商砼混凝土配方调整试验研究

0引言

目前,我国商业混凝土的发展较快,对混凝土性能的要求也越来越高,在目前原材料质量不稳定的情况下,混凝土配合比的设计方案急需更新调整,本商砼结合当前原材料特点,联合外加剂供应商开展了针对性调整实验,对混凝土配合比的设计方案进行了改进和优化。

1实验方案设计

取本商砼生产用原材料,按C30配合比进行实验,具体方案如下:

(1)用高性能外加剂试拌,观察混凝土外加剂掺量、用水量、初始工作性能、1h经时损失性能并检测7d和28d强度;

(2)在步骤1的基础上,保持其他原材料不变,调整高性能外加剂配方试拌,观察混凝土外加剂掺量、用水量、初始工作性能、1h经时损失性能并检测7d和28d强度;

(3)在步骤2的基础上,降低单方胶凝材料总用量(减20kg水泥),调整高性能外加剂复配方案试拌,观察混凝土外加剂掺量、用水量、初始工作性能并检测7d和28d强度数据;

(4)结果分析和经济性指标预测。

本商砼现行生产配合比见表1。

2实验结果分析

2.1保持胶凝材料用量不变时混凝土性能

在不改变生产配合比胶凝材料用量的情况下,采用不同的高性能外加剂复配方案,同时适当调整砂率,进行混凝土试拌及性能、强度检测,实验结果如表2所示。其中#0试验所用外加剂为生产用大样,#1、#2、#3试验所用外加剂为根据试拌状态调整后的小样,四种外加剂复配方案不同,但减水率均可达到高性能外加剂要求。

从#0试验结果和现场拌合物状态看,外加剂与材料的适应性差,减水、保坍效果不理想,导致混凝土用水量高、掺量高、坍损快。分析原因是夏季气温升高,同时商砼公司原材料质量发生较大变化,但外加剂配方未及时调整,不利于生产质量和成本控制。

#1、#2、#3试验使用经调整后的外加剂后,与原材料适应性有很大改善,其中#3试验混凝土与#0试验相比,单方用水量降低15kg;7d强度增长7.9MPa,28d强度增长4.6MPa;外加剂掺量降低0.45%,初始工作性能和1h经时损失性能均有大幅改善。

2.2降低水泥用量后混凝土性能

根据鲍罗米公式:fcu,o=Afce(C/W-B),在原材料一定时,混凝土28d配制强度和混凝土胶水比(C/W)呈直线关系,通过数据分析得到本商砼胶水比(C/W)与混凝土28d强度关系曲线见图1。

模拟得到曲线为fcu,o=29.76×C/W-21.85,根据JGJ55—《普通混凝土配合比设计规程》要求计算得到,满足设计坍落度mm要求的总用水量为.5kg(未掺外加剂)。

按高性能减水剂最低25%的减水率要求:生产用水W=.5×(1-25%)=kg,取kg;满足95%合格率要求的C30混凝土28d配制强度:fcu,o=30+1.×5=38.23MPa,根据建立的混凝土胶水比和28d强度关系计算可知,总胶凝材料为kg时,即可满足设计强度要求。

为验证所选胶凝材料用量是否满足强度要求,采用3#试验所用外加剂,开展#4、#5配比试验,结果见表3。

从表中数据可以看到,#4和#5混凝土28d强度结果满足并优于第一次实验建立的混凝土胶水比和28d强度关系图。

3经济性指标预测

由于本商砼在生产中外加剂配方未随温度、原材料变化及时调整,适应性不佳,导致外加剂掺量高达2.65%,C30等级混凝土胶凝材料单方用量达到kg,且混凝土经时损失大,质量控制难度增加。通过调整外加剂配方,混凝土性能有明显改善,且配合比有较大优化空间,混凝土单方成本对比见表4(取优化后单方胶凝材料总用量为kg):

对比可知,通过及时调整外加剂配方以及混凝土配合比,混凝土单方成本可降低14.2元/m,经济效益明显。

4结论和建议

(1)通过调整外加剂配方以及混凝土配合比,混凝土工作性能和28d强度有了很大提高,且降低了单方成本。

(2)由于当前原材料质量下滑、成分不稳,且冬、夏温差大,而第三代聚羧酸减水剂对原材料质量和气温较为敏感,如不及时根据原材料和气温变化调整外加剂配方,对公司质量和成本管控都极为不利。

(3)商混公司要加强原材料的管理,尤其是对外加剂减水率、固含量等关键性指标严格要求,在原材料发生较大变化或者发生季节性变化时,及时联系外加剂厂家对外加剂配方和生产配合比进行优化调整,并定期进行试拌验证,保证混凝土工作性能和强度指标,达到加强质量管控,降低生产成本的目的。(来源:《水泥工程》)




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