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轻集料混凝匀质性概论 【摘要】随着大跨结构和高层建筑的发展，轻质高强的材料在建筑工程中的地位越来越高。轻集料混凝土的比强度高，成为了首选材料。但是由于轻集料混凝土的匀质性较差，性能达不到人们的期望。本文将介绍轻集料混凝土匀质性影响因素，以及匀质性对性能的影响。 【关键词】轻集料混凝土 匀质性 影响因素 【正文】 一、匀质性的影响因素： 混凝土的匀质性是指不同单位体积混凝土之间各组分分布的均匀程度。当混凝土材料组成及掺量相同时,其性能取决于匀质性的好坏。混凝土的匀质性取决于外加剂、水泥、掺和料之间的相容性、浆骨比、砂率、骨料级配及搅拌工艺等多种因素,涉及到水泥化学、粉体技术、高分子材料学、表面物理化学和电化学等多方面的知识,是一个极其复杂的问题。 水泥的化学及物理特征的影响 通过对水泥熟料四大矿物成分C2 S、C3 S、C3A和C4AF对外加剂分子等温吸附的研究证明,其吸附程度的大小顺序为: C3A C4AF C3 S C2 S,可见铝酸盐相对外加剂的吸附程度大于硅酸盐相。其原因是C3A和C4AF在水化初期其动电电位呈正值,因而较强的吸附外加剂,且C3A含量对相容性的影响要远远大于C4AF, 这是由于C3A 水化速度比C4AF快,减水剂优先吸附于C3A。C3 S和C2 S在水化初期动电电位呈负值,因而吸附外加剂的能力较弱。因此水泥中的C3A和C4AF的比例越大,外加剂与水泥的相容性越差,所以混凝土中使用铝酸盐含量较高的水泥时,混凝土的流变性较差,尤其在搅拌不够充分时易造成混凝土的匀质性不良,另外,水泥中的硫酸根离子和碱含量也有相似影响。 水泥颗粒对水和外加剂有较强的吸附性,且水泥本身具有絮凝作用,水泥颗粒越细,对水和外加剂包裹吸附越大。特别是小于3μm颗粒的含量,因各水泥生产厂家粉磨工艺的不同而相差较大,水泥比表面积提高后,过粉碎现象严重时,微细颗粒含量会更大。因而会对匀质性产生很大的影响 。 外加剂的影响 现代混凝土大量使用外加剂,新拌混凝土的工作性大大提高,甚至在W /C在0. 2～0. 3范围内,混凝土中掺入足够的外加剂可以使混凝土有良好的流动性。目前泵送混凝土坍落度可达到20cm,扩展度50 cm以上。但是混凝土中各组分密度不同,尤其是外加剂相容性较差时,易造成混凝土的匀质性变差,甚至离析、泌水和板结等现象发生。 掺合料的影响 水泥浆体中的水一部分用来填充水泥颗粒之间的空隙,这部分水为填充水;一部分润湿水泥颗粒表面,在其表面形成一层水膜,这部分水为表面层水;其余的水起到使浆体流动的作用。有的掺和料(如矿渣、粉煤灰)活性很低,在新拌水泥浆体中吸水较少,并且掺和料部分取代水泥能改善颗粒级配,水泥颗粒间的空隙减小,部分填充水游离出来成为自由水泌出。而且,掺和料的取代量越大,这种作用越明显;掺和料的表面物理特性也有重要影响,掺和料颗粒越接近于球形时越容易发生转动和滚动,就会有更多的自由水泌出,使浆体稳定性下降,这种情况对 于掺有外加剂的浆体尤其明显; 轻集料的影响 轻骨料混凝土在振捣过程中的上浮是制约其工程应用的主要问题之一，而对于以轻骨料替代部分普通骨料配制的混合骨料混凝土来说，由于两种骨料组分的密度分别大于或小于基相水泥砂浆，且相差甚大，在混凝土浇灌成型的过程中，两种不同密度的骨料会沿着相反的方向移动，必然加剧骨料的分层离析倾向，导致混凝土匀质性降低。 然而轻骨料除了粒径和掺量因素外，其自身不同的结构特征带来的在水泥浆中不同的吸水特性必然也会对混合骨料混凝土的匀质性造成影响 料混凝土匀质性的影响进行了研究。用水量的影响 混凝土组成成分中用水量的变化会导致浆体材料的粘度发生变化，增加了粗集料的分离，泌水和离析等匀质性不良现象的发生，对混凝土材料的匀质性产生 了严重的影响。硬化后结构呈现出宏观和细观结构上的不均匀，从而降低了强度和耐久性。 混凝土匀质性对其性能的影响 匀质性对混凝土流变性的影响 试验按C30 (水泥∶矿渣∶粉煤灰∶砂∶石∶水为1. 00∶0. 29 ∶0. 14 ∶2. 50 ∶3. 60 ∶0. 63 )和C60 (水泥∶矿渣∶粉煤灰∶砂∶石∶水为1. 00∶0. 29∶0. 14∶1. 90∶2. 62∶0. 44)两个强度等级配制混凝土。在高效减水剂中掺加适量的缓凝剂(H1、H2、H3 ) 、引气剂和浆体稳定剂,通过调整外加剂组成和掺量配制出匀质性不同的C30和C60各5组混凝土,匀质性按试样编号顺序依次改善。 2、匀质性对混凝土力学性能的影响 试验结果表明,匀质性对混凝土,尤其对高强混凝土有很大影响,在选择工程用水泥、掺和料与外加剂时,应从流变性的角度进行优化,保证混凝土具有良好的匀质性。即使是制备强度很高的HPC,对水泥的选择也不应以标号为第一指标,即“只有高标号