高性能混凝土的優(yōu)秀工作性能表現(xiàn)

高性能混凝土除具有良好的力學(xué)性能和耐久性外，還必須具備良好的工作性能，即混凝土的流動(dòng)性能，具體體現(xiàn)在新拌混凝土的坍落度的經(jīng)時(shí)損失。影響高性能混凝土流動(dòng)性的主要因素有水膠比、集料級(jí)配、外加劑的種類及其摻加量，礦物摻和料的粉體性能等。水是新拌混凝土中取為重要的可變形物質(zhì)，加入混凝土中的水可分為兩部分，一部分為吸附在膠結(jié)料表面或?yàn)槟z結(jié)料顆粒所束縛而不能自由流動(dòng)的非自由水，另外一部分為自由水。當(dāng)膠結(jié)料組成和減水劑摻入量一定時(shí)，膠結(jié)料所約束的非自由水為一固定值。

新拌混凝土的流動(dòng)性由其膠結(jié)料漿體中的自由水量決定，當(dāng)膠結(jié)料組成和減水劑摻入一定時(shí)，流動(dòng)性取決于水膠比。然而高性能混凝土都采用低水膠比，這就限制了膠結(jié)料漿體中的自由水量。

配制高性能混凝土使用的減水劑一般都是減水效果達(dá)到20%以上的好的減水劑(超塑化劑)。從根本上講，好的減水劑在高性能混凝土材料中的作用機(jī)理就是其本身對(duì)拌和料的表面活性作用。好的減水劑為分子中具有親水和憎水兩個(gè)基團(tuán)的有機(jī)或無機(jī)化合物，加入水溶液后，這些化合物能降低水的表面張力，起到表面活性的作用。

水泥在與水拌和以后，有強(qiáng)烈的絮凝趨勢，產(chǎn)生絮凝的原因很多，可歸結(jié)為以下幾種作用相互疊加的結(jié)果：絮凝過程使水泥顆粒形成一個(gè)開口的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)孔中有一些水，這一部分水不能參加水泥的水化和使拌和物的流動(dòng)性降低。為了使高性能混凝土獲得良好的流動(dòng)性能，必須使水和水泥及膠結(jié)料中的其他顆粒接觸良好，防止水泥顆粒絮凝，并使之處于高度分散狀態(tài)。

高性能水泥基材料中加入好的減水劑后，減水劑的憎水基團(tuán)定向引向水泥等顆粒的表面，親水基團(tuán)指向水溶液，組成了單分子或多分子吸附膜，這樣可起到以下幾個(gè)方面的作用：

(1)  減水劑的定向吸附，使水泥顆粒帶上相同的電荷，在電性排斥力的作用下，顆粒分散開來；

(2)  減水劑定向吸附后，由于極性水分子吸附在親水基團(tuán)表面，使水泥顆粒的溶劑化層增厚，從而增加了水泥顆粒之間的滑動(dòng)能力，使顆粒更易于分散；

(3)  好的減水劑能顯著地降低表面張力和界面張力，而水泥顆粒以及水溶液的分散又與表面張力及界面張力有關(guān)，降低表面張力可增加顆粒潤濕面積，亦即顆粒和水的分散度可顯著提高。

綜上所訴，隨著好的減水劑的加入，降低了膠結(jié)料的 k 值，使混凝土的流動(dòng)性獲得大幅度的提高。

礦物摻和料在高性能混凝土中除能改善混凝的力學(xué)性能外，對(duì)新拌混凝土的工作性能也有有利的影響。高性能混凝土中的礦物摻和料主要為粉煤灰及礦渣等。粉煤灰顆粒中的玻璃微珠粒徑為0.5~100μm，大部分在45μm 以下，平均粒徑為10~30μm，具有很高的比表面積，經(jīng)過粉磨后，其比表面積更高。其二氧化硅含量在 34～60%之間，含大量硅鋁玻璃體，玻璃體主要呈顯微圓球體、空心顯微圓球體、海綿狀、碎屑狀。礦渣一般都經(jīng)過粉磨才作為高性能混凝土的礦物摻和料使用。

礦物摻和料在高性能混凝土中實(shí)際發(fā)揮的效能主要為三種：形態(tài)效應(yīng)、微集料效應(yīng)、活性效應(yīng)，而對(duì)混凝土工作性能有影響的主要為形態(tài)效應(yīng)及微集料效應(yīng)。礦物摻和料中含大量球形粒子，加入水泥基材料后，借助于好的減水劑的分散作用，均勻分布到水泥顆粒之間的孔隙中，把孔隙中大量水排擠出來，使之成為自由水；礦物摻和料的球形粒子其表面張力較小，易于被水潤濕，減少膠結(jié)料中顆粒之間滑動(dòng)時(shí)的摩擦力，起到潤滑作用；由于以上幾個(gè)方面的原因，使混凝土的工作性能得到改善，增加了混凝土的流動(dòng)性能。