關于隧道管片混凝土外加劑的選用

　　混凝土外加劑現(xiàn)在已成為混凝土的第五種組成材料。筆者通過管片制作生產(chǎn)實踐，認識到要滿足管片生產(chǎn)的實際需要，混凝土外加劑的合理選用十分重要，選用時既要考慮滿足各項工程的施工特點，又要兼顧技術及經(jīng)濟條件。本文通過對各種不同類型的混凝土外加劑性能比較分析，說明什么類型的外加劑更適合用于管片制作。

　　一、 前言   

　　地鐵管片作為地鐵區(qū)間隧道的主要組成部分，因其使用環(huán)境、用途的特殊性決定了制作管片的混凝土必須具備高強度、高抗?jié)B性。目前上海地區(qū)制作地鐵隧道管片一般都選用c55p10的半干硬性混凝土進行生產(chǎn)，為保證混凝土的高性能，減少水泥用量，所以必須選用高效減水劑。而且根據(jù)實際生產(chǎn)需要，隧道管片制作多采用蒸養(yǎng)工藝，這是廠家提高生產(chǎn)效率，提高鋼模周轉率通常采用的方法（在國內(nèi)大多采用蒸汽養(yǎng)護）。由于要采用蒸汽養(yǎng)護工藝，因此混凝土外加劑必須滿足蒸養(yǎng)要求，蒸養(yǎng)混凝土與自然養(yǎng)護混凝土有所不同，必須根據(jù)蒸養(yǎng)工藝特點，選擇減水劑的品種，對那些引氣量較大或有一定緩凝作用的減水劑，在蒸養(yǎng)過程中適應性差，如引氣量大的外加劑，由于空氣受熱膨脹為固體的100倍，使混凝土易發(fā)生腫脹，疏松現(xiàn)象，因此，蒸養(yǎng)構件應選擇好外加劑的品種。一般原則是，凡能提高混凝土初期結構強度的外加劑（具備促進水泥水化，含氣量低，減水率大等特點）都較適應蒸養(yǎng)混凝土。   

　　同時廠家為了縮短生產(chǎn)周期，必須減少抹面時間以便能提早進行蒸養(yǎng)，外加劑又必須具備早強作用。    綜上所述，對管片制作用混凝土外加劑的要求是能夠適應蒸氣養(yǎng)護且具有早強的高效減水劑。   

　　二、 不同高效減水劑性能特點的比較與分析   

　　高效減水劑目前有兩大類：一是合成型，單一組分的高效減速水劑：二是復合型多組分高效減水劑。單一組分高效減水劑又稱超塑化劑，對水泥和混凝土的減水劑增強效果十分明顯，但往往難于滿足新拌混凝土的工作性及硬化混凝土特殊性能的多種要求，因此目前直接用于工程的數(shù)量較少，取而代之以復合高效減水劑。在管片生產(chǎn)制作中為滿足對混凝土的早強、引氣等要求，一般也選用復合型多組分高效減水劑。

　　國內(nèi)已有減水劑的產(chǎn)品性能對比如下： 高效減水劑的性能對比表說明：聚次甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物簡稱萘系減水劑：磺化三聚氰胺甲醛縮合物亦稱水溶性蜜胺樹脂系高效減水劑對新拌混凝土影響：   

　　1. 不同減水劑對混凝土早期強度影響的比較：    從圖1中可以看出：在水灰比都為0.28的前提下，運用萘系減水劑的混凝土在早期的抗壓強度是最高的，其次是蜜胺減水劑, 改性萘系減水劑強度相對較低。后期抗壓強度增長也以運用萘系減水劑的混凝土為佳。   

　　2. 不同減水劑在蒸養(yǎng)條件下強度的變化：    從圖2中可以看出：在相同條件下，隨著養(yǎng)護溫度的提高，萘系減水劑混凝土的抗壓強度比磺酸蜜胺混凝土高，更適合于蒸養(yǎng)工藝。   

　　3. 不同減水劑在不同摻量下對混凝土坍落度的影響：    從圖3中可以看出：不同高效減水劑對混凝土坍落度的影響有所不同，其中以甲基萘系造成的坍落度最大，其次是蜜胺樹脂系，而萘系對混凝土坍落度損失影響相對較小。同時，在相同配比，相同用水量的前提下，減水劑在不同的摻量比例下，對混凝土坍落度的影響幅度也有所不同。   

　　4.不同減水劑對混凝土凝結時間的影響：    值得注意的是，甲基萘系和蜜胺樹脂減水劑若超摻，將會使混凝土嚴重緩凝，甚至長時間不凝。氨基磺酸系減水劑也具有強烈的混凝性。因此，萘系減水劑混凝土的凝結時間更適合管片的生產(chǎn)。   

　　5.不同減水劑經(jīng)濟性對比分析：    減水劑的經(jīng)濟性由減水劑價格、摻量及對混凝土的改性與節(jié)約水泥多少來決定，在混凝土的易性、強度和水泥用量不變的前提下，就由減水劑的價格和摻量所決定，從上表中我們不難看出：雖然在同樣的條件下，蜜胺樹脂系和萘系減水劑的減水效果相近，但因蜜胺樹脂系減水劑摻量大，所以每1m3增加費用比萘系減水劑要高得多，故使用后者較為經(jīng)濟。    從以上分析可以看出，蜜胺樹脂系、萘系適合我們生產(chǎn)實際。因為我們選用的外加劑要求坍落度經(jīng)時損失小，引氣量要小，凝固時間要快，這樣才能滿足我們收水時間的要求，且其早期增強性較強。但從經(jīng)濟上考慮，蜜胺樹脂系使用成本較高，因此，僅從上述幾個角度分析比較，萘系減水劑在實際生產(chǎn)中較為理想。   

　　但是，管片生產(chǎn)對外加劑功能的要求遠不止于此。例如混凝土的耐久性問題越來越受到重視，而混凝土中氯化物含量是影響混凝土耐久性的一個重要因素，因為氯化物是引起鋼筋銹蝕的主要原因。   

　　因此，在地下防水工程中，國家或地方已出臺了對外加劑成分中cl－含量作出了限制性的條文，要求含cl－很低的外加劑或不含有cl－ 的外加劑。   

　　三、小結    未來管片生產(chǎn)對外加劑功能的要求將會越來越高。除了保證其高的減水率和早強外，同時具有消氣功能，具有因季節(jié)不同而變化的外加劑以及其它性能等等。總之，類似于一種專業(yè)型外加劑必須將越來越受到廠家的歡迎。