現(xiàn)今土木工程規(guī)模不斷擴(kuò)大、科技水平不斷提高,一些有著特殊功能要求的重要建筑不斷出現(xiàn),它們要求混凝土必須具有粳稻的強(qiáng)度更好的耐久性、更優(yōu)的穩(wěn)定性,這些加快了混凝土從普通到高性能乃至超高性能方向的逐步發(fā)展。在混凝土實(shí)際配制過(guò)程中,一方面,對(duì)于低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土,其膠凝材料用量不高且水膠比較大,此外,該類混凝土的骨料級(jí)配通常不佳,利用高減水率的PCE進(jìn)行此類混凝土的配制,易發(fā)生拌合物離析泌水現(xiàn)象;另一方面,通過(guò)采用較低強(qiáng)度等級(jí)水泥、提高膠凝材料用量及降低水膠比等方法來(lái)制備的高強(qiáng)混凝土,易出現(xiàn)混凝土粘度高,拌合物流動(dòng)性差,流動(dòng)速度慢的現(xiàn)象。因此,混凝土拌合物粘度過(guò)低或過(guò)高都會(huì)致使混凝土工作性能不佳,降低施工質(zhì)量,對(duì)混凝土力學(xué)性能及耐久性能極為不利。
一.提高混凝土拌合物粘度
粘度改性劑(Viscosity Modifying Agent,簡(jiǎn)稱VMA)是一種用來(lái)提高混凝土拌合物粘度的外加劑,它可以顯著改善水泥基膠凝材料體系的粘聚性和穩(wěn)定性。
很多研究認(rèn)為粘度改性劑是通過(guò)多種作用機(jī)理的組合來(lái)改善混凝土的穩(wěn)定性(防泌水、防離析),同時(shí)會(huì)減小其流動(dòng)性(增加了剪切應(yīng)力和塑性粘度)。粘度改性劑主要的作用機(jī)理可以總結(jié)為以下3個(gè)方面:
1.是保水作用。粘度改性劑分子結(jié)構(gòu)中的親水長(zhǎng)側(cè)鏈吸附和固定自由水分子,溶脹作用使其表觀體積增大,拌合水的粘度就隨之增加。
2.是聚合物之間的相互作用和纏結(jié)。相鄰的粘度改性劑分子側(cè)鏈會(huì)相互吸引,導(dǎo)致凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成和纏結(jié),從而阻止自由水的遷移,增加了整個(gè)系統(tǒng)的粘度。
3.是聚合物和水泥顆粒之間的相互作用。聚合物在漿體溶液中會(huì)吸附于水泥顆粒表面,導(dǎo)致顆粒粒徑的增加和聚合物鏈移動(dòng)受到的阻力增加。另外,更高的濃度會(huì)導(dǎo)致水泥顆粒之間的橋接,形成剛性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
二.降低混凝土拌合物粘度
高強(qiáng)混凝土在其工作性方面的最大弊端是其拌合物粘度往往偏大,這很不利于高強(qiáng)混凝土的施工。實(shí)際工程中常采取的降粘措施包括如下幾種。
(1)使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰
優(yōu)質(zhì)粉煤灰中含有大量細(xì)小的球形玻璃體物質(zhì),這些球形玻璃體物質(zhì)能夠起到良好的滾珠效應(yīng),從而降低拌合物的粘度。超細(xì)粉煤灰的顆粒直徑在2μm左右,與硅灰(顆粒直徑0.2μm左右)和水泥、普通粒度粉煤灰、礦渣粉等配合,是配制高強(qiáng)混凝土、超高強(qiáng)混凝土?xí)r降低混凝土拌合物粘度較好的措施。
(2)適量使用引氣劑
引氣劑能夠顯著提高混凝土拌合物中微小氣泡的含量,這些微小氣泡會(huì)占據(jù)漿體中自由水的存在空間,從而使更多的自由水存在與顆粒間隙間,提高了水的潤(rùn)滑作用。同時(shí),引入的微小氣泡還能起到良好的滾珠效應(yīng),從而降低拌合物粘度。
(3)降粘型PCE的開發(fā)
目前,關(guān)于降粘型PCE的作用機(jī)理并不明確,大部分的解釋在于此類PCE能夠減少其親水基團(tuán)對(duì)漿體中自由水的束縛,使更多的自由水參與到顆粒間的潤(rùn)滑作用中,從而起到降粘的效果。但也有不少研究人員對(duì)其提出了質(zhì)疑,認(rèn)為可能是此類PCE提高了漿體中有益氣泡的含量,從而降低了拌合物的粘度。