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每方混凝土掺粉煤灰数量,关于混凝土问题的五个案例及解决方法

更新时间:2020-10-28 21:43

例1

某预制构件工程,混凝土强度等级C65,坍落度180mm,使用5mm~10mm和10mm~20mm两级配石灰岩碎石,要求碎石必须水洗,以降低含泥量(实际主要是石粉)。冬季霜冻期,水洗碎石无法操作,偶有几车5mm~10mm碎石石粉含量很高,若测含泥量,估计在2.5%左右。另外,本工程每方混凝土5mm~10mm碎石用量为320kg。

综合分析并处置

许多人持一种“活性”至上的观点,认为粉状材料必须要有活性,否则是有害的。事实上我们没有必要一味强调“活性”,我们不妨把石粉理解成一种微骨料,其中较粗的颗粒可填充砂粒间的空隙,较细的颗粒可填充水泥间的空隙,适量的石粉对改善混凝土材料的级配是有益的;

细粒的石粉还可以为水泥水化的产物提供晶核,加速水化产物从水溶液中析出凝结,从而促进水泥的水化;何况石灰石粉末也不完全是“惰性”的,它可以参与化学反应,生成水化碳铝酸盐。

可见,适量的石粉对混凝土质量有正面的影响。本工程碎石带入的粒径小于80um的石粉约8kg,数量较小,负面影响可忽略。但引入8kg的粉料会使混凝土坍落度稍有下降,粘度稍有上升,因此工程师通知搅拌站每方混凝土加水2kg。做出这种调整后混凝土坍落度略有上升,粘度略有下降、保水性等无明显变化,后来发现28d的抗压强度也无异常,说明工程师的处置很恰当。

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例2

某预制构件工程,混凝土强度等级C50,坍落度50mm,每方混凝土掺Ⅱ级粉煤灰60kg。和大多数搅拌站一样,该搅拌站的储存能力无法保证原材料先检后用。生产过程中搅拌机操作工发现搅拌机电流强度突然上升,打开观察孔查看,发现被叶片“犁”起的混凝土由正常的连续的整块状变为破碎状,坍落度明显降低,搅拌机运转系统和搅拌站计量系统无异常。

综合分析并处置

得到报告后值班工程师赶到现场询问情况,得知半小时前材料部门向粉煤灰罐打入50吨粉煤灰。值班工程师查看材料样品发现:粉煤灰颜色偏深,用手捻时感觉粗糙。值班工程师认为混凝土坍落度异常是粉煤灰细度和烧失量不合格引起的,由于某些原因,工程不能停工,粉煤灰也不能及时退换。

工程师分析认为,粉煤灰偏粗影响不大,但烧失量大说明粉煤灰含碳量大,吸水能力强,粉煤灰颗粒软弱且丧失了大部分活性。工程师采取了如下应对措施:

①降低用水量2kg,通过降低水胶比的方式弥补粉煤灰颗粒软弱且丧失活性对混凝土力学性能的影响;

②增加减水剂用量,保证坍落度不变。调整配合比后混凝土现场表现略粘,但能正常使用,28d抗压强度降低2MPa,混凝土质量可以接受。

例3

某立交桥工程,桥墩混凝土强度等级C30,掺Ⅱ级粉煤灰,掺量80kg/m3,使用某厂P·O42.5水泥,用量300kg/m3,水泥比表面积在380m2/kg至400m2/kg之间,发现水泥与减水剂相溶性时好时坏,且已查明责任在水泥生产厂。工程师虽与水泥厂多次交涉,但无法改变现状。某日现场反映混凝土坍落度剧降。。。

工程师采取三项措施维持质量稳定:

①提高粉煤灰用量到110kg/m3,降低水泥用量至270kg/m3;

②用水量不变,调整减水剂用量,以维持混凝土坍落度不变;

③脱模后保湿养护时间由原来的3天延长至5天。

采取这三项措施的理由有四点:

①该工程原配比粉煤灰掺量为21%,偏低,可提高到29%,降低水泥用量可部分缓解水泥与减水剂相溶性不好带来的危害。

②水泥用量下降,粉煤灰用量上升后混凝土早期强度会有所降低,但该桥墩服役时间在4个月之后,届时粉煤灰对强度的贡献已显现,故无须担心因混凝土强度不够而危害桥梁安全。何况用强度至上的观点评价结构安全性本来就不一定科学,茅以升用结构吸收能量后的变形大小来评价结构的安全性似乎更加合理。

③用水量不变,通过调整减水剂用量来维持混凝土坍落度对混凝土无害。

④掺粉煤灰后混凝土早期孔隙率较大,碳化速度较快,延长养护时间可降低混凝土表面的孔隙率,降低混凝土早期碳化速度。

“经验主义”和“鸵鸟政策”都不可取!

