超塑化劑在大體積混凝土施工的應用

摘　要: 　介紹超塑化劑在大體積混凝土施工中的應用技術、對改善混凝土的性能及收到良好施工效果, 為同類工程施工工藝提供典列, 供同行參考。
關鍵詞: 　超塑化劑; 　高強; 　緩凝

    超塑化劑是近年來在建筑工程, 特別是高強、緩凝、泵送混凝土中廣泛應用的外加劑, 由于其本身所具有的特點和性質(zhì), 使它在工程應用中體現(xiàn)出越來越多的優(yōu)點, 以本人施工的某工程大承臺施工為例,就超塑化劑在大體積混凝土中的應用進行一些分析、探討。

1　工程概況

1. 1　主體工程概況
    某工程建筑面積70 065 m 2; 主體南北向長113. 48 m , 東西向?qū)?5. 69 m; 地上高度為105. 85 m , 地下2 層, 標高- 9. 3 m , 結(jié)構(gòu)形式為<650 m、<600 mm 沉管灌筑樁, 鋼筋混凝土承臺; 地上30 層為框剪結(jié)構(gòu)。XT 承臺為工程主樓承臺, 縱向64 m , 橫向41. 4m , 承臺厚度達3. 25m , 澆筑混凝土量861 m 3, 混凝土強度設計等級C40、S8, 是典型的大體積混凝土構(gòu)件。

1. 2　XT 承臺施工難點
(1) 施工期氣溫過高, 各種原材料入槽溫度高。
(2) 混凝土澆筑量大, 施工縫交接困難。
(3) 單方水泥用量大, 產(chǎn)生水化熱大, 給結(jié)構(gòu)造成潛在危害。
(4) 混凝土表面積大, 混凝土養(yǎng)護及溫控測量不便。
(5) 場地地下水位高, 混凝土防滲要求高, 施工難度大。
(6) 混凝土槽內(nèi)澆筑, 承臺又與樁頭相聯(lián), 各種約束條件復雜。
(7) 塌落度大(泵送) 造成混凝土收縮、除變破壞的危害性大。

2　超塑化劑的選用

2. 1　材料的選擇
    分析XT 承臺的施工難點, 必須從改善混凝土性能入手, 使混凝土性能滿足施工要求, 才能達到施工目的。

    經(jīng)分析比較, 選擇了“結(jié)墻”牌CSP27 超塑化劑作混凝土外加劑, 結(jié)合“A 型混凝土抗裂防水膨脹A EA ”, 對混凝土配合比進行調(diào)整試驗, 其各項技術指標均達到施工與設計要求, 很好地解決了施工難題。

2. 2　CSP-7 超塑化劑對混凝土性能的影響
(1) 對混凝土水化熱的影響。由于超塑化劑通過吸附包裹水泥粒子, 破壞正常的水泥物質(zhì)水化反應速度, 將混凝土中相對集中、快速的水化反應分散,使得水化熱釋放周期延長, 水化熱峰值降低。

(2) 坍落度損失及緩凝作用的影響。由于超塑化劑延長水化反應時間, 使得混凝土水泥成份不能短期內(nèi)全部進水化反應, 混凝土中膠凝成份數(shù)量少, 混凝土粘性增長慢, 同時降低水化反應耗水量, 混凝土中自由水分損失減慢, 混凝土坍落度損失減少, 混凝土緩凝得到良好改善。

(3) 對早期強度的影響。當水化作用達到混凝土緩凝、坍落度等要求后, 其吸附作用減退, 混凝土水化作用進入相對高峰期, 產(chǎn)生大量熱量, 促使各種水化產(chǎn)物增多, 并填充混凝土空隙, 增加混凝土的密實程度, 形成一定的早期強度。

(4) 對混凝土后期強度的影響。由于后期水化作用逐漸放慢, 水化熱產(chǎn)生及數(shù)量也隨之放慢, 已水化特點占大量空間, 使得尚未反應的水泥組份與水難以起作用, 因而混凝土中存在部分尚未水化物質(zhì), 正是這些物質(zhì)形成混凝土后期強度儲備。

