system: [SYSTEM]

user: 3. 试验结果与讨论 3.1. 试验配合比 蒙华T梁采用C60混凝土，配合比见表1。 该配合比水胶比0.29，且采用了525水泥，拌制的混凝土易粘度大，流动性差造成气泡不宜排出。针对此现象，优选了几种聚羧酸减水剂配方，在不同减水剂配方情况下进行混凝土拌合物及硬化混凝土性能测试。 3.2. 不同减水剂母液对混凝土性能及外观的影响 聚羧酸减水剂由于采用了不同的合成工艺和分子结构设计，使产品具有多样化、多品种、多功能性。 在实际应用中，通常采用不同减水剂产品及其他产品复配来实现各组分的协同作用、叠加作用、配伍作用，从而更高效地提高和改善混凝土性能 [ 6 ] [ 7 ] 。本实验中，混凝土坍落度要求160~200 mm，保坍时间1h，含气量3%~4%，因此为满足混凝土工作性能要求，方案设计采用减水型和保坍型两种或三种母液进行复配，并添加适当引气剂Y01和消泡剂X01，把混凝土初始坍落度和含气量控制在基本相近的前提下，对混凝土坍落度、含气量、凝结时间进行测试。其试验方案及结果见表2。 由表2可以看出，不同减水剂方案对混凝土坍落度、含气量、凝结时间及抗压强度有较大影响。其中3#、4#、7#方案保坍效果较差，采用101、103、132母液两两复配的减水剂仅能在半小时满足坍落度要求，1h后坍落度损失较大，这是因为三种母液初期释放速度较快，保坍成分较少，而添加了301或322母液的减水剂混凝土保坍效果较好。 由表2和图3可以看出，采用了132母液复配方案的减水剂初始含气量及含气量损失普遍偏小，其中7#、9#方案含气量损失最小，10#、6#方案次之，这是由于132母液侧链引入低引气基团，改善了聚羧酸减水剂因分子量大引气能力强、引入气泡尺寸较大的缺点 [ 8 ] ，而且加入322母液也有助于改善混凝土含气量损失，因为322母液属于脂类减水剂，与水泥适应性好，分散能力强，从而改善了混凝土和易性。 由表2和图4~图5可以看出，3#、7#、8#、9#方案的凝结时间比其余方案凝结时间要短，1 d、3 d、7 d抗压强度要高，这是因为此四种方案中有103母液，该母液属于早强型母液，该母液合成采用双引发剂、侧链接入了磺酸基团，能更好地分散水泥颗粒加速水化进程，从而加快了混凝土的凝结硬化，提高了早期强度 [ 9 ] 。而到28 d强度，该九种方案结果都相差不多，说明减水剂对后期强度影响不大，而且都能满足强度设计要求。 根据试验结果，综合考虑混凝土各项性能，优选6#、8#、9#方案进行现场模拟成型试验。在现场试验中，搅拌了3方混凝土，成型了一板小梁，如图6所示，1 d后进行拆模，外观效果如图7、图8、图9所示。 Table 1 The C60 concrete mix proportion of beam (kg/m3 PO52水泥 I级粉煤灰 河砂 碎石5~20 减水剂 引气剂 水 450 50 682 1114 6 3 145 表1. 梁C60混凝土配合比(kg/m 3 ) Table 2 Impact of different mother liquor son performance of concrete mixtur 编号 减水剂配方 坍落度/mm 含气量/% 凝结时间/min 抗压强度 0 h 0.5 h 1 h 0 h 0.5 h 1 h 初凝 终凝 1 d 3 d 7 d 28 d 1# 101:301 195 190 190 3.8 3.0 2.3 390 560 26.1 46.0 61.8 72.9 2# 101:322 195 195 190 3.7 3.2 2.4 375 550 26.3 46.2 62.0 72.7 3# 101:103 200 170 145 3.9 3.2 3.2 315 405 28.1 49.5 63.9 73.2 4# 101:103 195 180 155 3.7 3.3 3.1 360 550 25.8 