建议大家正视施工现场复杂多变的现实和不良条件,积极积累经验,综合地判断各种变化因素对混凝土质量造成的影响,以便及时采取措施,尽最大可能保证混凝土质量,这比那些奉行“鸵鸟政策”,回避现实的态度要积极得多。

由于原材料波动较大,试验室试配的结果不可能直接用于施工,即便经过了现场验证,也不可能长时间适用,试验室试配的意义仅在于为我们日后的配合比调整提供一个参比的基点。

例4

某搅拌站。某民建工程C30墙体。当材料正常时,外加剂掺量1.8%~2.2%,生产正常,控制出机正常,2小时坍落度无损失,3小时左右损失加快,施工实体一般两小时左右完成浇筑,外观气泡少,颜色均匀有光泽;当因砂子问题外加剂掺量高至2.4%~2.8%后、1.5小时后损失快,浇筑过程发现泵损较明显,外观气泡较大较多,少光泽。控制砂子质量后混凝土状态和浇筑后外观又恢复正常。

例5

某重点高速工程C50预制梁。粉料进厂质量控制较严,砂子单独进厂控制,含泥在1.4%~2.0%之间,质量相对稳定,外加剂掺量在2.0%~2.2%间适当偏足,相对正常用水量减少5公斤~10公斤,拌合物出机流动性好,坍落度180毫米~220毫米,扩展度在500毫米~600毫米,2小时损失小于30毫米,2小时内浇筑完成后无大气泡、小气泡少、有光泽;生产过程中质控人员为保证强度,再提高外加剂掺量压低用水量,灰明显变沉变粘,搅拌时间延长,初始流动性差,浇筑完成后大气泡多、外观差。分析原因后恢复原来手法控制混凝土状态,施工后外观恢复正常。

综上,根据材料的整体质量情况,适当控制较紧的配合比用水量和偏足的外加剂掺量,优选具有持续稳定保持能力且不敏感的外加剂,并以此优选标尺和控制原材料,尽量优化材料的级配体系,保证混凝土拌合物浇筑时的流动性和整体状态,对得到混凝土良好的外观效果是很有帮助的。

合理的原材料级配体系,尤其是细骨料颗粒级配尤为重要

材料级配合理,是拌合物有比较理想的流动性的关键,同时也使材料体系的敏感性明显降低,即当材料本身品质变化(最简单直观的如砂含水,复杂一点的如胶材需水量变化)有必要调整用水量和外加剂基准掺量。对状态变化影响要小,小幅调整甚至不调整拌合物状态的变化仍不影响使用和最终外观效果。

比如当外加剂掺量偏足时,砂含水有变化,生产用水量正常控制应减5公斤,但质控人员未必能观察到并及时调整到位,那么在材料级配合理时仅仅是坍落度和扩展度变大,拌合物整体状态并没有问题,这种情况并不影响泵送施工和最终外观,反之则可能析浆甚至离析泌水。

就目前材料体系而言,水泥和矿粉的级配和粒形基本定形了,好像也没有向好方面变化的趋势;比较无奈的变化是粉煤灰,本来其球形颗粒可以与砂子在这个级配区间互补并对整体级配体系做有益的补充,但目前原灰很少了,磨细灰里球形颗粒很少,砂子的作用在级配体系中对拌合物工作影响就更为关键了。

看似简单的砂子在实际生产应用中情况更为复杂,应该作为更重要的课题来研究,甚至需要产业政策来支持,目前能做到两种或两种以上粗细砂搭配使用分仓计量已经是比较好的方案了。外加剂不算在级配体系中,但因其分散机理不同或通过助剂会对浆体性质有一些改变,从而使之更饱满、流动性和包裹性更好,但通常是辅助性改善,很少起决定作用。

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