摘要:随着我国社会的快速发展,带动了我国各个行业领域的进步。无论是铁路的建设,桥梁的建设,还是房屋的建设,都需要用到混凝土,尤其在房屋建设中,对混凝土的性能要求更高,通过高性能水泥混凝土配比性能试验,介绍高性能水泥混凝土配比性能的试验过程,分析水胶比、粉煤灰含量、外加剂对高性能混凝土抗压强度的影响。
关键词:高性能;混凝土;配比性能
水泥混凝土制品作为我国基本建设的重要支撑 ,在我国国民经济的建设中,一直发挥着重要的作用。我国水泥产量约占世界的 50 %, 其中基础设施建设估计将占世界的 30%~40%, 因此我国在水泥混凝土的基础研究上也应该和必须占有相当重要的地位,否则要长期持续促进水泥混凝土领域的技术发展是不可能的。目前, 我国水泥混凝土的研究主要集中在水泥混凝土的改性 、再生利用等方面。 其中改性研究对于提高混凝土的各方面性能有积极 作用。
一、水泥混凝土强度的影响因素
根据目前我国对水泥混凝土强度的研究表明,影响水泥混凝土强度的有外加剂、水胶比、掺合料掺量等。每一种外加剂从理论意义上讲都有最为理想的添加比例,在实验时需要不断进行优化和计算,对每一种添加剂在不同比例下的水泥混凝土的强度进行统计。因此,在高性能水泥混凝土配比的研究中,试验检测是最为关键的一部分,通过检测分析其直接确定了最为理想的各外加剂的加入量。比如,在实验中,还有减水剂的影响,实验中发现,在抗压强度 >45MPa 时,减水剂的作用应该 >31%,其次,还有减水剂对二级粉煤灰的影响。根据试验发现,水胶比最好控制在 0.32-0.36 之间。一旦水胶比超过这个范围,水泥混凝土的抗压强度就会受到影响。对于具体的水胶比,还需要进行试验确定,得出的最佳水胶比为 0.28. 灰含量为 0.4。此种条件下的工艺配比,得到的水凝混凝土性能最为理想。
二、高性能水泥混凝土配比性能的试验
1、试验材料与设备
(1)试验材料。水泥:在本试验中,采用稳定性较高的水泥 A与B。外加剂:添加的外加剂名称为C、D,其中,外加 剂C具有良好的减水效果,外加剂 D能够有效提升混凝土抗压强度。 拌和水:采用淡水,该淡水相关指标符合混凝土拌合水的要求。骨料:非晶质石灰岩,最大粒径为31mm。 为 了更好的提升高性能水泥混凝土搅拌质量,试验人 员还要准备一定量的细骨料, 人工砂的粒径为4.75mm,质地坚硬、清洁,细度模数为2.5。 (2)试验设备.单卧轴混凝土搅拌设备、混凝土抗压强度检测 设备。
2、试验流程,为了保证高性能水泥混凝土配比性能的试验检测数据更加准确,试验人员需要严格控制拌和时间,并采用标准的试验检测方法,制作标准的混凝土试块,标准混凝土试块体积为150mm×150mm×150mm,共分为3组,每组试件为3个。 将搅拌完毕的混凝土倒入到模板中,经过24h后, 试验检测人员需要进行拆模,并做好相应的混凝土养护工作。在搅拌各项材料时,试验检测人员需要严格控制试验温度,如果试验温度过高,会降低混凝土的搅拌质量,影响混凝土抗压强度数值的准确性。 在混凝土养护过程当中,试验检测人员需要在 7d、28d、56d分别测试混凝土试块的抗压强度,并准 确记录下抗压设备显示的数值。
三、高性能水泥混凝土配比性能的试验结果
1、水胶比对高性能混凝土抗压强度的影响。在高性能水泥混凝土配比性能试验中,由于水泥与集料的质量较好,水灰比对混凝土强度的影响最为明显,在该试验中,试验人员通过在高性能混凝土中加入一定量的粉煤灰,能够提升混凝土的耐久性,利用粉煤灰来代替水泥,能够有效降低用水量,保证坍落度符合相关规定。
根据相关研究表 明,在一定量的混合料中加入10%含量的粉煤灰, 混合料的用水量能够减小22%左右。 水胶比对混 凝土抗压强度的影响见表。
