[12-11 17:00:46] 来源：http://www.tmgc8.com 试验检测 阅读：3488次
摘要]本文通过调整外加剂的种类和掺量，设计了一系列匀质性不同的混凝土，通过对混凝土的流变性、力学性能、氯离子渗透性、界面结构的测试分析，研究了匀质性对普通混凝土和高强混凝土的影响。结果表明，改善混凝土复合体系的匀质性可以提高混凝土的整体性能，良好的匀质性是制备高性能混凝土的基础。
[关键词] 匀质性 稳定性 外加剂高性能混凝土
中图分类号:TU528
由于外加剂的大量使用，混凝土的坍落度已从10年前的70mm~90mm发展到现在的180mm~200mm，甚至已经开始应用自密实混凝土[1]。但流动性增加的同时，加大了混凝土匀质性下降的趋势，甚至造成新拌混凝土离析、泌水情况发生，影响工程质量[2]。
混凝土的匀质性是指不同单位体积混凝土之间各组分分布的均匀程度。当混凝土材料组成及掺量相同时，其性能取决于匀质性的好坏。通过检测匀质性不同对普通混凝土和高强混凝土的流变性、力学性能、渗透性、界面结构的影响，发现制备性能优异的混凝土的关键，除了原材料的性能，还需要保证混凝土具备良好的匀质性[3]。
1 材料与试验方法
1.1 试验原材料
萘系高效减水剂（FDN）：固含量35%，济南产；缓凝剂（H1、H2、H3三种）：均为天津产；引气剂：天津产；浆体稳定剂：水溶性线性高分子聚合物，上海产；水泥：P.O42.5级，比表面积为350m2/kg，济南产；粉煤灰：一级原灰，潍坊产；矿渣：济南产；细骨料：河砂，细度模数3.0，济南近郊产；粗骨料：碎石，粒径5～20mm，连续级配，济南近郊产。
1.2 试验方法
1.2.1混凝土坍落度：按GB50080进行。
1.2.2混凝土坍落扩展度：混凝土坍落时两个互相垂直方向的扩展度的平均值。
2 试验结果与讨论
2.1匀质性对混凝土流变性能的影响
试验按C30（水泥：矿渣：粉煤灰：砂：石：水为1.00：0.29：0.14：2.50：3.60：0.63)和C60(水泥：矿渣：粉煤灰：砂：石：水为1.00：0.29：0.14：1.90：2.62：0.44）两个强度等级配制混凝土。在高效减水剂中掺加适量的缓凝剂（H1、H2、H3）、引气剂和浆体稳定剂，通过调整外加剂组成和掺量配制出匀质性不同的C30和C60各5组混凝土，匀质性按试样编号顺序依次改善。
由表2-1，1、2号混凝土匀质性很差，试配时发现浆体不能很好的包裹骨料，致使粗骨料外露；初始坍落度小，1hr后坍落度损失30%以上，扩展度为零。此时，即使增大外加剂掺量，混凝土流动性也无明显改善，但板结、泌水情况加剧；3号是混凝土匀质性一般的情况，混凝土初始坍落度不大，并有少量泌水。一小时后经搅拌，泌出的自由水重新回到体系中去，起到了增加流动性的作用，所以混凝土的流动性损失较小；4、5号混凝土流动性好，且流动度经时损失小，体系具有良好的匀质性。
表2-2中各组混凝土的匀质性情况与表2-1相似，但混凝土初始流动度较大（这主要是因为高强混凝土中胶凝材料用量较大，浆体量较多使流动性增加）。
表2-1 C30混凝土流变性
Table 2-1 Rheology of C30 concrete
Serial number
Slump /mm
Slump flow /mm
Workability
30min
1hr
30min
1hr
1
110
70
360
0www.tmgc8.com
Serious segregation, bleeding
2
150
80
400
0
Serious segregation, bleeding
3
160
150
450
400
Little bleeding
4
190
190
550
500
Fine
5
220
220
600
600
Fine
表2-2 C60混凝土流变性
Table 2-2 Rheology of C60 concrete
Serial number
Slump /mm
Slump flow /mm
Workability
30min
1hr
30min
1hr
6
170
100
400
0
Serious segregation, bleeding
7
180
110
400
0
Serious segregation, bleeding
8
200
170
450
310
Little bleeding
9
220www.tmgc8.com
200
500
480
Fine
10
220
210
600
600
Fine
2.2 匀质性对混凝土力学性能的影响
根据图2-1和图2-2，混凝土匀质性不同时，对于普通混凝土，早期强度差别不大，而对后期强度差别明显，其中4、5号混凝土强度比1号混凝土28d强度高20%；而对于高强混凝土，各龄期强度都有明显差别，其中9、10号混凝土各龄期强度比6、7号高20%以上。
试验结果表明，匀质性对混凝土，尤其对高强混凝土有很大影响，在选择工程用水泥、掺合料与外加剂时，应从流变性的角度进行优化，保证混凝土具有良好的匀质性。即使是制备强度很高的HPC，对水泥的选择也不应以标号为第一指标，即“只有高标号水泥才能配制高强混凝土”的观念已经有些过时。而水泥标号虽然不是很高，但配制出的混凝土匀质性好时，不仅工作度好、强度高，而且耐久性更优异
图2-1 不同匀质性的C30混凝土各龄期强度
Fig 2-1 Compressive strength of C30 concrete of various homogeneity and curing ages
图2-2 不同匀质性的C60混凝土各龄期强度
Fig 2-2 Compressive strength of C60 concrete of various homogeneity and curing ages
2.3 匀质性对混凝土抗渗性的影响
混凝土的抗渗性是混凝土结构抵御外部介质侵蚀的首要条件，因此在高性能混凝土研究中，混凝土的抗渗性是一个重要的研究方向。实验中，通过Cl-渗透来表征混凝土的抗渗性。混凝土中Cl-扩散系数的大小可以表征混凝土抗渗性的高低，也是评价混凝土耐久性的重要参数。
清华大学发明的混凝土Cl-扩散系数快速检测方法（NEL法）可通过快速测量流过真空饱盐后的混凝土试样的电量来评价混凝土抗渗性高低，从而快速评价混凝土的抗渗性，并用Cl-扩散系数的大小对混凝土的抗渗性进行分级，分级标准见表2-3。本研究利用这一测试方法对混凝土抗渗性进行检测和评价。
由图2-4，从1号到5号试样，随着混凝土匀质性的改善，混凝土28d和60d的Cl-扩散系数依次降低，其中1、2号试样28d Cl
