[科普中国]-混凝土扩散度

简介

过去我们对混凝土的流动性一般是以混凝土的坍落度来衡量的，原因是过去我们所使用的混凝土都是低流动度或中等流动度的，对于超大流动度混凝土，我们认为只用坍落度一个指标来衡量是不够全面的，在试验中我们发现超大流动度混凝土不仅具有较大坍落度这一性质，而且还具有一种新的特性，即较高的扩散性。所以，在这里我们认为有必要引入一个新的概念———混凝土的扩散度。

扩散度的测量方法是在测量混凝土坍落度的同时进行的，即当坍落度桶提起后，混凝土在坍落的同时，也在向外扩散，这个混凝土扩散面的直径，我们称之为混凝土的扩散度。我们有意识地做了一项试验，结果表明不仅超大流动度混凝土与中等流动度混凝土的扩散性差别很大，而且就是同等坍落度混凝土的扩散度差别也是很大的1。

超大流动度混凝土根据国内使用混凝土的流动性的状况，我们认为大致可做以下定义：

a.低流动性混凝土：混凝土坍落度7～9cm，一般为混凝土搅拌运输车送料，不采用泵送的混凝土。

b.中等流动度混凝土：混凝土坍落度12～14cm，一般为混凝土搅拌运输车送料，采用混凝土输送泵泵送的混凝土，泵送高度在80米以下。

c.大流动度混凝土：混凝土坍落度16～18cm，扩散直径50～60cm，一般为C50以上等级的高强混凝土采用。

d.超大流动混凝土：混凝土坍落度22～24cm，扩散直径70～80cm，采用混凝土搅拌运输车送料，混凝土输送泵泵送的混凝土，泵送高度一般可达到150米1。

泵送混凝土的流动特性按宾汉姆流变学理论：泵送混凝土在管道内做栓式流动，影响混凝土泵送高度的主要因素有混凝土自重以及由此而产生的压力损失和混凝土与输送管道内壁的剪应力两种，前者如泵送高度一定，则是一个恒定的值，而剪应力的变化则是随着混凝土粘附力和与管壁摩阻力大小决定的1。超大流动度混凝土在同等条件下，能够比中等流动度混凝土泵送高度增加，其主要原因是降低了混凝土粘附力和与管壁摩阻力，从而降低了输送管道内壁的剪应力所致2。

配制超大流动度混凝土方法水泥

配制超大流动度混凝土应优先选用细度较高的硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，也可采用矿渣硅酸盐水泥。

高效减水剂

选用奈系高效减水剂UNF和NF系列都可使中等流动度的混凝土在水灰比不变的情况下，流动性得到较大幅度的提高。

缓凝型减水剂

在超大流动度混凝土中，由于较大的流动度是依靠高掺量的高效减水剂建立起来的，这种大流动度会随着水泥的水化和高效减水剂分散作用的降低而减小，减小的程度随气温和水泥早期水化速度的差异而不同，为了使混凝土这种大流动、高扩散性能够维持足够的时间，以满足高层建筑混凝土泵送施工的要求，采用缓凝型减水剂和高效减水剂复合使用能够达到令人满意的效果3。

粗、细骨料

超大流动度对粗，细骨料的要求是比较严格的，如果控制得不好，会直接影响混凝土的施工性能。超大流动度混凝土使用的粗骨料除应满足强度要求外，对骨料的表面形状和骨料中针、片状含量的要求也是比较高的，应选择表面呈球状和正方形状，针、片状较小的粗骨料为宜。有条件的地区可采用高炉重矿渣骨料则效果更好。细骨料应使用洁净的偏细一点的中砂为宜。根据试验我们认为细度模数2.3～2.6之间较好。

掺合料

超大流动度混凝土由于加入了大掺量的高效减水剂和缓凝减水剂，而单位用水量并没有减少，所以，水泥浆体显得非常稀薄，容易导致混凝土产生离析现象，使混凝土的合易性和可泵性能变差。合理的选择混凝土的掺合料可明显地增加混凝土中粗骨料的裹浆量，使混凝土在超大流动度的情况下，仍具有较好的和易性和可泵性，通过试验我们认为加入30～50kg/m3的粉煤灰、沸石粉和膨胀剂都可不同程度的增加混凝土的裹浆量。改善混凝土的和易性。

G是一种化工产品，加入2～3‰的G，能很好地解决超大流动混凝土的离析问题，而且能增加混凝土的内聚力。内聚力和水分散作用是一对矛盾，水分散作用增大，混凝土流动性增大，而混凝土内聚力增大，则流动性降低。在以水分散作用为主导体系的前提下，适量的增加一点混凝土的内聚力能使混凝土产生如下效果：在没有加入G时的情况，混凝土在强大的水分散作用下，水泥浆体脱离骨料，也就是我们所说的离析现象。

当在上述混凝土中加入G以后，混凝土在保持超大流动性的基础上，基本没有水泥浆圈。在混凝土中加入G之后，其润湿角也从90°，即从亲水型变成了憎水型这就使混凝土在超大流动度的情况也不离析1。