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建筑工业化的迅速发展,对混凝土制品需求愈来愈大,生产混凝土制品时迫切需要解决如何提高早期抗压强度至拆模强度的问题,混凝土制品工厂一般使用蒸汽养护提高混凝土制品早期抗压强度,但该种养护方式会增加混凝土制品生产成本,以及损伤混凝土制品;因此一些工厂选择使用免蒸养方式制备混凝土制品,但是当外界环境温度较低时,免蒸养混凝土难以在规定时间内达到拆模强度,无法按时完成拆模起吊。因此本文研究不同环境温度下制品用混凝土的制备技术,以达到超早强、尽早拆模的目的,对混凝土制品行业的发展有一定意义。
本文主要展开了三方面研究:首先,研究不同环境温度(15℃、20℃、25℃、30℃)与不同早强组分(早强剂、硫铝酸盐水泥)对水泥基材料凝结时间、工作性和抗压强度的影响,分析其强度等性能发展规律;其次,研究不同环境温度下水胶比、水泥用量和砂率对混凝土工作性和抗压强度的影响,探究早强剂、硫铝酸盐水泥、粉煤灰对混凝土抗压强度的优化,从而确定不同环境温度下制品混凝土的配制技术;最后,根据不同环境温度下制品混凝土的制备策略,结合经济性分析,合理安排工厂排班制度。
结果表明:环境温度高于25℃时,水泥基材料早期抗压强度快速升高,早强剂能够有效提高水泥基材料抗压强度,提高水泥用量能够明显提高水泥基材料早期抗压强度;环境温度低于25℃时,水泥基材料早期抗压强度缓慢升高,添加5.0%早强剂、提高水泥用量不能有效提高水泥基材料早期抗压强度。硫铝酸盐水泥在不同环境温度下均能降低水泥基材料工作性,大幅促进早期抗压强度的发展,而且随着环境温度的升高,硫铝酸盐水泥对水泥基材料早期抗压强度的提高幅度增大。
环境温度、水泥用量以及砂率的变化对水泥基材料工作性影响较小,水泥基材料工作性均能保持良好。环境温度高于25℃时,当水泥用量为400kg/m3以上,混凝土达到15.0MPa强度,不添加早强组分时,所需时间为10~12h;外加5.0%的早强剂时,时间可缩短为8~10h;添加5.0%早强剂和3.0%硫铝酸盐水泥时,时间可进一步缩短为6~8h。当环境温度低于25℃时,水泥用量为400kg/m3时,混凝土12h难以达到15.0MPa强度,提高水泥用量到450kg/m3,并且添加5.0%早强剂和7.0%以上硫铝酸盐水泥,所配制的混凝土8-10h龄期抗压强度可超过15.0MPa。
相比于蒸汽养护混凝土制备成本394.7元/m3,环境温度在30℃及以上时,本试验混凝土可以分别在6h~8h以内拆模,成本降低9.5%,工厂可以安排3班/d,环境温度为25℃时,本试验配比的混凝土可以8h以内拆模,成本降低3.1%,工厂可以安排2班/d;当环境温度为20℃和15℃时,使用本文配比分别可以使得制品用混凝土在8h和10h以内拆模,成本分别降低1.3%和增加0.2%,工厂可以实现2班/d。
本文所研究的制品用混凝土制备技术可以避免使用蒸汽养护,从而避免蒸汽养护造成的成本高、劣化混凝土制品的问题。在环境温度降低时,免蒸养制品用混凝土早期抗压强度不达标造成无法拆模等问题,可以在不同环境温度下科学合理的选用不同制备策略,使得混凝土制品在早期12h以内达到拆模强度,从而工厂能够合理安排工作制度,优化经济效益。
本文主要展开了三方面研究:首先,研究不同环境温度(15℃、20℃、25℃、30℃)与不同早强组分(早强剂、硫铝酸盐水泥)对水泥基材料凝结时间、工作性和抗压强度的影响,分析其强度等性能发展规律;其次,研究不同环境温度下水胶比、水泥用量和砂率对混凝土工作性和抗压强度的影响,探究早强剂、硫铝酸盐水泥、粉煤灰对混凝土抗压强度的优化,从而确定不同环境温度下制品混凝土的配制技术;最后,根据不同环境温度下制品混凝土的制备策略,结合经济性分析,合理安排工厂排班制度。
结果表明:环境温度高于25℃时,水泥基材料早期抗压强度快速升高,早强剂能够有效提高水泥基材料抗压强度,提高水泥用量能够明显提高水泥基材料早期抗压强度;环境温度低于25℃时,水泥基材料早期抗压强度缓慢升高,添加5.0%早强剂、提高水泥用量不能有效提高水泥基材料早期抗压强度。硫铝酸盐水泥在不同环境温度下均能降低水泥基材料工作性,大幅促进早期抗压强度的发展,而且随着环境温度的升高,硫铝酸盐水泥对水泥基材料早期抗压强度的提高幅度增大。
环境温度、水泥用量以及砂率的变化对水泥基材料工作性影响较小,水泥基材料工作性均能保持良好。环境温度高于25℃时,当水泥用量为400kg/m3以上,混凝土达到15.0MPa强度,不添加早强组分时,所需时间为10~12h;外加5.0%的早强剂时,时间可缩短为8~10h;添加5.0%早强剂和3.0%硫铝酸盐水泥时,时间可进一步缩短为6~8h。当环境温度低于25℃时,水泥用量为400kg/m3时,混凝土12h难以达到15.0MPa强度,提高水泥用量到450kg/m3,并且添加5.0%早强剂和7.0%以上硫铝酸盐水泥,所配制的混凝土8-10h龄期抗压强度可超过15.0MPa。
相比于蒸汽养护混凝土制备成本394.7元/m3,环境温度在30℃及以上时,本试验混凝土可以分别在6h~8h以内拆模,成本降低9.5%,工厂可以安排3班/d,环境温度为25℃时,本试验配比的混凝土可以8h以内拆模,成本降低3.1%,工厂可以安排2班/d;当环境温度为20℃和15℃时,使用本文配比分别可以使得制品用混凝土在8h和10h以内拆模,成本分别降低1.3%和增加0.2%,工厂可以实现2班/d。
本文所研究的制品用混凝土制备技术可以避免使用蒸汽养护,从而避免蒸汽养护造成的成本高、劣化混凝土制品的问题。在环境温度降低时,免蒸养制品用混凝土早期抗压强度不达标造成无法拆模等问题,可以在不同环境温度下科学合理的选用不同制备策略,使得混凝土制品在早期12h以内达到拆模强度,从而工厂能够合理安排工作制度,优化经济效益。