(5) 對水泥用量的影響。在混凝土拌合物中, 由于減水劑各組分有效地使水泥組份進一步均勻擴散, 并使水化熱作用得到有效控制, 使得用水減少,從而有效地提高水泥物質(zhì)水化后膠凝物質(zhì)在混凝土中的作用, 減少由于施工用水過多而帶來的水泥組份膠凝損失, 從而達到降低水泥用量的目的。

(6) 對混凝土抗?jié)B作用機理。由于超塑化劑減緩混凝土水化作用, 從而使混凝土水化熱膨脹得到有效控制, 材料熱膨脹得到限制, 減少混凝土水脂作用后的收縮量, 有效避免了結(jié)構(gòu)收縮的產(chǎn)生; 同時, 由于水化物形成膠凝質(zhì)的填充作用, 使得混凝土孫隙減少, 密實度提高; 其三, 由于施工用水的減少, 使得混凝土中自由水存量減少, 相應也減少了自由水蒸發(fā)后混凝土中的水份空隙, 從而對混凝土抗?jié)B效果起到積極的作用。

3　CSP-7 超塑化劑的施工應用效果

(1) 試配調(diào)整后的混凝土配合比見表1～ 表3。

(2) 混凝土改良技術參數(shù)①施工實測塌落度及損失值; ②混凝土結(jié)實測值; ③混凝土強度實測值。
(3) 混凝土水化熱控制①水化熱降低率計算(以m 3 為單位)水泥水化熱釋放值取: 461 kJök g定額混凝土配合比水化熱量532 kg × 461 kJök g = 245 252 kJ調(diào)整后混凝土配合比水化熱396 kg × 461 kJök g = 182 556 kJ水化熱降低率為25. 6%
②摻入CSP27 后混凝土水化熱釋放曲線圖從圖1 中可以看出, 水化熱釋放時間得到延緩,峰值得到降低。③混凝土澆搗后2～ 12 d 實測溫度

(4) 坍落度與調(diào)整后高性能混凝土(HPC) 流動值的關系
從圖2 可見, 隨著坍落度的增加混凝土流動值增大。

4　施工應用體會

4. 1　應用超塑化劑作用
(1) 混凝土和易性得到較好改善, 塌落度提高10～ 12 cm , 為泵送混凝土施工創(chuàng)造良好的施工條件。
(2) 混凝土初凝時間延長2 h, 終凝時間延長6～8 h, 為混凝土構(gòu)件澆筑及接縫提供了時間保證, 對提高混凝土構(gòu)件的整體性、抗?jié)B能力起到促進作用。
(3) 緩凝高強使混凝土早期強度提高, 一般3 d強度為60%～ 80% , 7 d 強度為80%～ 92% , 實現(xiàn)早拆模, 從而提高了模板周轉(zhuǎn)效益。
(4) 增加混凝土后期強度儲備, 保證結(jié)構(gòu)安全。
(5) 水化熱釋量降低, 避免了構(gòu)件因此而造成的脹縮性破壞。
(6) 增強了混凝土內(nèi)部的密實度, 提高混凝土的抗?jié)B能力。

4. 2　經(jīng)濟效益
(1) 由于采用CSP27 后改善了混凝土性能, 減少了混凝土抗?jié)B和養(yǎng)護材料費用, 提高了施工效益。
(2) 加快了模板及頂撐材料的施工周轉(zhuǎn), 降低了工程施工成本。
(3) CSP27 使混凝土中水泥、水的用量分別減少為25. 6%、16. 5% , 提高經(jīng)濟效益。

5　結(jié)　語

    通過CSP27 超塑化劑在工程ZT 承臺中的施工實踐, 認為: 它對混凝土性能起改良作用, 提高混凝土的適用性, 克服了混凝土本身性能而造成的許多施工困難, 提高施工質(zhì)量、效益, 降低施工成本, 值得推廣應用。