干硬性混凝土摻外加劑對混凝土性能的影響及施工對策

  一、技術(shù)要求

  1、道面混凝土技術(shù)要求

  根據(jù)〈公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》和《民航機(jī)場場道工程施工技術(shù)要求》及Ⅸ機(jī)場建筑工程試驗(yàn)手冊》等有關(guān)技術(shù)要求，其混凝土設(shè)計要求如下：

  1)混凝土配合比，應(yīng)按設(shè)計要求保證混凝土的設(shè)計強(qiáng)度、耐磨、耐久和混合料和易性，抗凍標(biāo)號不小于F200，道面混凝土強(qiáng)度以28d齡期抗折強(qiáng)度5.0Mpa為標(biāo)準(zhǔn)。

  2)混凝土的單位水泥用量300~330Kg/m3，選用的水灰比一般不大于0.46，冬季施工不應(yīng)大于0.44。

  2、原材料技術(shù)要求

  1)水泥：應(yīng)選用收縮性小，耐磨性強(qiáng)，抗凍性好，堿含量不大于0.6%的水泥。應(yīng)選用年產(chǎn)量大，旋窯生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度為42.5Mpa或52.5Mpa，28d實(shí)測水泥抗折強(qiáng)度不小于7.5Mpa，不宜選用快硬早強(qiáng)R型水泥。水泥的各項技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

  2)砂：宜選用細(xì)度模數(shù)為2.65-3.2的天然中粗河砂，顆粒適中，級配良好，質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈，泥土雜物含量不大于3%，硫化物、云母含量不大于1%，進(jìn)料前應(yīng)做砂的堿活性檢驗(yàn)，有潛在危險時，禁止該砂進(jìn)入現(xiàn)場。

  3)碎石：應(yīng)選用質(zhì)地堅硬、耐久、耐磨、潔凈，顆粒級配應(yīng)按5-20mm，20~40mm兩級控制，石料強(qiáng)度等級大于3級，壓碎值≤13%，泥土含量≤1%。碎石應(yīng)進(jìn)行活性檢驗(yàn)，嚴(yán)禁采用含有非晶質(zhì)活性二氧化硅的巖石做粗集料。

  4)水：拌和用水，沖洗集料及養(yǎng)護(hù)用水宜采用飲用水。

  5)粉煤灰：水泥混凝土道面可摻用適量II級以上原狀或磨細(xì)干粉煤灰，II級灰的質(zhì)量指標(biāo)是：細(xì)度≤20%，燒失量≤8%，需水量≤105%，含水量≤1.0%，混合砂漿28d活性指數(shù)≥80。

  二、干硬性混凝土摻外加劑對混凝土性能的影響

  根據(jù)設(shè)計道面混凝土有抗凍要求，抗凍標(biāo)號不小于F200，因此在混凝土中摻入引氣劑，在混凝土摻入引氣劑的施工中，出現(xiàn)情況總結(jié)如下：

  1、好的方面：提高了混凝土的抗凍性、抗?jié)B性和抗蝕性，降低了水灰比，提高了耐久性，增大了混凝土拌和物的流動性，便于攤鋪和振搗。

  2、不利的方面：晚上或溫度較低時，混凝土容易產(chǎn)生泌水，做完混凝土面層后，個別地方仍泌水，嚴(yán)重時表面脫皮。刮風(fēng)或太陽直射溫度較高時，混凝土表面起鼓，拉毛時出現(xiàn)細(xì)微裂縫，增加了提漿抹面難度?；炷恋烂胬珪r，容易翻砂，導(dǎo)致混凝土面層紋理深度不均勻，影響外觀質(zhì)量。

  三、外加劑作用機(jī)理

  1、外加劑的分類，混凝土外加劑的種類繁多，按其主要功能歸納起來可分為下列四類。

  ①調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間，硬化性能的外加劑：緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑；

  ②改善混凝土拌和物流動性能的外加劑：減水劑、引氣劑和泵送劑：

  ③改善混凝土耐久性的外加劑：引氣劑、防水劑和阻繡劑。

  2、外加劑作用機(jī)理

  根據(jù)工程需要混凝土有抗凍F200要求，在施工中混凝土必須摻入引氣劑，現(xiàn)將引氣劑的作用機(jī)理介紹如下：引氣劑摻入混凝土中經(jīng)攪拌能引入大量分布均勻的微小氣泡，以改善混凝土拌和物的和易性，并在硬化后仍能保留微小氣泡以改善混凝土抗凍性。

