摻加高效減水劑自密實混凝土的研究

■楊桃花 ■江西省水電工程局，江西 南昌 330000

隨著經濟的快速發展，我國的建筑行業也遇到了新的機遇，20世紀后期，國際對于高性能混凝土展開了大量的研究與應用。用聚羧酸系高效減水劑自密實混凝土作為代表，這一種減水劑的在性能與質量方面都有了極大的提高，而高效減水劑的應用是混凝土工程施工在質量方向發展的必然需求。現在在很多混凝土建設工程中都已廣泛使用聚羧酸系高性能減水劑。

1 高效減水劑自密實混凝土

1．1 自密實混凝土的含義

自密實混凝土是指在重力的影響作用下，能夠不發生離析、泌水等現象，能填充空隙，混凝土得到良好的均質性。此類混凝土能夠保障良好的密實度，提高工程效率，改善施工環境和安全性，提高了混凝土的表面質量，有效的避免了因振搗而對模板產生的磨損，減少了對敬攪拌機的磨損。

1．2 自密實混凝土特點

⑴流動性高，穩定度好，不會造成堵塞。在工程施工過程中，自密實混凝土能夠填充整個模板，且在流動工作中保證不會出現施工問題，也不會造成鋼筋的堵塞后果。⑵自密實混凝土的抗凍以及抗滲的程度非常好;并且所用的粗骨料比一般的混凝土用量少，用水量大，所以相比于一般的混凝土，高性能自密實混凝土的收縮性要更大。因此這種混凝土都要摻入一定量的膨脹劑，形成微膨脹混凝土。⑶在相同前提下，彈性模量比普通的混凝土的要小，而自密實混凝土的抗壓程度和抗拉程度要比震動密實的混凝土要高，并且其收縮性與普通混凝土是一致的。

2 工程實際應用

位于南昌市高新區江銅廠房鋼管混凝土柱，其規格在Ф1800×24～Ф1200×18不等，混凝土強度等級為C45。柱體箍筋間距較小，豎向鋼筋較密。澆筑時混凝土從柱下端離自然地坪1．5m處開設混凝土灌注口。該工程要求混凝土能通過障礙物自動密實地填充整個空間。

本工程自密實混凝土的技術是優化骨料，從而減小用水量;隨后使用高效減水劑并從混凝土的強度、和易性和成本優化其濃度和摻量;摻一定量的粉煤灰從而提高拌和物的黏聚性;進而加強混凝土的攪拌、輸送、澆筑的過程的控制，而在其他方面也保證了拌和物的勻質性。

自密實混凝土的技術是優化骨料，從而減小用水量;隨后使用高效減水劑并從混凝土的強度和成本優化，在其濃度進行摻量;摻一定量的粉煤灰從而提高拌和物的黏聚性;進而加強混凝土的攪拌、輸送、澆筑的過程的控制，而在其他方面也保證了拌和物的勻質性。

3 工程試驗內容

3．1 膨脹劑

因自密性混凝土漿量比重較大，相對收縮也較大，摻入適量的膨脹劑可以減小混凝土的收縮，以防混凝土裂縫產生，確保混凝土的外觀質量。我們選擇江西高安生產的UEA低堿膨脹劑。

3．2 骨料的優化

(1)砂的優化。江西贛江、撫河砂子的性能比較穩定，細度模數都在2．3－2．9之間的中砂，但要控制含泥量，含泥量超標影響混凝土的很多性能。為了能更好地和石子鑲嵌，適當選擇粒徑5mm以上10mm以下顆粒的砂子。(2)石子的優化。由于碎石與漿體的粘接性好，且石子會在混凝土硬化后收縮較小，而卵石與碎石結合在一起后的孔隙率比較規范，相比于原碎石的級配有了改善。因此要使用5～16mm卵石與5～20mm碎石混合使用，能夠有效地減小石料的孔隙率，增加混凝土的和易性，而且可以減小拌和物用水量，從而提高了混凝土的施工性和耐久性及經濟效益。

3．3 外加劑的優化

可以選用南昌某減水劑廠的高效減水劑，其固體含量為17～26%、減水率為22～32%的產品，進行優化的試配。試驗結果顯示:含固量為21%，摻量為0．8%的情況下，減水率為28%左右，產品的混凝土拌和物的流動性很好，價格也比較經濟、合理，同時拌和物的保水性和粘聚性良好。

3．4 配合比的確定

根據混凝土試配強度的要求，初步選擇水膠比為0．37進行試配。粉煤灰用量為20%。膨脹劑摻量大概為8%。

4 過程控制及試驗結果

4．1 混凝土拌和物性能

為保證順利通過鋼筋，自密實混凝土的拌和物需要很大的流動性，以及很好的黏聚性和保水性。本工程混凝土的坍落度為200m，而且要求拌合物2小時內坍落度仍保持在180mm以上，在施工中，由于路途有點遠，加上交通擁堵，混凝土從攪拌站運出到入泵(時間約為80分鐘)坍落度損失不是很大，也在185mm以上，整個施工過程非常順利。如果其黏聚性、勻質性以及流動性越好，則拌和物的表面高差就要越小，混凝土拌和物在試驗中，經過靜止后，混凝土柱的高度相差5mm，混凝土拌合物中的石子分布均勻，沒有任何堆積現象出現，此時能夠說明混凝土粘聚性好，混凝土無離析等現象，且在邊緣處仍有均勻分布的石子，這就說明了砂漿對石子的包裹性較強，混凝土黏聚性良好。

4．2 混凝土生產質量控制及驗收

(1)澆筑、運輸過程中要避免交通擁堵及氣溫較高的時間段，從而防止有其他外在因素的影響。同時還要控制運輸到澆筑的時間不宜超過2小時。本單位每次準備了3臺能力一流的混凝土泵，以應付意外情況的發生，且要有專人隨混凝土輸送到工地，及時與混凝土站聯系。

(2)除一般情況下外，在其他特別的情況下，如果施工澆筑不能達到自密實混凝土施工的標準時，可以加入少量的減水劑進行調整，但是禁止向車內加水。

5 結論

通過以上混凝土工程實際應用及工程測試，可以得到以下結論:(1)在混凝土施工計量精度方面，原材料的波動變化，對低摻量、高減水率的聚羧酸鹽的使用帶來質量控制的一定難度。因此就需要混凝土生產單位根據原材料的不同情況，從而來選擇相應的聚羧酸鹽的減水率，以及合適的摻加量。從而達到施工所期望的效果，達到工程要求;(2)混凝土配合比設計是最關鍵的一個環節，此混凝土的配合比設計要求做到高強度、混凝土拌合物大流動性、免振搗、自密實等性能。實際上此混凝土已經具備高性能混凝土的大部分性能特征。而這種混凝土配合比能否設計成功的關鍵因素是選擇組成配合比各組分的原材料，其中選擇一種合適的外加劑(高效減水劑或泵送劑)更是關鍵中的關鍵，因為如果選擇的外加劑不合適或性能不佳可能根本就無法達到要求的效果。此外，施工前的精心準備，施工現場的精心組織也是施工進行成敗的關鍵要素。筆者提到的聚羧酸系高效減水劑適合用于自密實混凝土的配制，因為其效率高，且經過優化的濃度和摻量，符合現代施工的要求和標準，且該減水劑可以滿足自密實混凝土工程施工所適合的施工性和勻質性。

［1］中國土木工程學會．自密實混凝土設計與施工指南(CCES 02－2004)，2005．

［2］王薊昌，廉慧珍，張青．自密實高性能混凝土配合比研究與設計［J］．建筑技術，1999．