淺談高性能聚羧酸系減水劑在碾壓混凝土中的應用

李瑩瑩　胡永成

摘? 要：目前萘系外加劑廣泛應用于碾壓混凝土中，高性能羧酸類減水劑在碾壓混凝土中尚未應用。為了發揮羧酸類減水劑在碾壓混凝土中的作用優勢，本文分析了微顆粒含量、漿砂比PV值、碾壓遍數等影響因素對碾壓混凝土層間結合性能的影響，得出了各參數的相互關系。基于此，解決了高性能羧酸類減水劑由于膠凝材料少，帶來骨料包裹性差、碾壓不密實等問題。實現了碾壓混凝土質量可控，降低成本、提高碾壓混凝土層間結合的目的。

關鍵詞：碾壓混凝土;羧酸類減水劑;施工參數;層間結合

中圖分類號：TU528??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）02-0000-00

0 引言

碾壓混凝土壩快速、經濟、安全的優越性能已經在全世界壩工界獲得認可并推廣。為打破目前國內外碾壓混凝土采用萘系外加劑的模式，縮短工期，開啟高性能羧酸類減水劑在碾壓混凝土中的應用先河。需掌握高性能聚羧酸類減水劑在碾壓混凝土中的快速筑壩技術，及施工現場VC值動態控制、碾壓等施工環節等對層間結合質量的影響。研究出高性能羧酸類減水劑在碾壓混凝土中應用的施工配合比、碾壓施工參數及碾壓層面結合處理的經驗和方法，以便達到碾壓混凝土質量可控的目的。

1 技術難點

當前在碾壓混凝土中高性能羧酸類減水劑尚未應用，因此無經驗數據可參考，聚羧酸類等多種高分子減水劑，具有高減水率、高保包塑、高增強性能。碾壓混凝土由于用水量少、水膠比低，在使用高性能羧酸類減水劑時，帶來骨料包裹性差、碾壓時有不密實、抗滲、抗凍性能不良等風險。同時還存在試驗原材料與現場實際施工不符，高石粉含量的人工砂同外加劑適應等問題。

2 創新點

通過對高性能羧酸類減水劑在碾壓混凝土中的應用研究，確定出微顆粒含量的控制指標、漿砂比PV值的控制指標、施工參數、層面結合處理方法、變態混凝土等。達到降低混凝土單方成本，減少工程投入，縮短工期、碾壓混凝土質量可控的目的。

3 主要研究內容

碾壓混凝土層間結合的影響因素：

（1）粉煤灰。水泥用量少、摻合料摻量大是碾壓混凝土的特點。其摻量占膠凝材料的50%～65%。摻合料能改進碾壓混凝土拌和物性能，提高碾性及層間結合質量，降低混凝土的絕熱溫升和溫度應力，為碾壓混凝土快速筑壩、通倉澆筑，加快施工進度、簡化施工工藝提供有力保證。在標準條件下，選擇摻量為50%、55%、60%、65%進行試驗，粉煤灰摻量隨著摻量增加而減少，當摻量達到60%時，用水量增加偏大、凝結時間增長過大、VC值增加較大、抗壓強度在摻量達到65%時出現拐點。考慮現場施工的可碾性、層間結合等施工性能等方面因素，選擇粉煤灰摻量為60%。

（2）用水量和VC值關系。在水膠比不變的情況下，隨著單位用水量的增加，膠凝材料用量增大，拌合物顆粒和周圍漿層厚度增大、游離漿體增多，使得混凝土拌合物的VC值隨單位用水量的增加而減少。

（3）石粉含量和PV值。石粉含量指的是人工砂中小于0.16mm的顆粒含量以及小于0.08mm的微顆粒的含量。人工砂中的石粉能夠替代部分摻合料起到包裹砂粒和空隙填充的作用。使碾壓混凝土漿砂體積比增加，不但提高混凝土強度，還改善施工層面的膠黏性能。因此石粉含量的高低是影響碾壓混凝土拌和物性能的重要因素。

PV值（即漿砂比）是碾壓混凝土配合比設計極為重要的參數。PV值是灰漿（水+膠凝材+0.08 mm微顆粒）的體積與砂漿體積的比值，一般不宜低于0.42。根據歷年國內外碾壓混凝土筑壩經驗，人工砂的石粉含量控制在18%左右，漿砂比PV值不宜低于0.42。《水工碾壓混凝土施工規范》DL/T5112中要求0.08 mm以下微顆粒含量≥5%。

