中低强混凝土制品的高早强技术探索文献综述

 2023-08-28 10:38:08

文献综述(或调研报告):

摘要:在中低强混凝土制品生产过程中,为了解决模板周转和场地堆积、防裂抗裂等问题,较高的早期强度具有十分重要的意义。本文简要介绍了中低强混凝土制品及其主要的早强技术,其中添加早强剂是最直接有效的方法,并详细介绍了常见的各种早强剂及其作用机理,列举了早强剂在一些混凝土中的具体应用,探索更进一步的高早强技术。

关键词:混凝土制品;早强剂;早强机理

0 引言

水泥的水化硬化特性决定了混凝土早期强度,标养条件下,通常1d强度仅能达到设计强度的20%~30%,3d强度达到40%左右[1];冬季低温条件下,强度发展速率会变得更低。对于中低强混凝土制品的生产来说,早期强度发展过慢是很不利的,这不利场地和模板的周转,需要更长时间的养护,同时也更容易出现开裂问题,影响混凝土制品的质量。为了提高生产效率,提高经济效益,就需要提高混凝土制品的早期强度。而最常用的方法就是加入混凝土早强剂,混凝土早强剂是混凝土外加剂的主要品种之一,早强剂原料易得,成本低廉,性能稳定,普适性强,效果显著,被广泛应用于土木工程行业中[2]

1 中低强混凝土制品

1.1 简介

中低强混凝土制品一般指强度等级小于C50的混凝土制品,常见的有泡沫混凝土、装配式建筑用外墙和楼梯以及各种轻集料混凝土制品等。对于泡沫混凝土,泡沫混凝土的质量较低,与一般混凝土相比表观密度较小,其内部含有大量均匀、密闭、微小的圆形孔隙,导热系数低,保温性能良好,抗震性能提升,抗噪性能和耐火性能良好[3]。装配式建筑外墙常见的有蒸压轻质加气混凝土墙板、玻璃纤维增强水泥板、陶粒混凝土夹芯复合外墙板等。蒸压轻质加气混凝土墙板自重轻、干缩性较好、吸水导湿性缓慢,具有一定的隔热性能和良好的耐火性能;玻璃纤维增强水泥板外墙保温体系具有自重轻、可塑性强、施工工艺简单、节能效果显着、无污染等特点;陶粒混凝土夹芯复合外墙板轻质高强、耐久性好、抗震性好、优异的保温保湿性能[4]。轻集料混凝土由于自重轻这一特点被广泛应用在大跨度桥梁和超高层建筑中,能获得一定的经济效益,轻集料混凝土制品具备轻质高强、抗震性能好、耐久性好、有保温、隔音、耐火、易于加工等优良特性[5]。可以看出,上述的这些中低强混凝土制品都有质轻、保温、抗震等特点,且对于泡沫混凝土、加气混凝土,内部还有一定程度的孔隙。

1.2 早强技术

对于混凝土制品来说,提高早期强度的方法主要有以下几种:(1)胶凝材料方面,使用特种水泥或者早强水泥,另外一些矿物掺合料在被激发后能产生高强型的水化产物,得到早强效果。张雪松[6]在大掺量粉煤灰混凝土的早期强度研究中发现在粉煤灰混凝土中掺入高效减水剂、早强剂、激发剂后, 粉煤灰掺量占胶凝材料总量50%的大掺量粉煤灰混凝土与同等条件下不掺的相比,3d抗压强度可提高110%~223%,7d抗压强度可提高87%~184%,与此同时3d抗折强度可提高34%~105%, 7d抗折强度可提高25%~91%。而粉煤灰的激发方式有机械磨细法、高温激活以及化学激发等[7]。(2)改进施工工艺及养护方式。颜成华[8]发现提高养护温度可以激发火山灰质胶凝材料的活性,加速胶凝材料的水化,快速实现设计强度,缩短养护周期。提高养护温度会快速实现混凝土的早期抗压强度,但早期养护温度的升高会对混凝土的长期抗压强度发展带来不利影响。(3)加入早强型外加剂。混凝土早强剂是一种可以加速混凝土早期强度发展的外加剂,对于混凝土制品的生产来说,添加各类早强剂来改变胶凝材料的早强性能是最为简单直接的方式。早强剂通过降低水泥熟料颗粒与水接触的表面张力,增加其在水中的溶解度,同时通过添加的早强剂降低水泥水解产物在水中的浓度,从而促进C3S、C2S、C3A、C4AF等水泥组分溶解速度的提高,加速钙矾石、C-S-H凝胶等水化产物的生成,加快水泥的凝结和硬化,以此提高混凝土制品的早期强度[9]

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