搅拌设备设计讲座(第十九讲) 混凝土的二次搅拌工艺

针对传统混凝土搅拌工艺中存在的问题,讨论先拌水泥砂浆法、先拌水泥净浆法、水泥裹砂法、水泥裹石法及粗细骨料全造壳法等二次搅拌工艺所具有的不同工艺流程对混凝土搅拌质量的影响,测试不同条件下混凝土的匀质性、抗压强度指标,并与传统搅拌工艺进行对比试验。结果表明:二次搅拌工艺较传统搅拌工艺能明显提高混凝土的搅拌质量和效率,改善混凝土界面过渡区的黏结强度。     

混凝土的二次搅拌工艺

针对传统混凝土搅拌工艺中存在的问题,讨论先拌水泥砂浆法、先拌水泥净浆法、水泥裹砂法、水泥裹石法及粗细骨料全造壳法等二次搅拌工艺所具有的不同工艺流程对混凝土搅拌质量的影响,测试不同条件下混凝土的匀质性、抗压强度指标,并与传统搅拌工艺进行对比试验.结果表明：二次搅拌工艺较传统搅拌工艺能明显提高混凝土的搅拌质量和效率,改善混凝土界面过渡区的黏结强度.     

再生混凝土多次搅拌工艺综述

不同于天然骨料,再生骨料表面附着有硬化水泥砂浆,黏附的水泥砂浆使再生骨料具有更高的孔隙率、吸水率以及更低的强度。从而对再生骨料混凝土的性能产生不利的影响。为了改善再生混凝土的性能,国内外学者从混凝土搅拌工艺入手,研究不同的搅拌工艺对再生混凝土性能的影响。本文主要介绍了目前使用较多的两种再生混凝土搅拌工艺,即二次搅拌工艺和三次搅拌工艺。与传统搅拌工艺相比,采用二次搅拌工艺可以显著的改善再生混凝土的界面过渡区,提高再生混凝土的强度,同时还可增强再生混凝土的抗渗透性以及抗冻性等多方面的性能;在二次搅拌的基础上,三次搅拌工艺增加颗粒细度更小的矿物掺合料搅拌阶段,能进一步填充骨料的孔隙和缝隙及界面过渡区,使得制备的再生混凝土在强度和耐久性方更佳。     

二次搅拌工艺对混凝土性能影响的试验研究

针对传统混凝土搅拌工艺中存在的问题,讨论了先拌水泥砂浆法、先拌水泥净浆法、水泥裹砂法、水泥裹石法、粗细骨料全造壳法等二次搅拌工艺,研究了不同工艺流程对混凝土搅拌质量的影响,测试了不同条件下混凝土的匀质性、抗压强度指标及功率消耗,并与传统搅拌工艺进行了对比试验.在对不同工艺流程试验研究的基础上,结合目前普遍使用的双卧轴搅拌机的点,提出了提高搅拌速度的等速二次投料搅拌方案.结果表明：这种二次搅拌工艺较传统搅拌工艺能明显提高混凝土的搅拌质量和效率,改善了混凝土界面过渡区的粘结强度.     

二次搅拌工艺对再生混凝土强度的影响研究

基于再生混凝土的研究进展,从再生骨料界面过渡区特点人手,分析了二次搅拌工艺的作用机理及对再生混凝土强度的影响,并进行了对比试验,表明二次搅拌工艺可以提高再生混凝土强度,从而为再生混凝土的研究提供参考.     

掺合料裹骨料工艺对再生骨料混凝土性能的影响

采用一种掺合料裹骨料搅拌工艺,在水泥裹骨料工艺基础上,进一步改善再生骨料-水泥石界面过渡区,提高再生混凝土性能,研究了搅拌工艺、新拌混凝土坍落度、掺合料品种对再生混凝土强度和抗氯离子渗透性的影响.结果表明,采用掺合料裹骨料工艺,可在水泥裹骨料工艺基础上进一步大幅度提高早龄期强度和抗氯离子渗透性能,对后期强度和抗氯离子渗透性也有提高,但幅度较小;提高新拌混凝土坍落度有助于提高强度,但对抗氯离子渗透性能略有影响,采用掺合料裹骨料工艺可减小坍落度对再生混凝土性能的影响;采用矿渣掺合料更有助于提高再生混凝土强度和抗氯离子渗透性能.     

