聚羧酸減水劑在C60高強(qiáng)混凝土中的應(yīng)用

　　摘要：本文在試驗(yàn)室通過利用DH型聚羧酸系高效減水劑和I級(jí)粉煤灰的優(yōu)化組合，成功配制了C60高強(qiáng)高性能混凝土，通過工程實(shí)際應(yīng)用，該組合能夠滿足混凝土的施工性和硬化后的物理力學(xué)性能。 

　　前言 

　　當(dāng)今，混凝土外加劑在混凝土中廣泛應(yīng)用，已成為混凝土原材料中必不可少的組分，高性能混凝土以其高耐久性，較高強(qiáng)度，高體積穩(wěn)定性和高流動(dòng)性等特點(diǎn)在建筑工程中也受到青睞。要實(shí)現(xiàn)混凝土的高性能化，其技術(shù)途徑是使用高效減水劑和優(yōu)質(zhì)的活性礦物摻合料?；钚該胶狭夏壳巴ǔＳ梅勖夯摇⒌V渣、硅灰等，而高效減水劑發(fā)展較快，目前聚羧酸系高效減水劑以其摻量低、減水率高、新拌混凝土流動(dòng)性及保坍性好、增強(qiáng)潛力大等優(yōu)異的性能正逐漸取代傳統(tǒng)的萘系高效減水劑，成為 21世紀(jì)混凝土外加劑發(fā)展與應(yīng)用的方向。 

　　在2007 - 2008年南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程(石家莊至北拒馬河段)中，水北溝渡槽混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C60高強(qiáng)高性能混凝土，施工單位為河北省水利工程局，我們受施工單位委托，對(duì)C60混凝土進(jìn)行了配合比設(shè)計(jì)。

　　1 混攝土配合比設(shè)計(jì) 

　　1.1 原材料 

　　水泥:選用曲寨水泥廠生產(chǎn)的p.052.5水泥，3d強(qiáng)度為36.8MPa， 28d強(qiáng)度為58.7MPa。  

　　粉煤灰:選用西柏坡電廠I級(jí)粉煤灰，其技術(shù)指揮見表1。

　　碎石:選用易縣石子廠生產(chǎn)的5 - 25mm碎石，含泥量為0.4%，泥塊含量為0。  

　　中砂:選用南拒馬河砂，細(xì)度模數(shù)2.68，含泥量為1.2%，泥塊含量為0.4%。 

　　外加劑:選用河北省外加劑廠生產(chǎn)的DH-13型聚羧酸高效減水劑，摻量為0.8%—1.2%，減水率在30%以上，7d抗壓強(qiáng)度比148%， 28d抗壓強(qiáng)度比132%。 

　　1.2 配合比設(shè)計(jì) 

　　根據(jù)上述原材料技術(shù)性能指標(biāo)，對(duì)C60高強(qiáng)混凝土進(jìn)行試配。水灰比為0.37，粉煤灰摻量為25%、30%， DH-13聚羧酸減水劑摻量為1.0%，則C60高強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)見表2，其試驗(yàn)結(jié)果見表3。 

　　由表3結(jié)果可以看出配合比1和2均能滿足C60混凝土強(qiáng)度要求，且混凝土坍落度都較大，在滿足泵送要求的前提下完全可以再減小坍落度，這樣在水灰比不變的情況下減少水的用量，從而減少了水泥的使用量，降低了材料成本。而粉煤灰則隨著摻量增加，前期強(qiáng)度略有降低，到28d后強(qiáng)度大致相等，而到90d后強(qiáng)度略有增長(zhǎng)。這正好符合粉煤灰的性能特點(diǎn)。為了既能滿足混凝土的工作性能和強(qiáng)度要求，又能保證混凝土配合比的經(jīng)濟(jì)適用，我們對(duì)C60棍凝土配合比進(jìn)行了調(diào)整。 

　　根據(jù)表3試驗(yàn)結(jié)果，我們對(duì)表2配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，其優(yōu)化配比及試驗(yàn)結(jié)果見表4。 

　　由表4結(jié)果可以看出，通過優(yōu)化后的配合比其技術(shù)性能指標(biāo)更合理，不僅工作性能滿足泵送條件，抗壓強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，而且通過增加粉煤灰摻量、減少外加劑摻量及用水量，不但降低了工程成本，而且由于水泥用量減少，使得混凝土中的堿含量進(jìn)一步得到控制，這對(duì)預(yù)防混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)、提高混凝土的耐久性極為有利。通過綜合比較，最后確定優(yōu)化后的編號(hào)1為施工用配合比。

　　2 工程應(yīng)用

　　2007年10月，水北溝渡槽C60高強(qiáng)高性能混凝土正式澆注。在澆筑之前，施工方首先進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試拌。材料用量嚴(yán)格按照配合比設(shè)計(jì)用量采用電子稱計(jì)量，現(xiàn)場(chǎng)攪拌時(shí)間為90s，拌合后測(cè)得混凝土拌合物現(xiàn)場(chǎng)胡落度為205mm，擴(kuò)展度為55Omm，混凝土流動(dòng)性、粘聚性良好， 30min后，溫凝土的拌合物性能基本不變，成型后的混凝土試塊經(jīng)試壓， 3d強(qiáng)度達(dá)到36.4MPa， 28d強(qiáng)度達(dá)到66.2MPa，符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。整個(gè)試驗(yàn)過程有建設(shè)單位代表、監(jiān)理總監(jiān)、施工項(xiàng)目;經(jīng)理、質(zhì)量監(jiān)督員、試驗(yàn)室技術(shù)負(fù)責(zé)人現(xiàn)場(chǎng)參加?；炷猎嚢璺弦蠛?，監(jiān)理工程師同意開始澆注水北溝渡槽C60混凝土。 

　　澆筑過程按部位不同共分為6次，每次間隔時(shí)間約30d左右，澆筑方量約500m3，總共混凝土用量為3000m3。于2008年5月底，整個(gè)水北溝渡槽 C60混凝土澆筑完畢。拆模后混凝土表面光，無氣泡、蜂窩、麻面，通過鉆芯發(fā)現(xiàn)內(nèi)部混凝土均勻、密實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)測(cè)得混凝土強(qiáng)度全部達(dá)到62MPa以上，符合工程要求。  

　　3 結(jié)論

　　在混凝土中摻加30%粉煤灰摻合料，利用聚羧酸系高效減水劑成功配制了C60高強(qiáng)高性能混凝土，通過在工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)滿足混凝土的施工性及硬化后的物理力學(xué)性能。這表明聚羧酸系高效減水劑的發(fā)展推動(dòng)了高強(qiáng)高性能混凝土的應(yīng)用，使更高強(qiáng)度的混凝土配制由過去的不可能變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。