根据表得知,当用水量不发生变化时,在混凝土中掺入一定量的粉煤灰,能够有效提升混凝土流动性与保水性,当加入大量的粉煤灰时,混凝土的等级也会出现一定的变化。 由于水胶比的不断增加,混凝土的抗压强度会不断下降,当混凝土水胶比在0.31-0.37之间时,其抗压强度下降 最为明显。 因此,为了提升高性能混凝土的抗压强度,试验人员需要严格控制水胶比。
2、粉煤灰含量对高性能混凝土抗压强度的影响。粉煤灰属于一种掺合料,将粉煤灰掺和到混凝土中,能够保证混凝土的和易性得到更好的改善, 提高混凝土的密实度,降低其水化热,防止混凝土出现大面积裂缝,从而达到降低施工成本的目的。在混凝土搅拌过程中,试验检测人员可以采用双掺法,既在混凝土中加入一定量的细粉煤灰与减水剂,能够有效提升混凝土的各项性能。在混凝土中掺入一定量的粉煤灰,能够有效减少水泥熟料的消耗,提升水泥的稳定性。将各种矿性物质加入到混凝土中,能够有效提升混凝土后期的施工强度,减少混凝土结构失稳现象的发生。 在该试验当中,试验选择水泥A与外加剂C为试验材料,水胶比为0.281,外加剂的掺量为1.5%,通过分析粉煤灰掺和量对混凝土抗压强度的影响,能够帮助试验检测人员更好的了解混凝土施工流程。在混凝土中掺入一定量的粉煤灰,能够有效提升混凝土后期施工强度。由于粉煤灰掺入量的不断增多,混凝土的抗压强度不断下降,因此, 试验人员需要严格控制粉煤灰的掺入量,在减少用水量的同时,有效提升混凝土的抗压强度。 在检测水泥混凝土抗压强度的过程当中,试验人员需要做好坍落度试验,并结合混凝土配比情况,准确记录下各项数值。
3、外加剂对高性能混凝土抗压强度的影响。在混凝土搅拌过程当中,通过加入一定量的外加剂,能够提高混凝土的各项性能。 由于外加剂与水泥在混凝土搅拌过程中具有一定的冲突性,为了保证混凝土搅拌质量,试验检测人员要选择合理的外加剂,并科学调整水泥内部的矿物组合,适当提高水泥的细度,进一步提升混凝土的抗压强度。 为了保证水泥抗压试验结果更加准确,试验检 测人员需要科学选择混凝土试验检测设备,并结合各项检测结果,进行有效的分析。 通过在混凝土中加入一定量的外加剂,能够有效减少用水量,提升混凝土的抗压强度。对于混凝土抗压强度检测人员来讲,在实际工作当中,要合理控制水胶比,并在混凝土中加入适量的外加剂,在提高混凝土抗压强度的同时,有效减少试验材料的浪费。 另外,在混凝土配合比设计时,当水泥、集料的品种及数量固定时,水灰比(W/C)的大小也会决定 混凝土强度。 因此,试验人员可以在在混凝土中掺 入Ⅰ级或Ⅱ级磨细粉煤灰取代水泥。 由于粉煤灰的形态效应,可以改善混凝土的性能,并有效减少 混凝土的用水量。
通过水泥混凝土配比性能的试验检测分析来提升水泥混凝土的性能,并通过创新不断使其高性能化。首先应该对水泥混凝土配比性能的影响因素进行探究,经过查阅资料可以得出,影响水泥混凝土性能的有外加剂、水胶比、粉煤灰掺量等,在试验阶段,首先做好实验准备,再对试验材料性能及检测进行分析和统计。最后对实验结果中的水泥与外加剂的选择 、粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响、水胶比对混凝土抗压强度的影响进行详细分析,得出最佳理想状态下的水胶比、粉煤灰掺量比,使水泥混凝土性能更加符合时代发展要求。
参考文献:
[1]杨林,房艳伟,唐凯.粉煤灰掺量对机制砂混凝土力学和耐磨性的影响研究[J].混凝土,2019(05):05.
[2]周朋,谢松林,李强.水胶比对混凝土性能及气孔结构的影响分析[J].硅酸盐通报,2018,37(3):98.
[3]蒋泽中.高性能混凝土性能及抗裂细观机理研究[D].成 都:西南交通大学,2018.
[4]姬永生, 袁迎曙, 袁广林.粉煤灰复合水泥对改善混凝土性能的试验研究[J].中国矿业大学学报, 2016 , 35(3):30.