混凝土二次搅拌工艺的探讨

对国内外不同搅拌工艺方法进行了综合分析,指出二次搅拌工艺通过高速搅拌砂浆(或水泥浆)、低速搅拌混凝土混合料,可以使水泥充分水化,不但提高了混凝土强度、节省了水泥,而且提高了搅拌效率。并对采用不同搅拌工艺的混凝土试块的抗压强度进行测试分析。     

混凝土二次搅拌工艺的探讨

对国内外不同搅拌工艺方法进行了综合分析,指出二次搅拌工艺通过高速搅拌砂浆(或水泥浆)、低速搅拌混凝土混合料,可以使水泥充分水化,不但提高了混凝土强度、节省了水泥,而且提高了搅拌效率.并对采用不同搅拌工艺的混凝土试块的抗压强度进行测试分析.     

骨料表面化学预处理对界面区的组分梯度分布和混凝土力学性能的影响Ⅰ:骨料化学预处理对其表面特性与界面过渡区结构的影响

研究了用化学方法处理后的骨料表面与界面过渡区结构特征。结果表明，经酸处理可以使骨料表面洁净化、粗糙化、多孔化和提高表面反应活性，从而使界面结构向有利于改善混凝土性能的方向发展；经碱处理的骨料则使界面结构向不利的方向发展。用经酸预处理的骨料配制的混凝土，其界面过渡区的厚度明显缩小，密实度提高，水化产物趋于均匀，且其组分的梯度分布得到明显改善，从而可以有效的缓解界面应力。     

地铁管片用高性能混凝土表面强韧化处理研究

研究了地铁管片用高性能混凝土的表面强韧化方法,在优化混凝土搅拌工艺、调控骨料水泥石界面过渡区微观结构、提高混凝土强度基础上,采用聚合物水泥混凝土对普通水泥混凝土进行表面强韧化处理.结果表明,采用掺合料裹骨料工艺可有效提高混凝土强度,采用不同厚度的聚合物水泥混凝土进行表面处理,对混凝土劈裂抗拉强度影响不大,但可有效增强其变形能力和表面抗冲击韧性.     

混凝土二次搅拌工艺搅拌速度的确定

搅拌机搅拌速度作为混凝土搅拌过程的重要作业参数,不仅关系到搅拌机的生产率,而且关系到混凝土搅拌质量.采用现有一次搅拌工艺要达到提高水泥分散性和水化程度的目的,通过提高转速的方法,混凝土混合料易产生分层离析;若延长搅拌时间,又会导致生产效率降低.对二次搅拌工艺条件下搅拌速度的合理确定进行了分析和试验研究.结果表明:二次搅拌工艺条件下,搅浆速度对混凝土质量影响较大,粒径较小的轻质材料可以高速搅拌,搅浆速度为4.5 m/s时具有综合优势;当搅混凝土时间不超过15 s时,线速度的变化对混凝土抗压强度影响不明显;搅混凝土时间超过15 s时搅拌线速度对抗压强度影响较大,当搅混凝土时间为25 s,搅混凝土速度为1.5m/s时,混凝土搅拌质量较好.     

配筋梯度混凝土梁裂缝宽度实用计算方法

截面压区采用高强高性能混凝土、拉区采用普通混凝土的配筋梯度混凝土受弯结构构件,可充分利用抗压强度高的高强高性能混凝土及经济性好的普通混凝土优点,实现二者有机结合。试验表明拉区普通混凝土初凝前将压区高强混凝土浇筑完毕,有利于保证强度差异较大的异强混凝土中的水泥浆几乎同时开始水化,在硬化并达到设计强度后,两类混凝土可协同整体工作,验证了所构建的配筋梯度混凝土梁的有效性和可实施性。以承载能力极限状态控制截面相对受压区高度为基本参数,开展拉压区为异强混凝土的配筋梯度混凝土简支梁的受弯性能试验基于截面应力应变分布规律,提出该类矩形截面受弯构件开裂前瞬时受压区高度表达式与建议取值,按截面应力应变法和塑性影响系数法获得开裂弯矩表达式。基于试验结果,提出该类受弯结构构件平均裂缝间距、平均裂缝宽度以及最大裂缝宽度实用计算方法。为配筋梯度混凝土受弯构件正常使用极限状态分析创造了基本条件。     

废瓷砖再生骨料与水泥石的界面特征

以废瓷砖再生骨料(CRA)100%替代原生碎石骨料(NCA),制备了废瓷砖再生骨料混凝土(CRAC),测试了其工作性及力学强度.采用化学结合水法、扫描电子显微镜(SEM)及比表面积测试法(BET)等,研究了废瓷砖再生骨料-水泥石界面黏结强度、水化程度及显微结构,探讨其界面特征,并将其与原生碎石骨料(NCA)-水泥石界面相比较.结果表明:与原生碎石骨料相比,废瓷砖再生骨料具有表观密度较小、压碎指标较高及吸水率较大等特点;在相同配合比条件下,废瓷砖再生骨料混凝土具有更好的工作性和力学强度;在相同水灰比、相同龄期条件下,废瓷砖再生骨料-水泥石界面黏结强度较高,其界面区生成的水化产物较多、孔隙率更低、显微结构更加致密.     

