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怎么解决免蒸养混凝土制品,新型免蒸液

怎么解决免蒸养混凝土制品,新型免蒸液

    发布时间:2022-01-20

    内容简介:抗冻融试验和抗氯离子渗透试验按GB/t50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》执行。绘制所得数据,分析无害孔、较少有害孔、有害孔和更多有害孔的形成,从孔径分布和孔隙率的角度分析影响混凝土强度和耐久性的因素。...

混凝土电杆具有成本低、使用维护简单等优点,在电力行业得到广泛应用。在混凝土电杆的生产过程中,通常采用蒸汽养护(简称蒸汽养护)工艺来加快水泥的水化速率,提高混凝土的早期强度。然而,相关资料表明,蒸汽养护会降低混凝土的耐久性,危及实际工程,消耗大量能源。随着我国低碳节能经济发展模式的提出,国家和生产企业对混凝土产品的生产提出了更高的要求。生产企业迫切需要从节能减排、提高性能、经济性和可靠性等方面进行技术创新。因此,探索无蒸养工艺生产混凝土电杆,进一步提高电杆的性能具有重要的现实意义。

Yang Mu等人向混凝土中添加活性外加剂以提高混凝土的耐久性,通过热处理和其他技术刺激胶凝材料的活性,并提高混凝土的早期强度。但仍需蒸汽养护,不能满足室温下生产的要求。王成奇等研究了超早强混凝土原材料优化和制备技术,充分利用环境温度对混凝土强度发展的影响,开发了免蒸高耐久性预应力高强混凝土管桩技术,并将其应用于工程实践。周华新等开发了超早强聚羧酸外加剂,利用聚羧酸外加剂接枝共聚技术,实现了低温(10~20℃)下分段混凝土的无蒸汽养护。Ramezanianpour和其他研究集中于蒸汽养护温度和矿物添加剂对混凝土性能的影响。结果表明,在一定范围内适当升温可以促进水化过程,加速水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和Ca(OH)2晶体的形成,提高混凝土的早期强度,无机添加剂也可以促进水泥矿物的水化。综上所述,通过一定的技术手段,混凝土在自然养护条件下的早期强度可以达到蒸汽养护混凝土的强度。同时可以简化施工环节,节约成本,提高混凝土构件的产品质量和产量,对节能减排和环境保护具有重要意义。

本文在原混凝土电杆生产比例的基础上,通过添加适量矿渣粉和早强剂,制备出早强非蒸养混凝土。同时,比较了现有电杆生产用混凝土和非蒸养混凝土的力学性能和耐久性,分析了两种养护制度下混凝土的微观结构。

1、 实验

1.胶凝材料:比表面积315m3/kg,28d抗压强度57.2mpa,抗折强度11.3mpa;细矿渣粉(以下简称矿粉)为S95级,比表面积400m2/kg。水泥和矿粉的化学成分和粒度分析分别如表1和图1所示。

表1水泥和矿渣粉的化学成分

水泥和矿渣粉的化学成分

水泥和矿渣粉的粒度分布

图1水泥和矿渣粉的粒度分布

骨料:细骨料为符合国家标准GB/t14684-2011要求的中砂,细度模数为2.73,含泥量为1.6(质量分数);粗骨料应为最大粒径为25mm的石灰岩砾石,并应连续级配。

外加剂:聚羧酸高效减水剂,减水率30(质量分数),硝酸钙为早强剂。

2、配合比及养护制度

目前我国圆形混凝土电杆生产基本采用蒸汽养护方式,即静停1h,升温速率小于25℃/h,(85±;5)℃温度,保温3~4H,冷却1h,以加速混凝土硬化,提高混凝土早期强度,使成型电杆在短时间内达到脱模强度,加快模具周转,提高电杆生产效率。蒸汽养护后,混凝土强度达到设计强度的70以上。以下是目前企业生产中使用的混凝土配合比与实验室开发的早强非蒸汽养护混凝土配合比的比较。

通过初步试验,无蒸养混凝土中矿粉含量为20(质量分数,下同),硝酸钙含量为胶凝材料质量的2时,性能为@,材料配合比见表2。考虑到本次试验的蒸养箱,蒸养混凝土入模后在(20±;3)℃温度下预养护3h,然后在85℃下蒸养21h。由于实验设备的加热速度非常快,因此不考虑加热时间。无蒸汽养护混凝土模拟不同的环境条件,在不同的养护系统下养护和成型。由表2可知,现有企业生产配合比中水泥用量较大,未添加早强剂。但是,使用20矿粉代替部分水泥用于无蒸汽养护混凝土,减少了水泥用量。

表2混凝土配合比

混凝土配合比

3.实验方法

为了比较养护条件对混凝土力学和耐久性的影响,在养护至相应龄期后,对混合试样进行了力学和耐久性试验。

混凝土力学性能按GB50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行,试件长、宽、高均为100mm。测量蒸汽养护混凝土的1D抗压强度,测量蒸汽养护混凝土的2和3D抗压强度以进行标准养护,并测量其他养护温度下的3D抗压强度。

抗冻融试验和抗氯离子渗透试验按GB/t50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》执行。抗冻融试验采用快速冻融法。试样的长度、宽度和高度分别为100、100和400mm。每25次冻融循环测量一次质量损失率和动弹性模量系数。抗氯离子渗透试验采用电通量法。试样为直径为(100±1)mm、高度为(50±2)mm的圆柱体。计算通过试件6h的电通量。

利用飞泉塔FEG250扫描电镜观察了不同养护制度下水泥石的微观结构。同时,采集相应的样本。Poresmaster 60GT自动水银孔隙率仪用于孔隙结构分析。孔径分析范围为0.35nm~950um。绘制所得数据,分析无害孔、较少有害孔、有害孔和更多有害孔的形成,从孔径分布和孔隙率的角度分析影响混凝土强度和耐久性的因素。

2、 结果和讨论

1.机械性能

在水泥中掺入矿粉和早强剂硝酸钙,是为了提高免蒸混凝土的早期强度。矿粉具有强烈的火山灰效应。其组分中的活性SiO2、Al2O3等物质与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成相应的水化产物,促进水泥二次水化;其次,矿粉的微集料效应可以改善混凝土的孔结构和密实度。此外,作为早强剂,硝酸钙会使液相Ca2+含量急剧增加,Ca(OH)2很快达到饱和并迅速结晶,降低水泥浆的pH值,从而加速熟料中硅酸三钙(C3S)的水化,提高水泥的早期强度。

在下文中,将比较非蒸汽养护混凝土和蒸汽养护混凝土的强度发展,以评估非蒸汽养护混凝土的力学性能。将蒸汽养护1D的强度与标准养护2和3D的强度以及其他养护体系下的3D强度进行了比较。实验结果如表3所示。

表3不同养护制度下非蒸养混凝土和蒸养混凝土的抗压强度

表3不同养护制度下非蒸养混凝土和蒸养混凝土的抗压强度

从表中的数据可以看出,未经蒸汽养护的试件抗压强度需要3D才能达到或超过蒸汽养护1D的强度,而未经蒸汽养护的混凝土强度随着温度的升高而增加。混凝土支柱设计配合比为C50混凝土,蒸养4~6h可达到混凝土设计强度的80以上。因此,蒸汽养护的强度不受影响