高强自密实清水混凝土制备与性能及质量控制研究

摘要

自密实混凝土具有大流动性、间隙通过性、自填充性能和加快施工进度等特点，能够适应大部分难以振捣工程;很多工程期待混凝土兼具自密实与清水效果。但是针对自密实清水混凝土中的砂浆性能、脱模剂和浆体粘度对混凝土表面性能的影响等方面，目前鲜有研究。因此，本文对自密实清水混凝土进行了全方面的研究，力图为自密实清水混凝土的工程应用提供基础。
　　研究了0.27、0.30、0.33三个低水胶比和不同胶砂比的大流动性砂浆流动度、粘度和流出时间及其一小时内的经时变化规律。结果表明，低水胶比条件下，水胶比是砂浆流变性能的主要影响因素，胶砂比影响较小。自密实砂浆初始流动度为280～300mm时，应控制水胶比在0.30～0.33，胶砂比应控制在0.63～0.68;自密实砂浆的塑性粘度应控制在8～18Pa·s，剪切应力大致控制在5～41Pa。水胶比是砂浆流出时间的主要影响因，0.33水胶比的砂浆流出时间已达到10s左右。
　　自密实清水混凝土宜采用48％的砂率，分别加入0.2％％引气剂，0.3％％增稠剂，5％硅灰，以10％轻砂内养护取代细骨料都能改善混凝土的工作性能，提高混凝土的自密实性能。但加入0.3％％增稠剂的PH4组和掺加硅灰PH6组含气量大，分别为6.1％和3.9％，混凝土表面均存在较多气孔，且存在较多蜂窝状孔洞，表观性能并没有得到改善。而掺加引气剂的PH2和和掺加轻砂的PH7，含气量分别为1.3％和2.2％，表面孔洞数量大幅减少，并且孔洞也变得更小，相对达到了清水状态。因此，为同时改善自密实和清水性能，可采取掺加引气剂和轻砂的方式。力学性能研究表明，加入0.3％％的保水增稠剂后混凝土力学性能下降10％左右;增粘剂和轻砂内养护剂的PH4和PH6组的电通量略高于其余组，均小1000C;混凝土的56d碳化深度都不到3mm，且28d几乎没有碳化深度;所有自密实混凝土56d干燥收缩率在(241～335)×10-6之间。
　　研究了脱模剂和浆体粘度对自密实清水混凝土表面性能的影响，并采用Image-Pro Plus软件进行表面图像分析。结果表明，砂浆塑性粘度是影响自密实混凝土表观性能的重要因素。随着塑性粘度的增大，自密实混凝土表面孔洞面积百分数逐渐增大，孔洞尺寸分布变宽，直径大于2mm孔洞个数增多且最大孔洞直径变大。塑性粘度低于9.37Pa·s的自密实混凝土表面清水效果较好，仅具有小于0.2％的表面孔洞面积百分数，表面孔洞直径主要分布于0-5mm之间，最大孔洞直径小于5mm。合理的接触角和粘附强度是提高表面质量的重要参数。普通树脂类脱模剂与水的接触角在90°左右，与水泥基复合材料的粘附强度在216～252kPa，应用于自密实清水混凝土易产生粘膜现象，表面孔洞较多。而超疏水材料Si接触角达160°，但粘附强度仅5kPa，微观表面形貌呈粗糙颗粒状，造成混凝土表面粗糙且存在大量凹坑。在树脂类脱模剂FEVE中加入少量超疏水材料Si的复合型脱模剂FSi，接触角增大至106°，粘附强度降低24.7％至168kPa，应用于自密实清水混凝土后其表面较光滑平整。使用FSi脱模剂有利于提高自密实清水混凝土表面性能，表面孔洞面积汉0.02％，孔洞尺寸分布于0-1.5mm之间，最大孔洞直径小于2mm。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．2．1 清水混凝土发展现状

1．2．2 清水混凝土表面缺陷形成机理

1．2．3 混凝土清水性能的影响因素

1．2．4 自密实混凝土发展现状

1．2．5 自密实清水混凝土发展现状

1．2．6 混凝土表面评价技术

1．3 研究内容和思路

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究技术路线

2．1 试验原材料

2．1．1 水泥

2．1．2 粉煤灰

2．1．3 矿渣微粉

2．1．4 细集料

2．1．5 粗集料

2．1．6 外加剂

2．1．7 拌合用水

2．1．8 水泥和外加剂相容性试验

2．1．9 保水增稠剂最佳掺量试验

2．2 试验方法

2．2．1 新拌混凝土性能测试

2．2．2 力学性能测试

2．2．3 长期性能和耐久性能测试

2．2．4 混凝士表面性能

第三章 高强自密实清水混凝土的砂浆流变性能研究

3．1 配合比及性能测试

3．1．2 试验

3．2 结果与分析

3．2．1 流动度

3．2．2 粘度和剪切应力

3．2．3 流出时间

3．2．4 抗压强度

3．3 本章小结

第四章 高强自密实清水混凝土配制与性能研究

4．1 自密实混凝土的配合比设计

4．2 自密实混凝土的工作性

4．2．1 工作性能结果

4．2．2 工作性能的研究

4．3 自密实混凝土的表观清水性能分析

4．4 力学性能分析

4．4．1 抗压、抗折和劈拉强度

4．4．2 动弹性模量

4．5 长期性能和耐久性能研究

4．5．1 氯离子含量

4．5．2 碱含量

4．5．3 混凝土抗氯离子渗透性能研究

4．5．4 混凝土碳化性能研究

4．5．5 混凝土干燥收缩试验

4．6 本章小结

第五章 高强自密实清水混凝土表观性能研究

5．1．1 图像处理步骤

5．2 砂浆塑性粘度对混凝土表观性能的影响

5．2．1 配合比设计

5．2．2 混凝土成型

5．2．3 结果分析

5．3 脱模剂对混凝土表观性能的影响

5．3．1 原材料与试验

5．3．2 试验结果

5．4 本章小结

第六章 高强自密实清水混凝土应用技术研究

6．1 工程概况

6．2 原材料控制技术

6．2．1 水泥质量控制要求

6．2．2 矿物掺合料控制要求

6．2．3 细骨料质量控制要求

6．2．4 粗骨料质量控制要求

6．2．6 混凝土拌合用永

6．3 高强自密实清水混凝土制各控制技术

6．3．1 配合比的控制

6．3．2 拌合物工作性的控制

6．4 高强自密实清水混凝土施工控制技术

6．4．1 混凝土的运输

6．4．2 混凝土的泵送

6．4．3 混凝土的浇筑

6．5 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

7．3 研究的创新之处

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的学术成果