高燕群，馬坤誠，厲瑞峰

（柳州展南預(yù)拌混凝土有限公司，廣西柳州 545002）

混凝土流變性決定了密實(shí)性和可泵性，這會(huì)對(duì)其在建筑工程中的應(yīng)用，以及工程竣工后的質(zhì)量和應(yīng)用造成直接影響，可見，研究混凝土流變性意義重大。而在新拌合混凝土中加入硅灰，能夠?qū)π掳韬匣炷亮髯冃栽斐梢欢ㄓ绊?，可見，加?qiáng)對(duì)相關(guān)內(nèi)容的探究意義重大。

1 硅灰及混凝土流變性概述

1.1 硅灰概述

硅灰主要來自于冶煉鐵合金或工業(yè)硅，通過煙道排出的粉塵經(jīng)收集得到的粉體材料，其中的礦物質(zhì)成分以無定形的SiO2為主，一般占到了的全部成分的86%~96%之間，還有含有一定量的CaO、SiO2、Fe2O3等物質(zhì)。在發(fā)生相變時(shí)，表面會(huì)產(chǎn)生張力作用，從而會(huì)產(chǎn)生非晶無定形圓球狀顆粒，其表面十分光滑，也會(huì)存在多個(gè)圓球顆粒合理粘結(jié)到一起的團(tuán)聚體[1]。通過對(duì)硅灰性質(zhì)進(jìn)行全面分析可以發(fā)現(xiàn)，硅灰表面積很大，是一種活性較高火山灰物質(zhì)，硅灰球與粉煤灰與水泥相比小得多，其顆粒主要都在0.5μm以下。硅灰摻入到物料中，其能夠起到的主要作用就是潤滑，通過對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，能夠使混凝土性能得到改善，滿足建筑工程建設(shè)需求[2]。

1.2 混凝土流變性

混凝土流變性指的就是在外力作用下流動(dòng)性和變形情況，流動(dòng)性也就是混凝土流動(dòng)性改變，變形指的使坍落度突然增大，混凝土流變性會(huì)對(duì)其性能和應(yīng)用造成直接影響，也會(huì)影響采用混凝土建設(shè)后工程的質(zhì)量。對(duì)于混凝土流變性分析是一項(xiàng)復(fù)雜工作，在實(shí)際問題分析期間，工作人員必須嚴(yán)格依據(jù)制定要求開展，確保最終分析結(jié)果準(zhǔn)確性。

2 混凝土原材料及配合比

（1）水泥：桂林興安海螺P.O42.5水泥，28d水泥強(qiáng)度為51.0MPa。

（2）礦粉：柳州強(qiáng)實(shí)S95級(jí)礦粉，比表面積425m2/kg，28d活性指數(shù)98%。

（3）石灰石粉：柳州匯弘石灰石粉，45μm方孔篩篩余12%，MB值0.25，流動(dòng)度比113%。

（4）機(jī)制砂：表觀密度2730kg/m3，細(xì)度模數(shù)2.9，MB值0.25，石粉含量13%。

（5）石：表觀密度2780kg/m3，5~25mm連續(xù)級(jí)配碎石，針片狀含量6.0%，壓碎指標(biāo)11%。

（6）減水劑：廣西南寧星都建材生產(chǎn)的XD-Ⅲ型聚羧酸系高效減水劑，減水率為25%。

（7）硅灰：南寧三永建材科技有限公司硅灰，燒失量0.85%，需水量比109%，活性指數(shù)112%。

（8）水：飲用水。

（9）混凝土配合比，如表1所示。

3 新拌合混凝土流變性分析

3.1 試驗(yàn)分析

混凝土工作性試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 混凝土工作性試驗(yàn)結(jié)果

通過表2中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，向混凝土中加入硅灰，可以縮短漏斗經(jīng)過時(shí)長和T500時(shí)間，對(duì)于坍落度和擴(kuò)展度有一定的影響。在硅灰摻量在不超過6%的情況下，對(duì)于漏斗經(jīng)過時(shí)長，以及T500造成的影響較為顯著，而當(dāng)硅灰摻量在低于6%時(shí)，提升硅灰摻量對(duì)于混凝土工作性能造成的具體影響則十分有限。

表1 混凝土配合比 單位：kg/m3

3.2 混凝土流體變化情況

大量研究結(jié)果表明，新拌合混凝土符合賓漢姆流變模型，這對(duì)建筑工程中采用的普通類型混凝土來說，可以采取坍落度法是測(cè)定混凝土流動(dòng)性的一種成熟、有效方法，但是，針對(duì)大流變性混凝土來說，在檢測(cè)時(shí)，無法精準(zhǔn)體現(xiàn)混凝土流變性能[3]。因此，人們?cè)趯?duì)混凝土性能進(jìn)行研究過程中，一直都嘗試一種精準(zhǔn)、簡(jiǎn)便的測(cè)定流變性的試驗(yàn)方法，從現(xiàn)階段情況來看，受研究時(shí)間，技術(shù)等多項(xiàng)因素影響，并未形成一種人們普遍接受或規(guī)范的科學(xué)方法。筆者采用流變儀，利用塑性粘度、屈服應(yīng)力、分層度等各項(xiàng)指標(biāo)開展流變性實(shí)驗(yàn)，從而完成相應(yīng)分析工作[4]。