再生细骨料及其混凝土的微观结构特征

采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、显微硬度和氮吸附等微观测试方法研究了再生细骨料及其混凝土的微观结构特征。研究结果表明：再生细骨料是一种组成复杂的、具有一定水化活性的和高渗透性的人造骨料,其主要矿物相为SiO2、CaCO3以及少量的C2S。再生细骨料混凝土内部水泥石孔隙较多,结构密实性较差,同时其与再生细骨料间存在较为明显的界面过渡区,该界面过渡区宽度较大,且界面过渡区两侧的骨料和水泥石的显微硬度均较低。再生细骨料的多孔结构,以及再生细骨料混凝土内部水泥石和界面过渡区微观结构缺陷是导致其大孔增多的主要原因,大孔的增多会对混凝土抗渗性产生不利影响。     

定形PEG/SiO2/石墨复合相变蓄热混凝土制备及性能研究

为制备性能优异的相变蓄热混凝土,试验确定了定形PEG/SiO2/石墨复合相变蓄热骨料中相变材料的组成比例和制备工艺,并研究了相变蓄热骨料对混凝土力学性能和热工性能的影响。结果表明,相变材料中PEG含量为80%,石墨掺量为6%时,相变材料在具有合适相变温度和相变焓的同时,有良好的导热性能;相变蓄热骨料的合适吸附时间和温度分别为3 h和80℃,经表面封装后的相变蓄热骨料具有优异的稳定性。相变蓄热骨料虽然降低了混凝土的抗压强度和导热系数,但延缓了水泥水化热造成的温度升高,延缓了放热速率,能防止温度应力造成的混凝土开裂,且能明显改善混凝土的储热性能,综合考虑相变蓄热骨料替代率不宜大于80%。     

珊瑚混凝土骨料净浆界面区强度

采用纳米压痕和劈裂试验方法,研究了珊瑚骨料与水泥净浆界面试件在不同养护龄期的纳米压痕弹性模量、纳米压痕硬度、界面黏结劈拉强度、水泥净浆抗压强度和劈拉强度,以及它们之间的相关性.结果 表明:与普通混凝土类似,珊瑚混凝土存在薄弱的界面过渡区(ITZ),内掺10％珊瑚微粉能够强化珊瑚骨料-水泥净浆界面的宏观和纳米力学性能,界面黏结劈拉强度不仅与水泥净浆抗压强度、劈拉强度间存在显著线性关系,还与ITZ、水泥净浆基体的纳米力学性能有显著相关性.     

再生微粉对超高性能混凝土力学性能和微观结构的影响

研究了两种类型的再生微粉(混凝土粉和砖粉)取代部分硅灰对超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)力学性能和微观结构的影响。结果表明:混凝土粉的掺入降低了UHPC的力学性能,而砖粉取代15%硅灰时,UHPC的28 d抗压强度和抗折强度分别达到了130 MPa和24 MPa,略高于基准组;相较于混凝土粉,在UHPC中掺入15%的砖粉能够优化混凝土的内部结构;砖粉良好的微集料填充作用和火山灰效应增强了界面过渡区的黏结性能和水化产物的纳观力学性能,从而改善UHPC的微观结构。     

高炉钛渣提高混凝土强度的作用机理

采用XRD,DTA,SEM和水化结合水量测量等方法研究了高炉钛渣提高混凝土抗压强度的作用机理.研究表明:磨细的高炉钛渣微粉掺入到混凝土后,可以加速水泥水化速率,产生"二次反应",促进混凝土形成细观自紧密堆积体系,促进混凝土强度进一步发展;掺入适量激发剂能在一定程度上加速高炉钛渣的"二次反应".     

复合保温技术在冬季施工中的应用

混凝土强度高低和增长速度决定于水泥水化热反应程度和速度,温度愈低,水化热反应速度愈慢,相应混凝土强度愈低。在冬季浇筑后混凝土常遭受冻结,强度损失大小随浇筑受冻早晚情况不同而异。采取一定措施防止混凝土过早受冻,使砼达到一定"临界强度"能减少冻害对混凝土强度和耐久性造成的不良影响。