選擇石粉含量為6%、10%、12%、14%、18%、22%、24%，PV值為0.42、0.44、0.46進行試驗，混凝土抗壓強度、劈裂強度、VC值、含氣量隨著石粉含量的增加而減少，液化、泛漿情況隨著石粉含量的增加而變好。石粉含量為18%、22%，PV值為0.42時其碾壓混凝土液化、泛漿情況最好，其他性能趨于穩定，無拐點。

（4）凝結時間。碾壓混凝土的初凝時間要求為大于層面鋪筑的間隔時間，其目的是保證攤鋪、碾壓、測試等工序，上層混凝土施工需在下層混凝土初凝之前完成。從而保證層面的塑性結合良好，防止形成滲水通道。在現場實際生產過程中，由于氣候條件、拌制能力、運輸問題及倉面施工水平等因素的影響，超過碾壓混凝土初凝時間的情況經常發生。為保證層面良好的結合，進行碾壓混凝土凝結時間試驗。根據碾壓混凝土施工規范要求，碾壓混凝土連續升層的允許間隙時間小于初凝時間1～2 h。考慮不同工況，選擇氣溫為0C、5C、10C、15C、20C、25C、30C進行試驗，碾壓混凝土平均初凝時間為660 min。因此碾壓混凝土連續升層的允許間隙時間最大不超過9 h。

（5）施工參數。運輸方式采用自卸汽車，平倉方式采用平倉機。為讓平倉時厚度均勻，常在倉面模上標記倉面高程及層厚刻度線。自卸汽車倉面卸料時采用退鋪法兩點式或梅花形疊壓式卸料，首先卸1/3，移動1m左右再卸2/3，兩點式或梅花形卸料可讓堆料高度減小，減少由自卸車卸料帶來的骨料分離、料堆底部骨料集中分散等的情況。選擇振動碾控制速度為1.0 km/h、1.3 km/h、1.5 km/h;攤鋪厚度為25 cm、35 cm、45 cm;壓實厚度為25 cm、30 cm、35 cm進行試驗。當振動碾控制速度為1.5 km/h、攤鋪厚度35cm、壓實厚度30cm時，壓實度滿足要求，且最經濟。

（6）碾壓的遍數。根據不同層次分別采用無振2遍、無振2遍+有振2遍，無振2遍+有振4遍、無振2遍+有振6遍、無振2遍+有振6遍+有振2遍、無振2遍+有振8遍、無振2遍+有振8遍+有振2遍進行試驗，當碾壓遍數為無振2遍+有振6遍+有振2遍時可碾性、彈性、泛漿、光亮感均滿足工作性要求。

4 結論

高性能聚羧酸類減水劑的成功應用打破了目前碾壓合混凝土采用萘系外加劑的模式，開啟高性能羧酸類減水劑在碾壓混凝土中的應用先河。確定了碾壓混凝土的施工參數及碾壓層面結合處理的經驗和方法，每方碾壓混凝土節省膠凝材料（25-40）kg/m;確定微顆粒含量控制指標、PV值、壓實厚度、碾壓遍數、變態加漿量、允許間隙時間等施工參數：得出碾壓混凝土的親和性、可碾性要求及加漿方法。為類似工程提供真實可靠的數據，同時實現碾壓混凝土質量可控的目的。

參考文獻

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Talking About the Application of High-performance Polycarboxylate Water-reducing Agent in Roller Compacted Concrete

LI Yingying， HU Yongcheng

（1.China Water Resources and Hydropower Twelfth Engineering Bureau Co.， Ltd.，? Hangzhou? Zhejiang? 311600;

2.Jiande City Water Conservancy Service Center，? Hangzhou? Zhejiang? 311600）

Abstract： At present， naphthalene admixtures are widely used in roller compacted concrete， and high-performance carboxylic acid water reducers have not been used in roller compacted concrete. In order to give full play to the advantages of carboxylic acid water-reducing agents in RCC， this paper analyzes the influence of the microparticle content， the PV value of grout-sand ratio， and the number of rolling cycles on the bonding properties of RCC. The interrelationship of various parameters is described. Based on this， it solves the problems of poor aggregate encapsulation and uncompact compaction caused by high-performance carboxylic acid water-reducing agent due to less cementitious materials. The purpose of controlling the quality of roller compacted concrete， reducing costs， and improving the bonding between layers of roller compacted concrete is realized.

Keywords： Roller compacted concrete; Carboxylic acid water reducing agent; Construction parameters; Interlayer bonding