层面的塑性结合，使层面结合良好，防止形成渗水通道。在实际生产施工过程的正常情况下，由于气候条件（如：风速大小、温湿度高低、日照及降雨量多少）拌制能力（如：拌合机容量、拌制时间、拌制工艺等）、运输问题（如：运输距离、运输时间、转运方式等）及仓面施工水平（如：人员素质及其分工、仓面大小、入仓方式、摊铺碾压作业时间等）因素的影响，超过碾压混凝土材料初凝时间的现象时有发生，但通过事后钻孔取芯样证明，其层间结合良好，芯样长度可达到数米，并未出现所谓“千层饼”现象，这引起了我们的重视，进而进行了模拟的试验研究。2 原材料2.1 水 泥水泥使用云南祥云县水泥厂生产的中热硅酸盐42.5水泥，其水泥熟料的矿物组成成份，见表-1；水泥的物理力学性能检测结果，见表-2；水泥部分化学指标及其水化热指标，见表-3。表-1 水泥熟料的矿物成份检验结果C3SC2SC3AC4AFf-CaOMgOSO358.4518.265.5616.110.690.901.1表-2 水泥物理力学性能检验结果水泥品种细度（%）密度(Kg/m3)标准稠度（%） 凝结时间（h:min） 抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）安定性初凝终凝3d7d28d3d7d28d硅酸盐中热水泥0.53.2125.63：104：214.67.99.021.236.748.8合格GB200-2003101:0012:00 3.0 4.5 6.5 12.0 22.0 42.5 合格表-3 水泥部分化学指标检验结果水泥品种烧失量 （%） 氧化镁 （%） 碱含量 （%）水化热（J/g）3d7d祥云中热42.51.34.210.28232285GB/T 21372-20083.05.00.62512932.2 粉煤灰粉煤灰为云南昆明火电厂生产的粉煤灰，其化学成分见表-4，物理力学性能检验结果，见表-5。表-4 昆明粉煤灰化学成份检验结果lossSiO2SO3Fe2O3AI2O3CaOMgO7.147.020.7613.1221.364.200.93表-5 昆明粉煤灰物理力学性能检验结果煤灰品种密 度（Kg/m3）细 度（%）需水量比(%)含水量(%)三氧化硫含量(%)烧失量(%)28d抗压强度比（%）松散容重（Kg/m3）昆明级灰2.3711.298.00.10.542.0抗折抗压655GB/T1596-2005级12951.03.05.07070级201051.03.08.070702.3 外加剂碾压混凝土的外加剂应具有减水、缓凝的功能，为保证碾压层间结合良好，缓凝作用要求更为迫切。为此，为了提高减水率，延长混凝土拌合物凝结时间，试验选用了两种缓凝高效减水剂，ZB-1A和ZB-1Rcc缓凝型高效减水剂以及TG-1A引气剂。掺加减水剂、引气剂混凝土性能检测按照水工混凝土外加剂技术规范（DL/T5100-1999）进行，其中：掺加减水剂和引气剂混凝土的性能检测成果，详见下表-6、表-7。外加剂对水泥、粉煤灰的适应性试验检测成果，详见下表-8。表-6 掺减水剂混凝土性能检验结果外加剂品种掺量(%)减水率(%)含气量(%) 泌水率比(%)凝结时间差 (min)抗压强度比 (%)初凝终凝3d7d28dZB-1A0.519.43.773.5165228135152130ZB-1RCC0.519.03.90197236131152133规范要求153.0100+120 +240125125120表-7 掺引气剂混凝土性能检验结果外加剂品种掺量(/万)减水率(%)含气量(%) 泌水率比(%)凝结时间差 (min)抗压强度比 (%)初凝终凝3d7d28dTG-1A0.77.64.645.8-74-88969387规范要求6.04.55.570-90 +120909085表-8 外加剂的适应性试验结果水泥品种昆明级灰(%)TG-1 （1/万）ZB-1A（%）ZB-1RCC （%）安定性标稠（%）凝结时间（h:min）初凝终凝祥云中热42.5250.330.47/合格23.59:1313:25350.330.47/合格24.19:5213:41试验结果表明:ZB-1A缓凝型高效减水剂和ZB-1RCC超缓凝型高效减水剂在与TG-1A引气剂、粉煤灰联掺时，同祥云中热42.5,水泥相互适应，无促凝、假凝等现象发生；同时，随着粉煤灰掺量的增加，水泥的凝结时间也相应地延长。2.4 砂石骨料选用灰岩人工砂石骨料，砂细度模数为2.73，石粉含量（0.16mm）为13.07%。3 试验方法及试验结果3.1 试验配合比表-9 外加剂的适应性试验结果水胶比砂率(%)石子级配(中：小) 胶凝材料用量 (kg/m3)减水剂（%）引气剂（1/万）VC值(秒)水水泥 粉煤灰砂中石小石0.533850:509480988406956950.80207.33.2 试验方法凝结时间测定是将碾压混凝土拌和后，按SL48-94水工碾压混凝土试验规程中2.0.6碾压混凝土拌和物凝结时间测定（灌入阻力法）进行，为模拟施工现场对碾压混凝土运输、摊铺和碾压过程对下层碾压混凝土的扰动，一次拌和很多组混凝土，正常凝结时间测定就是不扰动（或之称为扰动时间为0）的，而扰动是将已经成型好的凝结时间测定试件，在距离加水时间为T时,将该试件置于VC值测定仪上，加压振动3倍VC值之后，再测定其试件的凝结时间。各试验组的间隔时间及初凝时间，仍是从拌合物加水时计算起。抗压强度的扰动是在已成型好的试件表面，间隔时间T后，再次加压振捣，并抹面、养护。3.3 试验结果表-10 重复压振扰动对碾压混凝土的凝结时间影响的结果 距加水扰动的时间 (h)0（未扰动）4810121416初凝时间 （h:min）1#13:4014:1016:4019:1019:5021:1022:302#14:1014:5017:2020:0020:3021:0021:40扰动对初凝时间的延长量（h:min）1#00:303:005:306:107:308:502#00:403:105:506:206:507:30 抗压强度 （MPa）1#15.415.316.416.716.515.915.62#16.117.017.417.317.117.317.6说明：1#配合比采用ZB-1A缓凝高效减水剂，2#配合比采用ZB-1RCC缓凝高效减水剂。 1#2#重复压振扰动对碾压混凝土凝结时间的影响0.000.050.100.150.200.250.300.350.400246810121416T扰动距加水时间（小时）扰动对凝结时间的延长量（小时）试验结果表明：（1）压振扰动对碾压混凝土的初凝时间有影响，特别是在正常初凝时间前后扰动影响很大。（2）对拌混凝土的扰动，对初凝时间的影响较小，新拌混凝土4小时后扰动，其凝结时间的增加有限，仅增加了1小时左右，估计是由于水泥凝结硬化量较少，扰动对水泥结晶破坏也少，因此，影响甚微。（3）在碾压混凝土正常的凝结时间前后扰动，其对凝结时间的延长效果较明显，试验结果表明：在正常凝结时间（14小时）前后2小时（即间隔12-16小时），对混凝土扰动后，其缓凝时间可延长6-9小时，将初凝时间延长了40%-64%；（4）试验结果表明：不扰动的两组混凝土抗压强度为15.4MPa和16.1MPa，扰动后的平均抗压强度分别为：16.1MPa和17.3MPa，为此，证明扰动（重复压振）对碾压混凝土抗压强度没有不利的影响。（5）