聚羧酸系減水劑在自密實混凝土施工中的應(yīng)用

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

關(guān)鍵詞:聚羧酸，強度，混凝土，轉(zhuǎn)換梁

中圖分類號:TU755.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: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間延長而弱化，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。

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

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號樓和19層的2號樓組成，其中1號樓的第2層為轉(zhuǎn)換層，該層中設(shè)計有高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)過精心準(zhǔn)備，設(shè)計配置出科學(xué)合理的混凝土配合比，制定詳實、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 :試驗采用自密實混凝土的性能特點不同于普通混凝土，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)對外加劑性能要求和試驗結(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，該水泥早期強度及后期強度較高。

　　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，在砂級配及細(xì)度模數(shù)不能滿足情況時，配制過程中摻人一定量的人工砂來填補整體的孔隙率。

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

3 混凝土配合比技術(shù)要點及試配情況

　　1)保證足夠的膠凝材料用量，以確?；炷恋拇罅鲃有院驼尘哿?。2)摻加粉煤灰以改善混凝土的和易性，增加流動性。3)在配合比設(shè)計中摻加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，提高混凝土強度，改善混凝土和易性，提高混凝土流動性。4)為保證混凝土的大流動性，同時保證混凝土強度，在粗骨料的選擇上，采取最大粒徑為2.ocm 的連續(xù)級配的機碎石。

　　依據(jù)以上原則，初步制定4個配比，按照正交試驗方法，進(jìn)行性能對比試驗，按照坍落度、擴(kuò)展度、倒置凈空、U型流通早期及后期強度等性能指標(biāo)進(jìn)行試驗考核。外加劑SP－SCN聚羧酸系列減水劑的作用機理是通過表面的吸收，具有空間上對水泥顆粒的位阻效應(yīng)，因而能夠阻擋暫時的水化作用，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性的同時保持其粘聚性(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)時間正常。混凝土各齡期強度增長效果好，表明自密實混凝土流動性好，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，強度和耐久性均達(dá)到或超過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)定的要求。

4 混凝土配合比的確定及強度情況

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

5 混凝土生產(chǎn)過程控制及質(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，攪拌時間控制在3min左右。2)混凝土出站質(zhì)量控制。根據(jù)自密實混凝土的性能要求，質(zhì)檢部對每車混凝土嚴(yán)格進(jìn)行混凝土坍落度試驗、擴(kuò)展度試驗、倒置清空試驗，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，以免影響強度。

6 工程實踐情況

　　大學(xué)康城1號樓轉(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)過精心組織，加強現(xiàn)場監(jiān)控和協(xié)調(diào)，2006年10月9日澆筑1號樓大體積轉(zhuǎn)換梁CSO自密實混凝土。拆模后大尺寸的結(jié)構(gòu)外露部分，平整光潔，氣泡極少，自密實充填性良好，無任何蜂窩孔洞現(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強度平均達(dá)到51MPa;28d平均強度達(dá)到65MPa，達(dá)到設(shè)計強度等級的130%．

7 結(jié)語

　　通過大量混凝土試配、各項材料試驗及在廈門大學(xué)康城1號樓大體積轉(zhuǎn)換梁、復(fù)雜節(jié)點等復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的混凝土澆筑施工實踐證明，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高強度高性能自密實混凝土，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，如收縮試驗、徐變試驗尚未全面細(xì)化的進(jìn)行，有待于在今后的科研和實踐中進(jìn)一步充實、完善。

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