不同类型搅拌机对高性能混凝土性能的影响分析

徐双虎

上海中测行工程检测咨询有限公司 上海 200082

高性能混凝土凭借自身所有的非常好的工作性和耐久性以及体积稳定性，被认为是最有全面性能的混凝土，越来越广泛的运用于城市桥梁城市中[1]。本文通过对上海某公路工程现场两种不同搅拌机现场拌和出来混凝土取样进行一些性能试验，分析不同搅拌机对高性能混凝土拌和物的性能影响，为后续的高性能混凝土拌和生产时选择适当的搅拌机类型提供一些参考。

1 高性能混凝土的原材料要求

水泥、粗细集料、外加剂、矿物掺合料、水等各项原材料技术指标应满足《公路桥梁施工技术规范》（JTG/TF50-2011）中高性能混凝土所规定的的技术要求。

2 原材料的选择

本试验依托上海某工地使用的高性能混凝土中使用的原材料。水泥为上海海螺明珠水泥有限责任公司P.O42.5 和PII.52.5 水泥，粗集料为湖州新开元碎石有限公司5mm-10mm、10mm-20mm的碎石，按一定比例掺配。细料为南陵县青弋江砂石开发有限公司生产的砂。粉煤灰为太仓杰捷新型建材有限公司F 类I 级粉煤灰。矿粉为上海宝田新型建材有限公司S95 型。外加剂为西盟司（上海）建筑工程材料有限公司高效减水剂。通过相关试验检测各种原材料技术指标均符合规范及设计要求。

3 试验方案、试验过程概述及试验结果分析

3.1 试验方案

本试验根据工地用的两种标号（C40 和C60）高性能砼，C40 施工配比- 水泥：粉煤灰：矿粉：水：砂：碎石：外加剂=417:89:89:147:743:873:5.95， 设计扩展度（mm）：650±50。C60 施工配比- 水泥：粉煤灰：矿粉：水：砂：碎石：外加剂=440:94:94:147:731:858:6.28，设计扩展度（mm）：650±50。通过搅拌站的两种型号搅拌机一种为立轴变频行星式，一种为双卧轴。采用相同投料顺序，先投入细集料和掺合料干拌均匀，再加入水泥和部分拌和水搅拌，最后加入粗集料、外加剂及余额拌和水。分两步进行测试：①拌和4min 后取样进行扩展度试验和对不同方案分别制备试件尺寸150mm×150mm 的砼试块7d 和28d 强度试块各4 组。②继续搅拌3min 后进行扩展度试验和对不同方案分别制备试件尺寸150mm×150mm 的砼试块7d 和28d 强度试块各4 组。

3.2 试验过程概述及测试结果分析

（1）扩展度测试。依据《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTGE30-2005中T0522-2005试验规程对拌和物进行扩展度试验，用钢直尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在这两个直径之差小于50mm 的条件下，取其算数平均值作为扩展度结果。观察砼拌和物的均匀情况及黏聚性。测试结果见表1。

（2）抗压强度测试。依据《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTGE30-2005 中T0553-2005 试验规程，试验速率0.8MPa/s 对已成型的试块进行抗压强度检测。测试结果见表2。

（3）测试结果分析。从表2 看出在搅拌4min 后测扩展度行星式搅拌机明显大于双卧轴，在继续搅拌3min 后行星式搅拌机测的扩展度和之前比没有明显变化。但双卧轴搅拌机在继续搅拌后拌合物扩展度明显增加。与普通砼相比，高性能砼胶凝材料用量大，尽管拌合物的流动性增大但黏性也增大，采用双卧轴搅拌机时在第一次搅拌时能达到宏观的均匀，但仔细观察会发现混凝土中还有一些细小的干的水泥团，水泥颗粒并没有均匀的分散在水中，而是水泥颗粒相互聚在一起，这种现象影响混凝土的和易性和强度的提高。从表3.2 也可以看出双卧轴搅拌搅拌而成的砼强度不仅比行星式搅拌机搅拌的砼强度低，而且强度不均匀，没有行星式搅拌的强度均匀。行星式搅拌机比双卧轴搅拌机有更快的转速，而且是行星式搅拌运动，使物料搅拌更均匀，外加剂各项性能充分发挥，把团聚的水泥颗粒分开，使砼中的粗细骨料和胶凝材料得到充分混合，提高工作性能，增强砼强度。而双卧轴只有在经过第二次搅拌后砼扩展度比第一次有所增加，强度也有提高，但和星式搅拌机相比，搅拌出的砼性能还是有所欠缺。尤其是掺入了更多的胶凝材料和外加剂的C60 配合比拌和的砼更为明显[2-3]。

表1 混凝土扩展度测试结果

表2 抗压强度测试结果

4 结语

本文通过对两种不同型号规格的搅拌机搅拌出来的混凝土和易性和混凝土强度的检测，得出立体行星式搅拌机搅拌出的高性能混凝土和易性和强度都优于双卧轴。立轴行星式搅拌出的混凝土和易性更好，搅拌的更均匀。混凝土拌和均匀，和易性好会使混凝土内部很密实从而保证混凝土有最优的强度和耐久性能。随着高性能混凝土在工程中的大量使用，传统的双卧轴搅拌机已无法满足对高性能混凝土的拌和，需要选择性能更好的立轴行星式搅拌机或者其它搅拌性能优越的搅拌机，从而充分发挥高性能混凝土的性能优势。