聚羧酸系減水劑在自密實(shí)混凝土施工中的應(yīng)用

摘要:結(jié)合工程實(shí)例，從原材料選用、混凝土配合比技術(shù)要點(diǎn)及試配情況、混凝土配合比確定及強(qiáng)度等方面介紹了聚羧酸系減水劑在自密實(shí)混凝土施工中的應(yīng)用，提出了保證混凝土質(zhì)量的措施，解決了自密實(shí)混凝土在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的施工問(wèn)題。

關(guān)鍵詞:聚羧酸，強(qiáng)度，混凝土，轉(zhuǎn)換梁

中圖分類號(hào):TU755.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

引言

　　傳統(tǒng)減水劑(木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸縮合物等)的工作原理是:減水劑分子為線狀結(jié)構(gòu)，一旦分子吸附在水泥顆粒表面，使水泥顆粒表面帶電，由于帶電顆?；コ?，使顆粒在介質(zhì)(水)中分散，從而達(dá)到減水效果。與傳統(tǒng)的減水劑相比較，聚羧酸系減水劑是“樹枝狀”結(jié)構(gòu)，具有傳統(tǒng)減水劑的作用，并且分散作用不因時(shí)間延長(zhǎng)而弱化，因此聚羧酸系減水劑的分散作用更為持久。如何將聚羧酸系減水劑有效地應(yīng)用于混凝土中，配制和生產(chǎn)出高性能的混凝土來(lái)解決日益復(fù)雜的施工難題成為當(dāng)前廣大從事建筑施工和建材生產(chǎn)、科研人員面臨的重要課題。

　　自密實(shí)混凝土就是為了解決在澆筑成型過(guò)程中無(wú)法振搗或克服市區(qū)施工擾民的需要而產(chǎn)生的。自密實(shí)高性能混凝土(SCH-PC,SeIf〔bn1actingHghPerfmance。Concrete)是一個(gè)較新的概念，SCHP(二保持了高勻質(zhì)和高聚合性，混凝土拌合物不會(huì)離析、分散。具有自密實(shí)特性的高性能混凝土是我國(guó)未來(lái)混凝土技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，而聚羧酸系減水劑的成功應(yīng)用，為配制優(yōu)質(zhì)的自密實(shí)混凝土和解決自密實(shí)混凝土在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的施工問(wèn)題，提供了一個(gè)良好的解決途徑。

1 工程概況

　　由廈門夏商地產(chǎn)投資建設(shè)，廈門中辰集團(tuán)總承包的大學(xué)康城一期工標(biāo)段，是由26層的1號(hào)樓和19層的2號(hào)樓組成，其中1號(hào)樓的第2層為轉(zhuǎn)換層，該層中設(shè)計(jì)有高24m，寬1.3m的轉(zhuǎn)換梁，該轉(zhuǎn)換梁的鋼筋布置非常密集，根本無(wú)法進(jìn)行傳統(tǒng)的插人式振搗棒振搗作業(yè)，因此在和設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、業(yè)主協(xié)商后，該轉(zhuǎn)換梁變更為自密實(shí)混凝土澆筑。為此負(fù)責(zé)該工程混凝土供應(yīng)的廈門固德混凝土有限公司技術(shù)人員經(jīng)過(guò)精心準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)配置出科學(xué)合理的混凝土配合比，制定詳實(shí)、周密的混凝土生產(chǎn)組織及質(zhì)量保障方案，密切配合施工單位，圓滿地完成了CSO自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)供應(yīng)和質(zhì)量保障工作任務(wù)。

2 原材料選用

　　1)外加劑 :試驗(yàn)采用自密實(shí)混凝土的性能特點(diǎn)不同于普通混凝土，也不同于一般的高性能混凝土，必須具備以下性能:a.可控制工作性象粘稠液體一樣柔軟的混凝土;b.減水率不小于30%;c.混凝土體積的穩(wěn)定性:不離析、不泌水，有穩(wěn)定的表觀密度。以上特性決定了必須選用特殊的優(yōu)質(zhì)外加劑。根據(jù)對(duì)外加劑性能要求和試驗(yàn)結(jié)果決定采用上海麥斯特建工高科技建筑化工有限公司生產(chǎn)的SP一SCN聚羧酸系列高效減水劑。

　　2)水泥 : 采用福建永定興鑫水泥有限公司生產(chǎn)的P.以2.SR低堿水泥，該水泥早期強(qiáng)度及后期強(qiáng)度較高。

　　3)粉煤 灰 :細(xì)度不大于巧%，需水量比不大于98%.

　　4)砂子 : 采用九龍江低堿活性細(xì)骨料，中粗砂，細(xì)度模數(shù)2.4-2.8，在砂級(jí)配及細(xì)度模數(shù)不能滿足情況時(shí)，配制過(guò)程中摻人一定量的人工砂來(lái)填補(bǔ)整體的孔隙率。

　　5)石 子 : 0.5cm-2.0Cm碎石，針對(duì)該工程的特點(diǎn)和現(xiàn)階段原材料的供應(yīng)及質(zhì)量情況，采用人工級(jí)配的方法，在碎石中摻人一定比例的豆石。

