現今土木工程規模不斷擴大、科技水平不斷提高,一些有著(zhù)特殊功能要求的重要建筑不斷出現,它們要求混凝土必須具有粳稻的強度更好的耐久性、更優(yōu)的穩定性,這些加快了混凝土從普通到高性能乃至超高性能方向的逐步發(fā)展。在混凝土實(shí)際配制過(guò)程中,一方面,對于低強度等級的混凝土,其膠凝材料用量不高且水膠比較大,此外,該類(lèi)混凝土的骨料級配通常不佳,利用高減水率的PCE進(jìn)行此類(lèi)混凝土的配制,易發(fā)生拌合物離析泌水現象;另一方面,通過(guò)采用較低強度等級水泥、提高膠凝材料用量及降低水膠比等方法來(lái)制備的高強混凝土,易出現混凝土粘度高,拌合物流動(dòng)性差,流動(dòng)速度慢的現象。因此,混凝土拌合物粘度過(guò)低或過(guò)高都會(huì )致使混凝土工作性能不佳,降低施工質(zhì)量,對混凝土力學(xué)性能及耐久性能極為不利。
一.提高混凝土拌合物粘度
粘度改性劑(Viscosity Modifying Agent,簡(jiǎn)稱(chēng)VMA)是一種用來(lái)提高混凝土拌合物粘度的外加劑,它可以顯著(zhù)改善水泥基膠凝材料體系的粘聚性和穩定性。
很多研究認為粘度改性劑是通過(guò)多種作用機理的組合來(lái)改善混凝土的穩定性(防泌水、防離析),同時(shí)會(huì )減小其流動(dòng)性(增加了剪切應力和塑性粘度)。粘度改性劑主要的作用機理可以總結為以下3個(gè)方面:
1.是保水作用。粘度改性劑分子結構中的親水長(cháng)側鏈吸附和固定自由水分子,溶脹作用使其表觀(guān)體積增大,拌合水的粘度就隨之增加。
2.是聚合物之間的相互作用和纏結。相鄰的粘度改性劑分子側鏈會(huì )相互吸引,導致凝膠網(wǎng)狀結構的形成和纏結,從而阻止自由水的遷移,增加了整個(gè)系統的粘度。
3.是聚合物和水泥顆粒之間的相互作用。聚合物在漿體溶液中會(huì )吸附于水泥顆粒表面,導致顆粒粒徑的增加和聚合物鏈移動(dòng)受到的阻力增加。另外,更高的濃度會(huì )導致水泥顆粒之間的橋接,形成剛性網(wǎng)絡(luò )結構。
二.降低混凝土拌合物粘度
高強混凝土在其工作性方面的最大弊端是其拌合物粘度往往偏大,這很不利于高強混凝土的施工。實(shí)際工程中常采取的降粘措施包括如下幾種。
(1)使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰
優(yōu)質(zhì)粉煤灰中含有大量細小的球形玻璃體物質(zhì),這些球形玻璃體物質(zhì)能夠起到良好的滾珠效應,從而降低拌合物的粘度。超細粉煤灰的顆粒直徑在2μm左右,與硅灰(顆粒直徑0.2μm左右)和水泥、普通粒度粉煤灰、礦渣粉等配合,是配制高強混凝土、超高強混凝土時(shí)降低混凝土拌合物粘度較好的措施。
(2)適量使用引氣劑
引氣劑能夠顯著(zhù)提高混凝土拌合物中微小氣泡的含量,這些微小氣泡會(huì )占據漿體中自由水的存在空間,從而使更多的自由水存在與顆粒間隙間,提高了水的潤滑作用。同時(shí),引入的微小氣泡還能起到良好的滾珠效應,從而降低拌合物粘度。
(3)降粘型PCE的開(kāi)發(fā)
目前,關(guān)于降粘型PCE的作用機理并不明確,大部分的解釋在于此類(lèi)PCE能夠減少其親水基團對漿體中自由水的束縛,使更多的自由水參與到顆粒間的潤滑作用中,從而起到降粘的效果。但也有不少研究人員對其提出了質(zhì)疑,認為可能是此類(lèi)PCE提高了漿體中有益氣泡的含量,從而降低了拌合物的粘度。
