聚羧酸類減水劑在混凝土中的運(yùn)用

摘 要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展，國(guó)民建設(shè)的提高。如今的建筑施工不再是單純的依靠水泥跟混泥土單純的混合比例就可以完成建設(shè)，如今由廈門宏發(fā)先科化工建材有限公司研制生產(chǎn)的HPCA-600聚羧酸高性能減水劑產(chǎn)品在本次施工中的應(yīng)用。C50砼現(xiàn)在普遍運(yùn)用于T梁、箱梁及現(xiàn)澆段，現(xiàn)在對(duì)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)比以往都有相應(yīng)的提高，因此對(duì)混凝土的設(shè)計(jì)也要相應(yīng)的改進(jìn)，并適應(yīng)于現(xiàn)代混凝土的施工。

關(guān)鍵詞:聚羧酸類減水劑混凝土運(yùn)用

中圖分類號(hào):TU528文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)05(a)-0029-02

1 聚羧酸的技術(shù)指標(biāo)及生產(chǎn)單位

廈門宏發(fā)先科化工建材有限公司研制生產(chǎn)的HPCA-600聚羧酸高性能減水劑產(chǎn)品于2007年9月通過鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督中心評(píng)審檢驗(yàn)合格，成功生產(chǎn)并大批量用于實(shí)際工程的聚羧酸減水劑，HPCA-600是適用于泵送混凝土的型號(hào)。

2 試驗(yàn)結(jié)果及指標(biāo)參數(shù)

2.1 試驗(yàn)材料:y

(1)拌和水:采用.安溪縣同美村飲用水，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求;

(2)水泥:采用福建永春蓮花P·052.5水泥;

(3)砂:采用.福建漳州華安中砂;

(4)碎石:采用閬苑巖石場(chǎng)連續(xù)級(jí)配為4.75～25.0mm碎石(采用4.75～16mm占30%、16～25.0mm占70%摻配)，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求;

(5)外加劑:采用廈門宏發(fā)先科化工生產(chǎn)的HPCA-600高效減水劑。

2.2 HPCA-600均質(zhì)性試驗(yàn)結(jié)果

(1)外觀:茶色清澈有油質(zhì)感水溶液，無(wú)沉淀;

(2)密度:1.069;

(3)pH:9.0;

(4)固體含量:20.0%;

(5)Cl-:＜0.01;

(6)總堿含量:0.196%。

見表1。

3 聚羧酸的優(yōu)點(diǎn)

具有低摻量、高減水、高強(qiáng)度增長(zhǎng)、水泥適應(yīng)性好、坍落度損失小和無(wú)毒不污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種安全、綠色環(huán)保型的高性能減水劑。適合于配制具有大坍落度、工作性能極佳的流態(tài)混凝土，而在國(guó)內(nèi)迅速發(fā)展，聚羧酸類高性能減水劑已代替萘系和三聚氰胺，成為配制中、高標(biāo)號(hào)混凝土的主導(dǎo)材料。顯然在現(xiàn)代工程的建設(shè)當(dāng)中，聚羧酸以占據(jù)不可比擬的地位。聚羧酸在適用于泵送混泥土，在一定程度上保證了混凝土在到達(dá)施工工地是因距離遠(yuǎn)混凝土容易凝固的現(xiàn)象。聚羧酸在產(chǎn)品投產(chǎn)后，先后在福建省南惠高速、福建省南廈高速混凝土中應(yīng)用了HPCA-600減水劑，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。在實(shí)際運(yùn)用中有很好的效果。

