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流态混凝土

        在预拌的基体混凝土中,加入流化剂,经过搅拌,使混凝土的坍落度顿时增大至20~22cm,能像水一样地流动,这种混凝土称为“流态混凝土 ”。
        加入流化剂的作用是能使水泥粒子间互相排斥,防止水泥粒子的凝聚,同时把水分释放出来,降低表面张力和界面张力,因而达到流态化的目的,在保证强度相同情况下,使混凝土坍落度增大,与钢筋黏结强度提高,改善其浇灌性能,对运输、浇筑,特别是泵送非常有利,表面质量好,省人工,而弹性模量、收缩徐变、耐久性等性能与基体混凝土相同。流态混凝土的适用范围,一般有以下几个方面:
        ①钢筋密集、振捣困难的部位,使用流态混凝土,可以减少振捣,还可以避免为了振捣而将模板开洞;
        ②对于墙壁、楼板、屋面板等构件,可以不用振捣,而高效率地浇筑混凝土;
        ③采用泵送混凝土时;
        ④必须均匀致密地抹平混凝土时。
        以下情况不宜采用流态混凝土:
        ①用起重机及手推车浇筑混凝土时;
        ②混凝土浇筑表面的坡度超过3° 时;
        ③喷射混凝土时;
        ④通过加水能获得高的流动性,而又无不良后果的,如真空混凝土、压轧混凝土及离心制管等。
        1.流化剂
        流态混凝土所用的流化剂是一种高效能减水剂,它的化学结构与过去普通混凝土所用的外加剂的化学结构不同,它对水泥粒子有高度的分散性,即便用量较多,对混凝土也无不利影响,带进去的空气量也比较少,因而可以大量应用。不同的添加量可以用来调节混凝土的流态化效果。
        目前世界各国使用的流化剂主要分为三类:
        ①三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物;
        ②萘磺酸盐甲醛缩合物;
        ③改性木质素磺酸盐。
        三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物最早出现并应用于联邦德国,后来传至北美和日本,有高减水和早强的作用;萘磺酸盐甲醛缩合物首先由日本研制成功,后来传往他国,其有高减水的作用。
        流化剂、高效能减水剂或者超塑化剂,都是表面活性剂,其化学成分都属于多环芳基聚合磺酸盐类。
        2.流态混凝土的物理力学性能
        流态混凝土是在坍落度较小、用水量较少的基体混凝土中,用后添加(亦可同时添加)的方法加入流化剂配制而成。经过流化后,主要是使其坍落度增大,改善其浇筑性能,而硬化后其物理力学性能,与原来的基体混凝土基本上是相同的,与坍落度相同的大流动性混凝土相比,其物理力学性能要优越得多。
        (1)抗压强度  基体混凝土的强度与添加流化剂后的抗压强度基本上是相同的,而且不因水泥品种不同而异。国外试验的结果证明,对各种水泥其结果皆如此。但亦有人认为,添加流化剂再经泵送后,混凝土中的含气量会降低,因而其强度应该稍有提高。
        流化剂同时添加或后添加,对坍落度增大值的影响较大,但对混凝土强度的影响不明显,对抗拉强度的影响也不明显。
        (2)弹性模量试验证明,流态混凝土的弹性模量与基体混凝土的弹性模量基本相同,其龄期为4周、13周和26周的弹性模量皆相同。与抗压强度相似,流化剂同时添加与后添加,对弹性模量没有什么影响。
        (3)与钢筋的黏结强度  流态混凝土由于掺加流化剂后坍落度增大,流动性改善,因而其与钢筋的黏结强度,比基体混凝土有所提高。
        (4)收缩  流态混凝土的收缩与流化剂的添加量有关。流化剂的添加量为0.3%~0.8%时,其收缩值与基体混凝土的收缩值相等;流化剂的添加量为0.9%~1.0%时,其收缩值比基体混凝土的稍小,这是由于混凝土中含气量降低的原因;如添加的是缓凝型流化剂时,其收缩值比基体混凝土稍大。总的说来,流态混凝土的收缩与基体混凝土的收缩基本上相同,但是比坍落度相同的大流动性混凝土小 10%~15%。
        如果混凝土的配合比相同,流化剂同时添加和后添加制出的流态混凝土,其收缩值没有本质上的差别。
        (5)徐变  流态混凝土的抗压徐变,当荷载材龄为30d时,与基体混凝土的徐变大致相同;当荷载材龄超过50d时,流态混凝土的徐变比基体混凝土的稍大,与普通大流动性混凝土的相似。在气候非常干燥的情况下,流态混凝土的徐变较大。
        (6)耐久性  试验证明,流态混凝土的透水系数与基体混凝土的基本相同。
        300次冻融循环试验的结果证明,流态混凝土的抗冻融性能比基体混凝土稍差,与普通大流动性混凝土相近。
        混凝土的抗冻融性能,与其含气量有关。为了获得必要的抗冻融性能,混凝土的含气量应在3.5%以上。降低水灰比对提高混凝土的抗冻融性能是有利的。
        至于抗盐类侵蚀性能,用三聚氰胺类流化剂配制的流态混凝土,其抗盐类侵蚀性能比基体混凝土好;而用萘磺酸盐类流化剂配制的流态混凝土,则与基体混凝土相同。
        试验证明,流态混凝土的耐热性,比普通混凝土的耐热性稍好。此外,与相同水灰比和坍落度的大流动性混凝土相比,流态混凝土的绝热温升明显降低,这对于大体积混凝土施工是十分有利的。
        总的来看,流态混凝土的物理力学性能不低于基体混凝土,在某些方面,甚至还优于基体混凝土,而且经过流化后的流态混凝土的坍落度大大增大,对于施工时的运输和浇筑是非常有利的,尤其配合泵送施工更为有利。
        3.流态混凝土的施工
        流态混凝土的施工,可参见第八章相关内容,此外还要注意以下几点。
        ①流化剂添加量为水泥重量的0.5%~0.7%为宜。
        ②基体混凝土搅拌之后60~90min以内添加流化剂为宜。
        ③普通混凝土的含气量为4%,轻骨料混凝土为5%。
        ④坍落度,基本混凝土一般为8~12cm,流态混凝土为 18~22cm。
        ⑤水灰比,普通混凝土一般为0.65~0.7,轻骨料混凝土为 0.6~0.65。
        ⑥最小水泥用量,普通混凝土为280kg/m3,轻骨料混凝土为 300kg/m3
        ⑦骨料要求,砂的细度模数为2.8,最大粗骨料粒径碎石为20mm,卵石为25mm(人造轻骨料为 15mm)。
        ⑧基体混凝土的外加剂,一般采用AE剂或AE减水剂。