伴随着建筑技术的发展和进步,轻骨料混凝土作为一种保温隔热性能的轻骨料混凝土,在工程中逐渐得到大量应用,在建筑的外墙板、消防通道、基础等部位得到更加广泛的运用。轻骨料混凝土具有较好的保温性、耐火性、抗渗性和重量轻的特点,但也是因为其所用原材料本身特殊性能的影响,与普通混凝土相比,轻骨料混凝土的生产阻力重重,多数商品混凝土企业觉得存料、生产、运输等环节比较麻烦,从而影响了轻骨料混凝土作为预拌混凝土的推广。
福建的建筑行业近几年内飞速发展,自2008年以来预拌混凝土的市场需求量逐渐增大,行业监管也越来越规范,而特殊类型的混凝土市场占有比重很少,还处于摸索阶段,但其前景是很乐观的;为此我公司技术部开始学习轻骨料混凝土、透水混凝土等混凝土,针对轻骨料型混凝土原材料本身特点及施工控制难点等方面开展试验,取得了不错的成绩和效果,现就轻骨料混凝土生产施工过程中的细节叙述如下,与大家探讨相互学习。
1 轻骨料混凝土的定义
轻骨料混凝土是以轻骨料代替石子为粗骨料,以普通砂或陶砂为细骨料制备的轻骨料混凝土,由胶凝材料和轻骨料配制而成,容重不大于1900kg/m3。按用途可将其分为保温用(密度800kg/m3以下)、结构保温用(密度800~1400kg/m3)、结构用(密度1400kg/m3以上)三种。
2 轻骨料混凝土原材料
(1)轻骨料分为页岩轻骨料、粘土轻骨料、粉煤灰轻骨料三种(见表1)。轻骨料到站后应按现行国家标准GB/T17431.1-2《轻集料及其试验方法》的要求进行入场验收,对配制结构用的轻骨料混凝土的高强轻骨料,必须检验强度等级。须选用级配好、圆球形、无杂物混入的轻骨料。轻骨料应有专门存放点,不能与别的粗骨料混合,在生产之前要对轻骨料进行预湿处理。
(2)采用粉煤灰和矿粉等掺合料,并加入适当掺量的引气剂和增稠剂,防止新拌混凝土中轻骨料上浮,减少离析,提高混凝土的稳定性。
(3)水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。
(4)外加剂的掺量必须经过试验确定,控制坍落度及坍落度经时损失,1h坍落度经时损失宜≤20mm/h,使混凝土在入泵时保持适宜的流动性(一般建议施工时选择适宜的浇筑方式,尽可能少采取泵送的方式)。
(5)砂:中砂或粗砂,含泥量当混凝土强度等级≥C10~C30时不大于5%。
表1 轻骨料的分类
分类
页岩轻骨料
粘土轻骨料
粉煤灰轻骨料
粒径(mm)
5~30
5~30
5~15
松散密度(kg/m3)
500~700
580~680
630~700
吸水率(%)
3.5~5.0(干燥状态下30mm计)
8.3~10(干燥状态下1h计)
16~17(干燥状态下1h计)
未熟化的片状物
小于10~15%
—
—
粉末及粒径小于5mm的颗粒
小于5%
小于5%
小于5mm或大于15mm的颗粒含量均不应大于5%。
3 配合比控制
根据工程使用条件,优化轻骨料混凝土配合比设计参数(设计参数包括水胶比、水泥用量、用水量和砂率),其中最大水灰比以及最小水泥用量、最高水泥用量还要满足JGJ 51-2002的规定要求;满足抗压强度、表密度和稠度的要求,严格控制用水量,杜绝混凝土离析,搅拌均匀。
公司试配采用湘潭中材P·O42.5水泥、湘潭电厂Ⅱ级粉煤灰、坪塘砂场中河砂、长沙华旺轻骨料(页岩轻骨料),试配型号为LC10、LC15、LC20和LC25四个型号,各盘试拌效果良好,混凝土的坍落度满足设计要求,混凝土和易性好。
本次试配其中LC25配合比及试配情况如表2所示。
表2 LC25混凝土配合比kg/m3
水胶比
砂率(%)
用水量
水泥
粉煤灰
砂
轻骨料
抗压强度(MPa)
7d
28d
0.35
42
172
369
122
460
377
25.3
33.9
其中实测干表观密度为1410kg/m3,实测湿表观密度1500kg/m3,坍落度为180mm,和易性良好。在配合比试拌时严格控制用水量,采用逐次叠加的方式进行。本次试验未采用外加剂,在实际生产中可以考虑外加剂的运用,帮助进行用水量的控制;砂率需适宜,过小的砂率易使轻骨料堆积,造成和易性差。
4 生产控制程序
(1)轻骨料拌合物必须采用强制式搅拌机搅拌,搅拌前预湿处理轻骨料,投料顺序按图1进行。
图1 轻骨料混凝土生产投料顺序
(2)对混凝土生产过程及施工过程按搅拌楼出机合格、出厂合格、卸料合格三个环节进行控制。搅拌机出料的混凝土应保证和易性良好,不离析、轻骨料不上浮;到现场坍落度宜控制在150~180mm,超过以上控制范围应从以下几方面查找原因进行调整:
1)砂石含水率发生明显变化、采用了热胶凝材料;
2)外加剂掺量和计量是否准确;
3)搅拌运输车内是否有积水;
4)轻骨料预湿是否均匀或按要求达到了预定时间,生产前轻骨料是否已提前停止预湿,轻骨料表面是否已达到面干状态。
5 运输及浇筑
(1)运输距离应尽量缩短,运输距离不宜超过20km,混凝土搅拌到现场浇筑的时间不宜超过1h,在运输中应采取措施减少坍落度损失、防止离析。
(2)搅拌车在运输过程中保持罐体匀速运动,转速应控制在3~4转/min。运输车到达现场后,若坍落度损失较大时,可采取在卸料前加入适量减水剂进行搅拌的措施,满足施工所需的和易性要求,但不能加水。
(3)轻骨料混凝土浇筑时自由倾落的高度不应超过1.5m,当倾落高度大于1.5m时,应加串筒、斜槽或溜管等辅助工具。拌合物应采用机械振捣成型,振捣时间应以拌合物折捣实和避免轻骨料上浮为原则。
(4)浇筑成型后,宜采用拍板、刮板或振动抹子等工具及时将浮在表层的轻骨料压入混凝土内。若颗粒上浮面积较大,可采用表面振动器复振,使砂浆返上,再作抹面。
6 轻骨料混凝土的养护
由于轻骨料存在大量孔隙,弹性模量较低,一般情况下,其收缩和徐变也较大,易产生开裂,所以轻骨料混凝土浇筑成型后应及时覆盖和喷水养护。采用自然养护时,用普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、矿渣水泥拌制时的轻骨料混凝土,湿养护时间不应少于7d;用粉煤灰水泥、火山灰水泥拌制的轻骨料混凝土及在施工中掺缓凝型的混凝土,湿养护时间不应少于14d。养护期间严禁在混凝土表面行走、操作或是拖拉工具杂物等。