引言

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随着土木工程规模的不断扩大和科技水平的提升,高层大跨、有特殊功能要求的重要建筑如摩天大楼、超大跨桥梁及巨型水利枢纽工程等不断涌现,这对混凝土的性能提出了更高要求。为满足这些需求,混凝土从普通型逐步向高性能乃至超高性能方向发展,其强度得到了显著提高。然而,强度的提升往往伴随着水胶比的降低,导致混凝土粘度增大,进而引发一系列施工难题,如搅拌、运输和泵送等,这极大地限制了高强与超高强混凝土的广泛应用。
因此,如何降低混凝土粘度成为当前混凝土技术发展的关键问题。从组成和制备方法来看,高强与超高强混凝土的降粘方法主要集中在有机外加剂和掺合料两个方面。其中,引气剂作为常见的有机外加剂,能够通过在混凝土内部形成微小封闭气泡来降低粘度。然而,这种降粘效果有限,且引入的气泡可能会对混凝土的强度产生不利影响。至于减水剂对混凝土粘度的作用机理,目前尚不清晰,相关有机降粘剂的研发也尚未取得突破性进展。
在掺合料方面,尽管掺入粉煤灰可以在一定程度上改善混凝土的工作性能并降低其粘度,但对于高层、高强或超高强混凝土而言,其降粘效果并不显著。目前,关于混凝土降粘剂的专利或文章还较为罕见,这意味着在这一领域仍存在大量的研究和开发空间。未来,随着科技的进步和研究的深入,相信会有更多创新性的降粘方法和技术被开发出来,以推动高强与超高强混凝土的更广泛应用。

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机理概述
混凝土粘度与混凝土中颗粒之间的水膜层厚度有密切的关系,颗粒表面水膜层厚度越大,混凝土粘度越低;高强或超高强混凝土有着较低的水胶比,这就导致了颗粒表面水膜层厚度小,颗粒间相互作用力大,混凝土粘度高,同时混凝土粘度也与其堆积密度和颗粒的总比表面积有关。
依据混凝土的堆积原理和“滚珠润滑”效应原理,我寻找了一种全球状超细粉煤灰-超尹微珠,它的中位粒径D50<2微米,是一级粉煤灰的五分之一、形状为完美的球状,没有海绵状物质。
超尹微珠主要通过以下两方面作用降低混凝土粘度:
1、超尹微珠颗粒全为正球状,这就为混凝土带来极好的“滚珠润滑”效应,同时微珠的颗粒极细,与减水剂吸附产生叠加效果,吸附在水泥等颗粒表面,减小颗粒之间的相互作用力,释放自由水,增大水膜层厚度;
2、超尹微珠颗粒的粒径分布均匀,主要粒径在0.1μm—5μm之间,平均粒径只有2μm,这种连续的微米级材料,能够很好的填充在混凝土颗粒之间,增加堆积密度,释放自由水,进一步降低粘度,增大混凝土密实度;
经过试验对比发现添加超尹微珠的混凝土、水泥浆有如下改善:
(1)剪切应力显著降低,掺量8%—15%时,混凝土塑性粘度降低30%—60%,相同塌落度或扩展度条件下,添加微珠的混凝土塑性粘度和倒筒时间明显降低。
(2)降低混凝土或砂浆的用水量,减水率达15%,并且与化学减水剂有完美的叠加作用。
(3)泵送得到润滑改善作用,显著降低混凝土泵的泵送压力。
(4)提高混凝土密实度、改善混凝土中水泥浆与粗骨料之间的界面,减少有害毛细孔,提高混凝土强度。微珠掺量在5%—15%时其活性为:28天活性系数达105%-110%,56天可达到115%-120%。

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