45.6 61.6 72.5 5# 132:301 195 190 190 3.6 3.3 3.2 385 575 25.5 45.5 61.2 72.3 6# 132:322 190 190 190 3.5 3.5 3.4 370 545 25.6 45.7 61.5 72.6 7# 103:132 200 175 130 3.6 3.6 3.6 300 350 28.4 49.7 64.0 73.5 8# 103:322 190 185 185 3.8 3.2 3.0 320 390 28.2 49.2 64.2 73.2 9# 103:132:322 185 185 185 3.5 3.5 3.5 315 375 28.0 48.9 64.3 73.4 表2. 不同减水剂母液对混凝土拌合物性能的影响 图3. 不同减水剂母液对混凝土拌合物含气量的影响 图4. 不同减水剂母液对混凝土拌合物凝结时间的影响 图5. 不同减水剂母液对混凝土抗压强度的影响 图6. 模拟试验小梁 图7. 6#梁体外观情况 图8. 8#梁体外观情况 图9. 9#梁体外观情况 Table 3 Impact of different formulas of polycarboxylate superplasticizer on the performance and appearance quality of concret 编号 减水剂配方 坍落度/mm 扩展度/mm 含气量/% 容重/kg/m 3 状态描述 9# 103 + 132 + 322 + Y01 + X01 180 380 3.5 2460 和易性一般，流速慢 10# 103 + 132 + 322 + Y01 + X02 185 400 3.4 2445 和易性、流动性有所改善 11# 103 + 132 + 322 + Y01 + X02 + T01 + C01 180 455 3.5 2430 和易性好，流动性好，混凝土柔和 表3. 采用不同减水剂配方对混凝土拌合物性能及外观质量的影响 根据模拟试验小梁拆模效果看，该三种方案成型后的质量都较开始有了较大改善，气泡尺寸及数量都有了较大降低，说明混凝土含气量损失小、凝结时间短有助于T梁外观质量的改善。 由图7看出，梁体外观大泡基本没有，但直径2 mm的小泡较多，占据整面约20%。由图8看出，梁体外观小泡较少，但干缩型大泡较多，直径在4 mm左右。图9外观质量在此试验中最佳，马蹄面气泡直径小、数量最少且颜色均一。此时，采用103 + 132 + 322 + Y01 + X01减水剂复配方案经过一片梁试验，通过测算梁体外观气泡直径在2 mm左右，马蹄面气泡面积约占10%，达不到最优外观。 3.3. 不同复配小料对混凝土性能与外观质量的影响 根据优选的减水剂母液，采用不同消泡剂、粘度调节剂，进行现场浇筑，对混凝土外观质量进行对比研究。具体方案和试验数据见表3。 T梁拆模后外观效果见图10、图11、图12。 由表3可知，9#和10#方案掺入等量的两种消泡剂，混凝土拌合物含气量基本相同，但成型后的外观区别较大，图11相比图10梁体外观气泡干缩型气泡较少且气泡尺寸最大为1.5 mm，这是因为消泡剂X02消泡效果更好，消泡更温和，对混凝土中气泡表面张力影响小，更容易消大泡而保留有益的小泡，这样在含气量一定的情况下气泡数量更多，更能有效地在拌合物中发挥“滚珠效应” [ 10 ] ，降低混凝土粘度提高流动性。而消泡剂X01消泡强度大，不仅消除了部分大泡，也容易使拌合物中的小泡破裂聚集成大泡。由图12看出，方案11#加入的状态调节剂T01和C01，具有很好的蓬浆效果，能有效降低混凝土粘度，改善混凝土浆体柔和性，使混凝土流动性更好，从而使混凝土在浇筑成型时更易于充填且气泡容易排出，梁体外观最佳。 图10. 9#梁体外观情况 图11. 10#梁体外观情况 图12. 11#梁体外观情况 图13. 蒙华铁路某梁场应用效果图