新拌合混凝土是一種賓漢姆流體，對(duì)于這類流體來說，如果作用在立體上的剪切力大小超出其屈服應(yīng)力時(shí)，此時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致流體將會(huì)發(fā)生顯著改變，簡(jiǎn)單來說，流體如果不發(fā)生改變，其能夠承受剪切應(yīng)力。在試驗(yàn)開展過程中，隨著硅灰摻量增加，混凝土拌和物塑性粘度則會(huì)顯著降低，造成該現(xiàn)象的主要原因就是硅灰形成。由于變形過程，表面受到張力作用影響，則會(huì)產(chǎn)生非結(jié)晶相無定形圓球狀顆粒，而且混凝土比表面會(huì)呈現(xiàn)出光滑狀態(tài)，一些多個(gè)圓球顆粒在混凝土中能夠聚集在一起，從而形成團(tuán)體，其是一種面積大，而且具有較高活性的山灰物質(zhì)，其對(duì)于改善混凝土性能會(huì)造成直接影響[5]。此外，微小球狀體在具體應(yīng)用時(shí)能夠起到一定潤滑作用，減小固體之間摩擦力，降低拌合物塑性難度。而在摻灰量在小于10%的狀況下，能夠減緩塑性粘度較低具體速率。

通過上述實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，混凝土屈服應(yīng)力大小將會(huì)隨著硅灰摻量的加大而加大，造成這一現(xiàn)象的主要原因是混凝土原材料顆粒的尺寸相對(duì)較大，用于混凝土澆筑中拌合水可以在骨料之間的孔隙流動(dòng)。而考慮到混凝土拌合中采用的硅灰粒徑相對(duì)較小，因此，能夠?qū)⑦@些孔隙得到封堵，而且能夠?qū)⒚谒陂g的流動(dòng)通道被切斷[6]。而在混凝土中加入到一定量灰后，可以使混凝土整體屈服應(yīng)力大小得到進(jìn)一步提高，進(jìn)而滿足應(yīng)用需求。除此之外，混凝土屈服應(yīng)力大小與導(dǎo)致坍落度筒排空時(shí)間也會(huì)存在一定關(guān)聯(lián)。

3.3 分析分層度

在問題分析過程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土分層特征的合理評(píng)價(jià)，將混凝土裝滿模具，然后將模具放在振動(dòng)臺(tái)上，振動(dòng)1.5min，通過充分加速振動(dòng)后，能夠讓混凝土加速分層，再將混凝土在垂直度上方向劃分為4層，將混凝土中粗骨料清洗出來，完成上述作業(yè)后，分析粗骨料性能?；炷练謱佣入S著硅灰摻量增加而變大，當(dāng)硅灰摻量達(dá)到10%時(shí)，分層度會(huì)達(dá)到0.543，拌合物將會(huì)發(fā)生分層問題，而且整體和易性差。

4 混凝土中在建筑工程中的具體應(yīng)用

硅灰是一種活性很高的礦物質(zhì)摻合料，其中的主要活性成分為SiO2，將其作為輔助膠凝材料加入到混凝土和水泥漿體中，通過對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，一方面可以使水泥水化度能夠得到進(jìn)一步提高，另一方面也能夠與混凝土中加入的Ca（OH）2發(fā)生二次水化反應(yīng)，進(jìn)而使混凝土中骨料界面和水泥漿體性能產(chǎn)生影響，同時(shí)，也會(huì)對(duì)混凝土微結(jié)構(gòu)，以及水泥漿體性能造成一定影響。經(jīng)過一段時(shí)間研究，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)十分成熟，目前，已經(jīng)被合理應(yīng)用到一些建筑工程中，而且得到了廣泛應(yīng)用與推廣。某工程中采用的混凝土流變性參數(shù)控制指標(biāo)及硅灰摻量：工程強(qiáng)度等級(jí)為C70，混凝土中的硅灰摻量約為6%，導(dǎo)致時(shí)長小于4s，拓展度在685~745mm，T500時(shí)間小于5s，漏洞經(jīng)過時(shí)長在9~15s，塑粘性度在50~105Pa·s。通過對(duì)建筑工程具體施工情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在混凝土澆筑中摻入硅灰，一方面可以使混凝土整體抗壓強(qiáng)度得到進(jìn)一步提高，另一方面要能夠使采用的混凝土耐久性也能夠提出較大貢獻(xiàn)，主要包括混凝土密實(shí)性、抗凍性、抗鋼筋腐蝕性等。一般來說，應(yīng)對(duì)將硅灰摻量控制在6%~14%之間，其中最佳摻量要控制在的10%，摻量高過容易導(dǎo)致混凝土在后期應(yīng)用中發(fā)生分層問題，這也會(huì)對(duì)最終建設(shè)的建筑工程質(zhì)量造成直接影響。加入硅灰的摻量混凝土在許多建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用，而且從整體應(yīng)用情況來看，對(duì)于泵送混凝土來說，硅灰摻量應(yīng)對(duì)控制在膠凝材料總量的5%~10%之間，提高混凝土性能，進(jìn)而使建筑工程最終質(zhì)量能夠得到進(jìn)一步提高，滿足應(yīng)用需求。

5 結(jié)語

對(duì)于泵送混凝土流變特征可以采用混凝土流變儀檢測(cè)，如果受條件限制，沒有檢測(cè)儀器，在具體檢測(cè)時(shí)，要采用漏斗和倒筒時(shí)間完成相應(yīng)檢測(cè)度。同時(shí)，考慮到泵送混凝土是一種高觸變性粘性流土，在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，為了降低泵送混凝土遭受到阻力，以免泵送混凝土期間出現(xiàn)紊流，要對(duì)混凝土進(jìn)行控制，將其混凝土塑性粘度始終處于合理范圍內(nèi)。通過對(duì)摻硅灰混凝土在建筑工程中的應(yīng)用，對(duì)于泵送混凝土中加入硅灰摻量要進(jìn)行合理控制，利用硅灰取代觸變劑，改善混凝土性能，降低混凝土粘度，以免引起堵泵問題。