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  预拌混凝土在生产、运输、泵送环节经常会出现离析的问题,亦即匀质性问题。虽然国家标准在评定匀质性方面给定了相关评定指标,但检测操作繁琐,实际使用较少。所以实际施工中在判断离析的方法上通常采用目测方式。在泵送时,经常遇到搅拌车开始卸前1m3料时出现堵管现象,而遭遇施工方退料纠纷。所以在预拌混凝土交付过程中,存在一些技术上的争议,常引起生产和使用单位的纠纷,在一定程度上对预拌混凝土的发展起到阻碍作用。根据多年的产品开发和实践经验,从以下3个方面对预拌混凝土的匀质性问题进行分析探讨,并提出相应的解决方法。

自动上料搅拌车混凝土离析的探讨

  一、预拌混凝土离析的概述

  混凝土的搅拌过程,石子、砂子、水泥、矿物掺合料、水、外加剂等各组分间,既存在着化学变化,又存在着物理混合。从微观和宏观上,发生量的变化,也发生着质的变化。搅拌的过程是一个动态的过程,它存在着拌和与离析的矛盾运动。拌和质量是任意容积混合料中各组分与理想状态均匀程度-匀质性来衡量。混凝土离析,从现象上来说是水泥砂浆与粗骨料(石子)出现了分离。混凝土离析会造成泵送困难、混凝土强度降低、收缩裂缝龟裂等问题。

  国家相关标准对匀质混凝土[1、5]做出了检验要求:混凝土中砂浆密度的相对误差不大于0.8%,单位体积混凝土中粗骨料质量的相对误差不大于5%的混凝土,每罐混凝土的坍落度差值不大于20mm。但在具体施工中,搅拌车将混凝土运输至施工现场,对每车混凝土做混凝土砂浆密度相对误差和粗骨料质量相对误差,由于所需试验的仪器和器具复杂,只有在实验室完成,现场无法完成,所以这种定量分析检查很少实施。在施工过程中,通常是通过目测来检验搅拌车卸料过程的不同阶段粗集料的视觉差别来判断混凝土的匀质性的。

  二、搅拌站的技术问题

  混凝土出现离析问题主要是搅拌站调配混凝土的技术问题,不同级别的混凝土配合比有着严格的规范。石子(碎石或卵石)、砂(天然砂或人工砂)、水泥、水以及矿物掺合料(粉煤灰等)、外加剂等各组分使用不当,均可造成离析。就原材料来说,混凝土拌和物中用水量、石子级配好坏、减水剂掺量、砂子的含水量和含泥量、水泥细度、粉煤灰细度对混凝土离析都有重要影响。

  1、原材料的性质及选用

  1)水泥的影响 水泥细度在国标中是选择性指标,但对混凝土是否产生离析有重要影响。细度高,活性大,需水量增大,对减水剂的吸附能力越强,会减弱了减水剂的减水效果。而当水泥细度大幅度降低时,减水剂的减水效果增强,在减水剂掺量不变的情况下,混凝土用水量应大幅度减少,故易造成减水剂过量,引起离析现象。常发生在减水剂掺量高的高强度混凝土中。

  2)石子、砂骨料的影响 细骨料按来源可分为:天然砂(河砂、海砂、山砂)、人工砂(即机制砂)、混合砂(天然砂和人工砂按比例混合),其中河砂的可泵性最好,机制砂的可泵性最差。细骨料按粒径可分为粗砂、中砂、细砂、特细砂,其中中砂的可泵性最好。粗骨料按形状可分为:卵石、碎石。卵石的可泵性好于碎石。

  混凝土中骨料的合理选用及其质量皆影响混凝土的质量,选用不当易造成离析现象。如:卵石较碎石易离析;石子粒径大、单粒级易离析;针、片状颗粒的含量增大,易离析;砂子含石量大(特别是片状石屑)易离析;砂石含水率过高(特别是砂子含水率过高,大于10%)易离析;砂石的含泥量大会使水泥浆同骨料的粘结力降低,易引起离析现象。

  3)粉煤灰 是混凝土重要的掺和料之一,其细度的变化会引起离析现象。

  4)外加剂 其选用需根据混凝土性能要求、施工条件和气候情况,同时结合原材料、配合比等因素综合考虑,并且选用外加剂的品种和掺量应经过试验最后确定。在很多搅拌站,很多凭借大致经验而较随意,其使用不当也易引起离析现象。

