不同類型攪拌機對高性能混凝土性能的影響分析

徐雙虎

上海中測行工程檢測咨詢有限公司 上海 200082

高性能混凝土憑借自身所有的非常好的工作性和耐久性以及體積穩定性，被認為是最有全面性能的混凝土，越來越廣泛的運用于城市橋梁城市中[1]。本文通過對上海某公路工程現場兩種不同攪拌機現場拌和出來混凝土取樣進行一些性能試驗，分析不同攪拌機對高性能混凝土拌和物的性能影響，為后續的高性能混凝土拌和生產時選擇適當的攪拌機類型提供一些參考。

1 高性能混凝土的原材料要求

水泥、粗細集料、外加劑、礦物摻合料、水等各項原材料技術指標應滿足《公路橋梁施工技術規范》（JTG/TF50-2011）中高性能混凝土所規定的的技術要求。

2 原材料的選擇

本試驗依托上海某工地使用的高性能混凝土中使用的原材料。水泥為上海海螺明珠水泥有限責任公司P.O42.5 和PII.52.5 水泥，粗集料為湖州新開元碎石有限公司5mm-10mm、10mm-20mm的碎石，按一定比例摻配。細料為南陵縣青弋江砂石開發有限公司生產的砂。粉煤灰為太倉杰捷新型建材有限公司F 類I 級粉煤灰。礦粉為上海寶田新型建材有限公司S95 型。外加劑為西盟司（上海）建筑工程材料有限公司高效減水劑。通過相關試驗檢測各種原材料技術指標均符合規范及設計要求。

3 試驗方案、試驗過程概述及試驗結果分析

3.1 試驗方案

本試驗根據工地用的兩種標號（C40 和C60）高性能砼，C40 施工配比- 水泥：粉煤灰：礦粉：水：砂：碎石：外加劑=417:89:89:147:743:873:5.95， 設計擴展度（mm）：650±50。C60 施工配比- 水泥：粉煤灰：礦粉：水：砂：碎石：外加劑=440:94:94:147:731:858:6.28，設計擴展度（mm）：650±50。通過攪拌站的兩種型號攪拌機一種為立軸變頻行星式，一種為雙臥軸。采用相同投料順序，先投入細集料和摻合料干拌均勻，再加入水泥和部分拌和水攪拌，最后加入粗集料、外加劑及余額拌和水。分兩步進行測試：①拌和4min 后取樣進行擴展度試驗和對不同方案分別制備試件尺寸150mm×150mm 的砼試塊7d 和28d 強度試塊各4 組。②繼續攪拌3min 后進行擴展度試驗和對不同方案分別制備試件尺寸150mm×150mm 的砼試塊7d 和28d 強度試塊各4 組。

3.2 試驗過程概述及測試結果分析

（1）擴展度測試。依據《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》JTGE30-2005中T0522-2005試驗規程對拌和物進行擴展度試驗，用鋼直尺測量混凝土擴展后最終的最大直徑和最小直徑，在這兩個直徑之差小于50mm 的條件下，取其算數平均值作為擴展度結果。觀察砼拌和物的均勻情況及黏聚性。測試結果見表1。

（2）抗壓強度測試。依據《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》JTGE30-2005 中T0553-2005 試驗規程，試驗速率0.8MPa/s 對已成型的試塊進行抗壓強度檢測。測試結果見表2。

（3）測試結果分析。從表2 看出在攪拌4min 后測擴展度行星式攪拌機明顯大于雙臥軸，在繼續攪拌3min 后行星式攪拌機測的擴展度和之前比沒有明顯變化。但雙臥軸攪拌機在繼續攪拌后拌合物擴展度明顯增加。與普通砼相比，高性能砼膠凝材料用量大，盡管拌合物的流動性增大但黏性也增大，采用雙臥軸攪拌機時在第一次攪拌時能達到宏觀的均勻，但仔細觀察會發現混凝土中還有一些細小的干的水泥團，水泥顆粒并沒有均勻的分散在水中，而是水泥顆粒相互聚在一起，這種現象影響混凝土的和易性和強度的提高。從表3.2 也可以看出雙臥軸攪拌攪拌而成的砼強度不僅比行星式攪拌機攪拌的砼強度低，而且強度不均勻，沒有行星式攪拌的強度均勻。行星式攪拌機比雙臥軸攪拌機有更快的轉速，而且是行星式攪拌運動，使物料攪拌更均勻，外加劑各項性能充分發揮，把團聚的水泥顆粒分開，使砼中的粗細骨料和膠凝材料得到充分混合，提高工作性能，增強砼強度。而雙臥軸只有在經過第二次攪拌后砼擴展度比第一次有所增加，強度也有提高，但和星式攪拌機相比，攪拌出的砼性能還是有所欠缺。尤其是摻入了更多的膠凝材料和外加劑的C60 配合比拌和的砼更為明顯[2-3]。

表1 混凝土擴展度測試結果

表2 抗壓強度測試結果

4 結語

本文通過對兩種不同型號規格的攪拌機攪拌出來的混凝土和易性和混凝土強度的檢測，得出立體行星式攪拌機攪拌出的高性能混凝土和易性和強度都優于雙臥軸。立軸行星式攪拌出的混凝土和易性更好，攪拌的更均勻。混凝土拌和均勻，和易性好會使混凝土內部很密實從而保證混凝土有最優的強度和耐久性能。隨著高性能混凝土在工程中的大量使用，傳統的雙臥軸攪拌機已無法滿足對高性能混凝土的拌和，需要選擇性能更好的立軸行星式攪拌機或者其它攪拌性能優越的攪拌機，從而充分發揮高性能混凝土的性能優勢。