3 混凝土配合比技術(shù)要點(diǎn)及試配情況

　　1)保證足夠的膠凝材料用量，以確?；炷恋拇罅鲃?dòng)性和粘聚力。2)摻加粉煤灰以改善混凝土的和易性，增加流動(dòng)性。3)在配合比設(shè)計(jì)中摻加SP一SCN聚羧酸系列高效減水劑，降低混凝土單方用水量，降低水灰比，提高混凝土強(qiáng)度，改善混凝土和易性，提高混凝土流動(dòng)性。4)為保證混凝土的大流動(dòng)性，同時(shí)保證混凝土強(qiáng)度，在粗骨料的選擇上，采取最大粒徑為2.ocm 的連續(xù)級(jí)配的機(jī)碎石。

　　依據(jù)以上原則，初步制定4個(gè)配比，按照正交試驗(yàn)方法，進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)，按照坍落度、擴(kuò)展度、倒置凈空、U型流通早期及后期強(qiáng)度等性能指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)考核。外加劑SP－SCN聚羧酸系列減水劑的作用機(jī)理是通過(guò)表面的吸收，具有空間上對(duì)水泥顆粒的位阻效應(yīng)，因而能夠阻擋暫時(shí)的水化作用，混凝土拌合物狀態(tài)在2.0h內(nèi)保持穩(wěn)定，它在提高混凝土流動(dòng)性的同時(shí)保持其粘聚性(抗離析性)，不泌水，不產(chǎn)生砂石骨料下沉現(xiàn)象，屬兩性表面活性物質(zhì)法，HLB值低，憎水基分子量較大。在分散過(guò)程中與水泥顆粒的接觸面大，所以從水泥一水網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中釋放出的自由水量大，因此減水效果很明顯，且凝結(jié)時(shí)間正常。混凝土各齡期強(qiáng)度增長(zhǎng)效果好，表明自密實(shí)混凝土流動(dòng)性好，均勻性高，完全達(dá)到預(yù)設(shè)要求，克服了由于振搗不便引起的種種困難。硬化后的混凝土試件經(jīng)破碎后，可觀察到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)羧密均勻。經(jīng)檢驗(yàn)，強(qiáng)度和耐久性均達(dá)到或超過(guò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)定的要求。

4 混凝土配合比的確定及強(qiáng)度情況

　　根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選擇坍落度及擴(kuò)展度保留值最好、坍度桶倒置留空時(shí)間、U型連通儀高差符合要求的混凝土配合比，采用自密實(shí)方式成型的3d，7d，14d，28d齡期的邊長(zhǎng)為10m 的試件，其強(qiáng)度如表1所示。

5 混凝土生產(chǎn)過(guò)程控制及質(zhì)量保證措施

　　1)混凝土攪拌方式。投料順序按照SEC法的要求進(jìn)行，攪拌時(shí)間控制在3min左右。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)、擴(kuò)展度試驗(yàn)、倒置清空試驗(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。嚴(yán)格禁止向地泵或罐車中的混凝土里加水，以免影響強(qiáng)度。

6 工程實(shí)踐情況

　　大學(xué)康城1號(hào)樓轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)尺寸為13mx2.4m，結(jié)構(gòu)中鋼筋異常密集，以至于許多地方無(wú)法振搗，下“灰”困難，且由于結(jié)構(gòu)本身的原因，只能從結(jié)構(gòu)表面下“灰”，這樣混凝土只有靠將從2.4m高處，穿過(guò)密集的鋼筋自由下落流淌到結(jié)構(gòu)底下，而且結(jié)構(gòu)體積較大，一次混凝土澆筑量大。經(jīng)過(guò)精心組織，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和協(xié)調(diào)，2006年10月9日澆筑1號(hào)樓大體積轉(zhuǎn)換梁CSO自密實(shí)混凝土。拆模后大尺寸的結(jié)構(gòu)外露部分，平整光潔，氣泡極少，自密實(shí)充填性良好，無(wú)任何蜂窩孔洞現(xiàn)象發(fā)生。工地成型試塊18組，攪拌站成型試塊12組，全部合格，其中，7d強(qiáng)度平均達(dá)到51MPa;28d平均強(qiáng)度達(dá)到65MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的130%．

7 結(jié)語(yǔ)

　　通過(guò)大量混凝土試配、各項(xiàng)材料試驗(yàn)及在廈門大學(xué)康城1號(hào)樓大體積轉(zhuǎn)換梁、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的混凝土澆筑施工實(shí)踐證明，利用聚羧酸系高效減水劑，采用科學(xué)的混凝土配合比配制C50高強(qiáng)度高性能自密實(shí)混凝土，采取嚴(yán)格、特殊的混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制措施和周密的施工部署，保持混凝土供應(yīng)和澆筑的連續(xù)性，注重施工中從泵送(或吊送)、澆筑、抹面到覆蓋養(yǎng)護(hù)等各項(xiàng)工序銜接配合。完全可以有效解決廈門地區(qū)大型商業(yè)樓宇復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的混凝土澆筑施工難題。而且可確保拆模后混凝土外觀質(zhì)量光潔平滑，色澤均一，尺寸嚴(yán)整，幾乎可以達(dá)到清水混凝土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但混凝土的其他性能試驗(yàn)，如收縮試驗(yàn)、徐變?cè)囼?yàn)尚未全面細(xì)化的進(jìn)行，有待于在今后的科研和實(shí)踐中進(jìn)一步充實(shí)、完善。

參考文獻(xiàn):

　　[1]孫振平.混凝土外加劑[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19%.

　　[2]豐西武.高性能混凝土的配制及試驗(yàn)探討[J].山西建筑，200 5，31(4):99一100.