刨花板纹清水混凝土研究与应用（1）

1　原材料

通过对比试验，最终选取的原材料分别是呼和浩特某水泥有限公司生产的P·O?42.5普通硅酸盐水泥、河北涞水生产的碎石、河北承德生产的机制砂中砂，云南某厂生产的粉煤灰微珠、天津某电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，河北某建材有限公司生产的高性能聚羧酸减水剂、引气剂、消泡剂、纤维素醚。

粉煤灰微珠具有活性高、低水化热、质轻、耐腐蚀、抗压强度高、流动性好、热稳定性高等功能，其特有的微观结构及需水量低，可以起到减水、增强的作用，关键是其滚珠可以降低混凝土的水胶比，改善混凝土的工作性。

2　配合比

本项目在配合比设计中，采用单掺粉煤灰的技术路线，粉煤灰可以增强混凝土内部结构的致密性，从而控制早期收缩，减少裂缝的产生。同时减少矿物掺合料的引入种类，减少色差的产生。根据JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》对混凝土配合比进行设计试验，确定用水胶比为0.33和0.31两个系列配合比，砂率均为41%，单掺粉煤灰掺量均为20%，外加剂掺量为1.8%的配合比，通过用粉煤灰微珠替代Ⅱ级粉煤灰、调整纤维素醚引入量、调整引入消泡剂和引气剂进行试验研究，混凝土配合比设计结果见表1。

表1　C50刨花板纹清水混凝土配合比设计

     

3　试验结果及讨论

3.1　对刨花板纹清水混凝土拌合物的保水性及和易性的影响

混凝土保水性能是评价清水混凝土拌合物质量的一项重要指标，不仅能反映出拌合物在生产配制中各组成材料是否选用合理，还能反映出混凝土浇筑过程中是否具有良好的工作性能，能否成型后得到均匀无缺陷的致密结构等性能。本研究通过对混凝土拌合物去石砂浆进行保水率试验表征混凝土保水率。

3.1.1　纤维素醚

从图1可以看出，纤维素醚的掺入能明显提高混凝土的保水性，混凝土的保水性随着纤维素醚掺量的增加而增加，当纤维素醚掺量超过0.0050%时，混凝土去石砂浆的保水率增长变缓。通过图2和图3可以看出，纤维素醚的掺入可以降低混凝土拌合物的坍落度和扩展度，随着纤维素醚掺量的增加，降低混凝土拌合物的坍落度和扩展的效果越明显。纤维素醚分子链上的羟基和醚键上的氧原子均可与水分子缔结成氢键，使游离水变成结合水，从而起到很好的保水作用，纤维素醚的保水性增大了粘聚性，使混凝土在流动过程中剪切力变大，导致混凝土的坍落度和扩展度下降，但一定掺量的纤维素醚可以很好地改善混凝土工作性能，增大混凝土的保水性、包裹性及抗离析性。

     

图1　纤维素醚掺量对混凝土去石砂浆保水率的影响

     

图2　纤维素醚的掺量对混凝土坍落度的影响

     

图3　纤维素醚的掺量对混凝土扩展度的影响

3.1.2　水胶比

从图4能够明显看出，在胶凝材料总量不变的情况下，水胶比的降低能够明显提高刨花板纹清水混凝土的保水性，但通过图5和图6可以看出，水胶比的降低使刨花板纹清水混凝土坍落度和扩展度有大幅降低，使混凝土工作性变差，不能满足刨花板纹清水混凝土的施工要求。虽然水胶比的降低能够增大混凝土硬化后的密实性，但在胶凝材料总量不变的情况下，减少单方混凝土用水量降低水胶比，会使混凝土拌合物中自由水变少，混凝土的保水性增加，会造成混凝土流动性、和易性和可泵性变差。

     

图4　不同水胶比对混凝土去石砂浆保水率的影响

     

图5　不同水胶比对混凝土坍落度的影响

     

图6　不同水胶比对混凝土扩展度的影响