4 現(xiàn)代高速公路工程施工的要求

(1)福建省南廈高速泉州段A5合同段路線位于泉州市安溪縣境內(nèi)，路線的起點(diǎn)位于城廂鎮(zhèn)員宅村(K22+200.000)接A4合同段終點(diǎn)，終于城廂鎮(zhèn)員宅村(K28+300.000)，全長(zhǎng)6km。(2)本合同段主要控制點(diǎn)有:草鋪?zhàn)写髽?、南山大橋、樓仔大橋、山?大橋、安溪互通。(3)項(xiàng)目沿線所經(jīng)較大河流為西溪、蘭溪，其余為小河溝。(4)本項(xiàng)目位于閩南丘陵區(qū)，在路線平、縱、橫面設(shè)計(jì)中已充分重視生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和改善，盡量避免高填深挖。積極貫徹國(guó)家有關(guān)環(huán)保政策，開發(fā)利用環(huán)境，總體設(shè)計(jì)以維護(hù)生態(tài)平衡，盡量降低環(huán)境污染為宗指，以保護(hù)沿線環(huán)境為目的。

5 在此次設(shè)計(jì)中針對(duì)于混凝土的控制

我們?cè)诖舜胃＝ㄊ∧蠌B高速泉州段A5合同段建設(shè)中，采用的HPCA-600聚羧酸高性能減水劑，針對(duì)混凝土的和易性和施工要求都有了很好的控制，在T梁預(yù)制、現(xiàn)澆箱梁等我們摻加的HPCA-600聚羧酸在很大程度上控制實(shí)體的強(qiáng)度和施工周期，在保質(zhì)保量的情況下為工程的順利完工做了很大貢獻(xiàn)，聚羧酸類減水劑因具有低摻量、高減水、高強(qiáng)度增長(zhǎng)、水泥適應(yīng)性好、坍落度損失小和無(wú)毒不污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種安全、綠色環(huán)保型的高性能減水劑。適合于配制具有大坍落度、工作性能極佳的流態(tài)混凝土，而在國(guó)內(nèi)迅速發(fā)展，聚羧酸類高性能減水劑已代替萘系和三聚氰胺，成為配制中、高標(biāo)號(hào)混凝土的主導(dǎo)材料。

6 在施工過程造成的環(huán)境污染

如今在全球進(jìn)行環(huán)保意識(shí)深入人心放入關(guān)鍵時(shí)刻，不管是日常生活還是在其他的各行各業(yè)都應(yīng)體現(xiàn)出。以往的工程建設(shè)中在混凝土的配備當(dāng)中，至關(guān)重要的沙子、水泥、水的配置當(dāng)中，水的用量最多，而且剛在用水這一項(xiàng)中花費(fèi)的資金也有很多的浪費(fèi)。比如說(shuō)有的地方在水不方便得地方，我們必須采用水泵抽水的做法，這樣就浪費(fèi)了電費(fèi)，而有時(shí)實(shí)際的配備中，又會(huì)浪費(fèi)很多的水，而聚羧酸的出現(xiàn)有效的緩解了這一環(huán)節(jié)對(duì)于水的浪費(fèi)。在配備之中，聚羧酸能夠減少水的用量，這在一定的程度上可以說(shuō)，這也是降低成本的一種做法。

7 砼的配合比與施工

50砼現(xiàn)在普遍運(yùn)用于T梁、箱梁及現(xiàn)澆段砼配比必須保證砼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度、耐久性、施工的和易性。在冰凍地區(qū)，還應(yīng)考慮冰凍因素。T梁砼的抗壓強(qiáng)度不小于50MPa，試配強(qiáng)度不低于59.9MPa，砼成品后的坍落度應(yīng)控制在14～18cm范圍內(nèi)以利于現(xiàn)場(chǎng)澆筑及長(zhǎng)距離運(yùn)輸，特別現(xiàn)在都是采用大型攪拌站統(tǒng)一拌制，坍落度要求相比以往要大許多，以前都是在梁場(chǎng)直接拌制，坍落度可以考慮10～14cm，聚羧酸類高性能減水劑在大坍落度的條件下就占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，由其大減水率就能在保質(zhì)保量的情況下生產(chǎn)澆注混凝土。砼的水膠比(水與膠結(jié)材料的重量比，后者包括水泥及混合材料的重量)宜控制在0.24～0.38的范圍內(nèi)。砼的對(duì)接平整、潔凈、濕潤(rùn);混凝土罐車卸下的砼不宜堆積過大;砼振搗必須符合要求;砼在收工嚴(yán)禁灑水和灑干水泥，這是防止砼脫皮、裂縫等的最主要原因。

