聚羧酸高效減水劑在清水混凝土工程中的應(yīng)用

(中鐵十二局集團(tuán)二公司,三門峽472000)

　　摘　要: 　探討了清水混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工工藝過程,并介紹了清水混凝土在首都機(jī)場(chǎng)樓前交通工程中的應(yīng)用。

　　隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施的大力發(fā)展,城市橋梁建設(shè)大幅增長,人們對(duì)城市道路橋梁外觀質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)格。目前,世界上許多建筑師采用清水混凝土工藝,如貝聿銘、安藤忠雄等都在設(shè)計(jì)中大量采用清水混凝土[1] 。

　　所謂清水混凝土,是指采用現(xiàn)澆工藝一次成型, 且在拆除澆筑模板后不再作任何外部抹灰等工序, 以混凝土自然色作為飾面的混凝土施工工藝。清水混凝土要求其表面必須平整光滑,棱角分明、色澤均勻、無碰損和污染,外觀極具裝飾效果。但是盡管多數(shù)施工單位在橋梁中采用了優(yōu)質(zhì)鋼模、性能優(yōu)越的脫模劑以及精益求精的施工工藝。但在混凝土拆模后蜂窩麻面、水線、魚鱗斑等缺陷仍很難避免,這些缺陷已嚴(yán)重阻礙了清水混凝土推廣應(yīng)用,尤其成了橋梁施工中的一個(gè)重要難題。筆者認(rèn)為:要想根本解決這個(gè)問題,除選擇好鋼模、脫模劑外,還必須配制施工性能優(yōu)異的混凝土。

1 　清水混凝土在施工中存在的問題

　　清水混凝土在模板選用、運(yùn)輸、澆搗及成品養(yǎng)護(hù)等多方面都與一般混凝土施工工藝有所不同。試驗(yàn)表明,混凝土施工和易性差是產(chǎn)生麻面、蜂窩的主要原因。施工人員施工時(shí)為了排出混凝土中的氣泡往往會(huì)加大振搗力度,這樣又容易形成“過振”,從而導(dǎo)致固體顆粒沉降,水分上浮,易離析泌水,再加上模 “ 出的水分不易排出,最終形成了板密封性良好,振”麻面、水線、魚鱗斑等缺陷。如果所用模板密封性不好,又容易出現(xiàn)“露骨”或“露筋”現(xiàn)象,同樣影響混凝,土外觀質(zhì)量[2 ,3] 。筆者認(rèn)為要想完全解決混凝土的和易性問題,只有從配合比設(shè)計(jì)入手,并選用性能優(yōu)越的減水劑,既能使混凝土自身具有良好的易密性和排氣能力,同時(shí)又具有抗離析泌水的能力。

2 　首都機(jī)場(chǎng)T3 航站樓樓前交通工程清水混凝土的配制

　　2. 1 　工程說明及相關(guān)要求

　　首都機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程T3 航站樓樓前交通工程位于新建T3 航站樓南側(cè),呈燈泡狀。本單位承建橋梁總長度3 686 m, 總面積53 450 m2,清水混凝土約5 萬m3 ,共38 聯(lián)124 跨。C45F200 墩柱、C50 箱梁均采用泵送施工,要求坍落度大于150 mm,5 d 抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100 %, 以滿足張拉需求。

　　2.2  清水混凝土配合比設(shè)計(jì)

　　根據(jù)以往的施工配合比、施工方法和施工經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)。第1階段，將新拌混凝土從攪拌站運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，以模仿混凝土經(jīng)時(shí)損失后造成的影響，按照現(xiàn)場(chǎng)裝置情況裝入直徑1.5m高1.5m的圓形鋼模內(nèi)，讓現(xiàn)場(chǎng)施工振搗操作人員用高頻振搗棒分層澆筑振搗，拆模后對(duì)不同的振搗工、不同的振搗時(shí)間、不同的振搗方案、不同的脫模劑進(jìn)行了比較，尤其對(duì)不同的減水劑，得出以下的結(jié)論：

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　　(1) 聚羧酸系減水劑與水泥的相融性好,即使摻量較低時(shí)也能使混凝土具有高的流動(dòng)性,同時(shí)還有相當(dāng)大的減水和增稠效果,混凝土分層和泌水現(xiàn)象得到較大改善,抗離析能力大大提高,90 min 經(jīng)時(shí)損失小于15 % 。

　　(2) 坍落度控制在180～200 mm 效果最佳。

　　(3) 壓力泌水率比應(yīng)小于20 % 。

　　 (4) 振搗時(shí)間控制在30～35 s,10 min 后復(fù)振一次效果更好。

　　(5) 分層厚度30～50 cm 為宜,振搗棒抽出速度為70 mm/s 。

　　通過第1 階段的試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)粘度系數(shù)大的混凝土過于粘稠,振搗時(shí)氣泡難以排出;而粘度系數(shù)過小混 凝土又容易產(chǎn)生離析。因此,在第2 階段的探索試驗(yàn)中,把主要矛盾集中在控制新拌混凝土粘度系數(shù)上。通過努力嘗試，配指出的清水混凝土取得了較好的工作性和外觀質(zhì)量。表1是C45F200清水混凝土、C50清水混凝土配合比及拌合物工作性指標(biāo)。

　　2. 3 　試驗(yàn)用原材料

　　水泥采用北京新港水泥廠生產(chǎn)的P. O. 42.5 水泥,28 d 實(shí)測(cè)強(qiáng)度54.2 MPa; 粗骨料采用北京天利采石廠制備的5～25 mm 碎石,連續(xù)級(jí)配,級(jí)配合理;細(xì)骨料為北京昌平的河砂,細(xì)度模數(shù)為2. 7 , 中砂,級(jí)配滿足Ⅱ區(qū)要求。粉煤灰利用秦皇島熱電廠生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)粉煤灰;礦粉利用唐山新泰S95 級(jí),比表面積為450 m2/ kg 。外加劑采用西卡Viscocvete 聚羧酸鹽系高效減水劑,液體,固含量為20 %, 摻量在1 .1%～1.4 %(相對(duì)膠凝材料) 。模板采用脲酸樹脂壓制的竹膠板;脫模劑采用石蠟乳液。

　　2. 4 　施工配合比

　　在實(shí)際工程施工中,所用清水混凝土的配合比如表2 所示。在施工過程中,混凝土拌合物和易性好、無離析、分層等現(xiàn)象。有效的保證了混凝土的外觀質(zhì)量。

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　　2. 5 　施工中的注意事項(xiàng)[ 4 ]

　　(1) 清水混凝土振搗要求高、難度大,施工前要對(duì)振搗人員進(jìn)行培訓(xùn)，試振合格后上崗，避免漏振或過振;應(yīng)防止棒頭碰到模板,并均勻分布振動(dòng)間距;

　　(2) 對(duì)使用的原材料要保證顏色一致,不含任何雜物; 

　　 (3) 運(yùn)輸工具要清潔,最好做到專用;

　　(4) 澆筑前模板內(nèi)應(yīng)清理沖洗干凈,無積水;

　　 (5) 養(yǎng)護(hù)應(yīng)在混凝土澆筑成型后,并在混凝土終凝前開始,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d 。

3 　結(jié)　語

　　聚羧酸鹽系高效減水劑減水效率高,與水泥相容性好,能很好地滿足清水混凝土的施工要求,不僅增加了新拌混凝土和易性,而且增強(qiáng)了拌合物排氣能力,極大地降低了混凝土蜂窩、麻面、水線、魚鱗斑等缺陷;硬化后的混凝土強(qiáng)度高,飾面效果好。