  2、混凝土配合比设计

  1)混凝土配合比 混凝土中各组成材料之间的比例关系。混凝土配合比设计需满足混凝土设计的强度等级、和易性、耐久性。各个商业搅拌站在满足上述条件下做节约水泥、采用低成本石子和砂子等,降低混凝土成本。配合比不当是造成离析现象的重要原因。

  2)石子的颗粒级配 需选用连续粒级,单粒级配会造成离析。最大粒径(一般是根据泵送输送管道最小口径、输送高度)大也易离析。

  3)砂率、砂的颗粒级配和含水率 砂的颗粒级配区,优先选择Ⅱ区砂。当采用Ⅰ区砂时,应提高砂率并保持足够的水泥用量,当采用Ⅲ区砂时,应适当降低砂率。否则会造成和易性差、离析的问题。

  4)水胶比 混凝土强度随着水胶比增大而降低。一些不规范的搅拌站,为便于搅拌、泵送,随意用水稀释拌和物,改变水胶比,易造成离析。

自动上料搅拌车混凝土离析的探讨

  三、自动上料搅拌车对离析的影响

  在施工过程中,经常会遇到这样的问题:在搅拌车卸料开始部分,约前1m3混凝土较干,石子较多,难泵送,常堵管。一般而言,这种现象常出现在大方量搅拌车上。搅拌车的设计合理与否、正确使用与否对混凝土是否离析有重要影响。

  1、搅拌车的设计角度对离析的影响因素

  1)螺旋线线型及螺旋角参数 常用线型分为阿基米德螺旋线、对数螺旋线、非等角对数螺旋线。筒体的不同区段选用何种螺旋线以及螺旋角参数的选择,对离析有重要影响。

  2)螺旋叶片的高度 由于筒体系列化种类多,不同直径筒体螺旋叶片高度是否合理,对搅拌是否均匀、混凝土是否离析有重要影响。

  3)螺旋叶片的光顺性 叶片间光顺性不好,会造成混凝土内部石子在不光顺区线速度突变,易造成离析现象。

  4)搅拌筒最大直径 最大直径越大,会造成筒壁处石子线速度过大,易造成离析。

  5)填充料 填充料过大,意味着筒体内前部叶片距离混凝土上平面过大,易造成搅拌不均匀而离析。

  6)辅助叶片设计 对于填充料过大等而出现搅拌不均匀现象,可在筒体内前部增加辅助叶片,增强搅拌功能。

  2、搅拌车使用对离析的影响因素

  1)搅拌时间:在搅拌站主机内,每盘料的搅拌时间不得低于30s,配置C50以上强度混凝土搅拌时间需增加。如果搅拌站主机搅拌时间短会造成没有充分混合,而出现匀质性差而出现离析现象。

  2)运输过程中搅拌筒转速:搅拌筒保持低转速搅动,恒速最佳,一般转速控制在1~3r/min。若运输时罐体转速过快,混凝土中由于多种介质的比重不同,会使得比重较大的粗集料与砂浆发生分离而集中在靠近罐体的部位,从而造成离析问题。

  3)到工地后快速搅拌:混凝土自动上料搅拌车向混凝土泵卸料时,为了使混凝土拌和均匀,卸料前应高速旋转搅拌筒。

  4)在运输时不能向搅拌筒内加水:夏天出现离析频率高,因环境温度高,出料口处水分蒸发快,坍落度损失较大。所以要根据运输距离和运输时间,出站前要将坍落度适当提高(通过调整混凝土配合比:提高砂率、用水量),防止混凝土塌落度损失过快而离析。

  5)搅拌车运输时间:搅拌车运输混凝土的运送时间不应超过1.5h。如果运输时间太长(运距远或泵送前等待时间长),导致混凝土坍落度损失

  过大,混凝土运抵现场已超过初凝时间,易产生离析。

  6)装载量不能超标:装载超过搅拌容积,甚至装到搅拌筒导料锥、进料斗内,超载部分得不到搅拌,易产生离析。

自动上料搅拌车混凝土离析的探讨

  离析问题是混凝土行业的一个综合性难题,它不仅与搅拌站的配置水平有关系,也与混凝土的运输工具-搅拌车的设计和使用有关系。

  本文从混凝土原材料的各成分所起作用、混凝土配合比设计、搅拌车的使用以及搅拌筒结构设计对离析的影响做了的探讨,为分析解决混凝土离析难题提出了有益的思路。




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