8 混凝土生產(chǎn)過程控制及質(zhì)量保證措施

(1)混凝土攪拌方式:在攪拌前，先查看料倉(cāng)中的原材料是否符合要求，如果不對(duì)應(yīng)及時(shí)清理料倉(cāng)，特別是對(duì)梁體來(lái)說(shuō)是致關(guān)重要的?，F(xiàn)在都采用大型攪拌站統(tǒng)一攪拌，都使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，宜采用二次投料法拌制。攪拌機(jī)攪拌前進(jìn)行徹底清洗，攪拌時(shí)間定為60s，投料順序?yàn)橄认律笆耙话胗盟瑪嚢?s后，再下水泥和摻合料攪拌，然后加入外加劑和剩余的水，調(diào)整工藝性要求合適后連續(xù)生產(chǎn)。(2)混凝土出站質(zhì)量控制:根據(jù)自密實(shí)混凝土的性能要求，質(zhì)檢部對(duì)每車混凝土嚴(yán)格進(jìn)行混凝土坍落度試驗(yàn)，合格后方可送工地澆筑。(3)混凝土坍落度損失的控制和調(diào)整。

9 高性能混凝土

為研究礦物摻合料對(duì)高性能混凝土自收縮的影響及其計(jì)算模型，采用混凝土自收縮無(wú)接觸自動(dòng)測(cè)試裝置進(jìn)行粉煤灰摻量及品質(zhì)、粉煤灰與偏高嶺土復(fù)摻及粉煤灰與礦渣復(fù)摻對(duì)高性能混凝土自收縮性能的影響.研究結(jié)果表明:隨著粉煤灰摻量的增加，高性能混凝土的自收縮值隨之下降;在同摻量下，提高粉煤灰的品質(zhì)可降低高性能混凝土的自收縮值.在粉煤灰高性能混凝土中復(fù)摻偏高嶺土?xí)龃笃渥允湛s值;粉煤灰與礦渣復(fù)摻可進(jìn)一步降低高性能混凝土的自收縮值，且在復(fù)摻比例為1∶1時(shí)最佳.通過對(duì)現(xiàn)有混凝土自收縮計(jì)算模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，提出高性能混凝土自收縮計(jì)算模型，該模型計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好.說(shuō)明聚羧酸適用于高性能混凝土的配備要求。

10 混凝土的運(yùn)輸和材料

在混凝土的運(yùn)輸過程中，我們可以一次性提供多輛混凝土罐車的同時(shí)作業(yè)，保證在工程實(shí)施的過程中不耽誤工程的進(jìn)度。同時(shí)我們會(huì)在第一時(shí)間，為工程提供優(yōu)質(zhì)的混凝土保證工程的如期完成。

拌和水:采用.安溪縣同美村飲用水，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求;(2)水泥:采用福建永春蓮花P052.5水泥;(3)砂:采用福建漳州華安中砂;保證在輸送的混凝土中，如果沒有意外我們會(huì)堅(jiān)決采用實(shí)驗(yàn)所用的材料，不私自更改混凝土的原材料。

11 C50砼的基本要求

集料混凝土中集料體積大約占混凝土體積的3/4，由于所占的體積相當(dāng)大，所以集料的質(zhì)量對(duì)混凝土的技術(shù)性能和生產(chǎn)成本均產(chǎn)生一定的影響，在配制C50混凝土?xí)r，對(duì)集料的強(qiáng)度、級(jí)配、表面特征、顆粒形狀、雜質(zhì)的含量、吸水率等，必須認(rèn)真檢驗(yàn)，嚴(yán)格選材。這樣才能配制出滿足技術(shù)性能要求的C50混凝土，同時(shí)又能降低混凝土的生產(chǎn)成本。

(1)水泥應(yīng)采用，收縮性小、抗縮性小，耐磨，抗凍性好的普通硅酸鹽水泥。所用水泥重量不宜超過500kg/m3，水泥與混合材料的總量不超過550～600kg/m3。聚羧酸在一定程度上可以減少水的加入量，也就意味著在一定的程度上有效的減少了水泥的用量，提高梁的早期強(qiáng)度都有相應(yīng)的幫助，這樣就能減少梁體的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，對(duì)整個(gè)工期的提早完工都有不小的作用。

(2)細(xì)集料砂材質(zhì)的好壞，對(duì)C50以上混凝土的拌和物和易性的影響比粗集料要大。優(yōu)先選取級(jí)配良好的江砂或河砂。因?yàn)榻盎蚝由氨容^干凈，含泥量少，砂中石英顆粒含量較多，級(jí)配一般都能符合要求。機(jī)制砂一般不能使用，機(jī)制砂中含泥量較大且含有較多的風(fēng)化軟弱顆粒。砂的細(xì)度模數(shù)宜控制在2.6以上，細(xì)度模數(shù)小于2.5時(shí)，拌制的混凝土拌和物顯得太黏稠，施工中難于振搗，且由于砂細(xì)，在滿足相同和易性要求時(shí)，增大水泥用量。這樣不但增加了混凝土的成本，而且影響混凝土的技術(shù)性能，如混凝土的耐久性、收縮裂縫等。砂也不宜太粗，細(xì)度模數(shù)在3.3以上時(shí)，容易引起新拌混凝土的運(yùn)輸澆筑過程中離析及保水性能差，從而影響混凝土的內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量。C50泵送混凝土細(xì)度模數(shù)控制在2.6～2.8之間最佳，普通混凝土控制在3.3以下。另外還要注意砂中雜質(zhì)的含量，比如云母、泥的含量過高，不但影響混凝土拌和物的和易性，而且影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性，引起混凝土的收縮裂縫等其他性能。含泥量不超過2%，云母含量小于1%。

(3)粗集料的強(qiáng)度、顆粒形狀、表面特征、級(jí)配、雜質(zhì)的含量、吸水率對(duì)C50混凝土的強(qiáng)度有著重要的影響。配制C50以上混凝土對(duì)粗集料的強(qiáng)度的選取是十分重要的，高強(qiáng)度的集料才能配制出高強(qiáng)度的混凝土。應(yīng)選取質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈的碎石。其強(qiáng)度可用巖石立方體強(qiáng)度或碎石的壓碎指標(biāo)值來(lái)測(cè)定，巖石的抗壓強(qiáng)度應(yīng)比配制的混凝土強(qiáng)度高50%。一般用碎石的壓碎指標(biāo)值來(lái)間接判定巖石的強(qiáng)度是否滿足要求。碎石的壓碎指標(biāo)值水成巖(石灰?guī)r、砂巖等)小于10%、變質(zhì)巖(片麻巖、石英巖等)或深層火成巖(花崗巖等)小于12%、噴出巖火成巖(玄武巖等)小于13%.粗集料的顆粒形狀、表面特征對(duì)C50以上混凝土的粘結(jié)性能有著較大的影響。應(yīng)選取反擊破碎石，其表面粗糙且多棱角，針片狀顆粒含量應(yīng)小于5%。影響C50以上混凝土的強(qiáng)度重要因素有集料的強(qiáng)度、水泥、水泥與集料之間的粘結(jié)強(qiáng)度，而混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)是水泥和集料界面的粘結(jié)。由于粗集料的表面粗糙、粒徑適中，這樣提高了混凝土的粘結(jié)性能，從而提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度。集料的級(jí)配是指各粒徑集料相互搭配所占的比例，其檢驗(yàn)的方法是篩分。級(jí)配是集料的一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)混凝土的和易性及強(qiáng)度有著很大的影響。配制C50混凝土最大粒徑宜小于25mm，因?yàn)镃50混凝土一般水泥用量在440～500kg/m3，水泥漿較富余，由于大粒徑集料比同重量的小粒徑集料表面積要小，其與砂漿的粘結(jié)面積相應(yīng)要小，其粘結(jié)力要低，且混凝土的均質(zhì)性差，所以大粒徑集料不可能配制出高強(qiáng)度混凝土。集料的級(jí)配要符合要求且集料的空隙要小，通常采用二種規(guī)格的石子進(jìn)行摻配。如有二種摻配方案分別為30∶70和20∶80，其摻配結(jié)果要符合級(jí)配范圍要求，測(cè)定二者的體積密度，前者大，則應(yīng)選取摻配比例為30∶70的使用。粗集料中的泥土、石粉的含量要嚴(yán)格控制，其含量大，不但影響混凝土拌和物的和易性，而且降低混凝土的強(qiáng)度，影響混凝土的耐久性，引起混凝土的收縮裂縫等。其含泥量應(yīng)小于1%。

(4)外加劑因C50混凝土的水泥用量比較大，水灰比低，強(qiáng)度要求高，混凝土拌和物較粘稠，這樣給混凝土的施工提出了更高的要求，為了滿足混凝土的性能及施工要求，改善混凝土的和易性及提高性能，同時(shí)降低水泥用量，減少工程成本，外加劑的選擇尤為重要。選用外加劑因著重從以下幾個(gè)方面考慮:延緩混凝土的初凝時(shí)間，提高混凝土的早期強(qiáng)度，增加后期強(qiáng)度，減少混凝土坍落度的損失，與水泥的相容性，外加劑的穩(wěn)定性。通常選用高效緩凝減水劑，高效早強(qiáng)減水劑，高性能減水劑。如廈門宏發(fā)FS-R、FS-G、HPCA-600等。摻高效減水劑的混凝土的坍落度損失一般較快，最好施工時(shí)采用后摻法，這樣可使高效減水劑的減水作用增高，使混凝土的流動(dòng)性增加。在溫度低于8～10℃時(shí)，高效減水劑雖能增加和易性，但增加強(qiáng)度的作用大大降低。所以高效減水劑的使用。高效緩凝減水劑有利于控制早期水化，混凝土拌和物坍落度損失小。一般來(lái)說(shuō)，摻量大時(shí)凝結(jié)時(shí)間相應(yīng)增長(zhǎng)，但摻量過大時(shí)會(huì)降低早期強(qiáng)度。根據(jù)施工季節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)摻量。結(jié)構(gòu)復(fù)雜配筋密集的構(gòu)件中使用，這樣可避免形成冷縫，方便施工的安排。高效早強(qiáng)減水劑一般不用，除非對(duì)早期強(qiáng)度有特殊要求。提高混凝土的早期強(qiáng)度，因?yàn)楦咝г鐝?qiáng)減水劑能加快早期強(qiáng)度的發(fā)展，但一般會(huì)降低混凝土的后期強(qiáng)度。但在運(yùn)用HPCA-600聚羧酸高性能減水劑以后，可以有效的防止上述問題的發(fā)生。

12 結(jié)語(yǔ)

配制C50橋梁混凝土應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)原材料，水泥要求52.5級(jí)以上的旋窯水泥;粗集料要求最大粒經(jīng)25mm，堆積密度大，含泥量少，針片狀少;細(xì)集料要求細(xì)度模數(shù)2.6以上，含泥量低;外加劑要求優(yōu)選用高效減水劑或緩凝高效減水劑。所以，我建議在施工的過程中采用HPCA-600聚羧酸減水劑。

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