  四、水泥主要礦物組成與特性

  1、組成：水泥是一種水硬性膠凝材料，在機(jī)場道路工程中通常應(yīng)用的水泥有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或道路硅酸鹽水泥。其主要礦物組成是，硅酸三鈣(Ca3S)硅酸二鈣(Ca2S)鋁酸三鈣(Ca3AL)鐵鋁酸四鈣(Ca4AF)，經(jīng)過水化作用主要產(chǎn)物有水化硅酸凝膠(質(zhì)量占70%)，氫氧化鈣晶體(質(zhì)量占20%)，水化硫鋁酸鈣(質(zhì)量占7%)。

  2、特性：水泥的特性主要取決于水泥的礦物組成。

  ①反應(yīng)速度C3A最快，C3S較快，C4AF也較快，C2S最慢。

  ②釋放熱量C3A最大，C3S較大，C4AF居中，C2S最小。

  ③強(qiáng)度C3S最高，C2S早期低，但后期增長率較大，C3A強(qiáng)度不高，C4AF含量對抗折強(qiáng)度有利。

  ④耐化學(xué)侵蝕性C4AF最優(yōu)，其次為C2S，C3S，最差C3A。

  五、在混凝土施工中采取措施

  1、原材料選擇

  a、水泥水泥是影響混凝土質(zhì)量關(guān)鍵材料，根據(jù)民航機(jī)場材料技術(shù)要求，結(jié)合我們多年的施工經(jīng)驗(yàn)，對水泥質(zhì)量提出了18項要求：

  (1)堿含量<0.6%(2)28d實(shí)測抗折強(qiáng)度>7.5MPa(3)鋁酸三鈣≤5.0%(4)鐵鋁酸四鈣≥15.0%(5)游離氧化鈣≤1.0%(6)氧化鎂≤5.0%(7)三氧化硫≤3.5%(8)28d干縮率≤0.1%(9)耐磨性≤3.6kg/M(10)混合料種類：不得摻窯灰，煤干石，火ft灰和粘土，有抗鹽、抗凍要求時不得摻生石灰粉(11)安定性：合格(12)初凝時間2h左右，終凝時間4h左右(13)細(xì)度5%左右(14)比表面積控制在310～320kg/M(15)燒失量<3.0%(16)標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量<30.0%(17)不宜選用快硬早強(qiáng)R型水泥(18）水泥溫度運(yùn)至現(xiàn)場不超過600C。

  b、碎石除了滿足技術(shù)要求外，重點(diǎn)控制顆粒級配和泥土含量。c、砂含泥量≤3.0%，細(xì)度指數(shù)控制在2.6—2.9之間為宜。d、粉煤灰選用I、Ⅱ級原狀或磨細(xì)干粉煤灰。e、外加劑選用引氣減水劑。

  2、最優(yōu)配合比

  以抗折強(qiáng)度、耐久性、耐磨性、工作性和經(jīng)濟(jì)合理的原則選用原材料，通過試驗(yàn)和必要的調(diào)整，確定混凝土單位體積中各種組成材料的用量，一個混凝土配合比設(shè)計是否合理，其關(guān)鍵取決水灰比、水泥用量、砂率、碎石級配四個參數(shù)對道面混凝土抗折強(qiáng)度的影響。為滿足混凝土抗凍F200的要求，我們在混凝土中摻入減水引氣劑。雖然混凝土滿足了抗凍要求，但混凝土抗折強(qiáng)度降低19%，為彌補(bǔ)混凝土抗折強(qiáng)度的損失，我們采用超量取代法進(jìn)行配合比計算。粉煤灰摻量每立方米混凝土50kg，基本滿足強(qiáng)度、工作性的要求。通過108組混凝土試驗(yàn)最后確定引氣劑摻量18%，水膠比0.37，砂率28.3%，大小石比70：30，每立方米混凝土原材料用量(kg/m3。)

  3、攪拌站控制

  a、攪拌站應(yīng)采用電腦控制，能逐盤打印記錄。

  b、計量器具必須經(jīng)過計量局校檢，其允許誤差水泥、粉煤灰水、外加劑±1%，砂、碎石±2%。

  c、試驗(yàn)室根據(jù)天氣變化每天測定砂、碎石含水量，及時調(diào)整施工配合比。

  d、嚴(yán)格控制攪拌時間，不得隨意縮短。

  e、外加劑采用直接加入法，不得放入水中稀釋加入。

  4、施工過程控制

  a、請水泥廠做水泥與外加劑相溶試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整。

  b、道面混凝土應(yīng)盡量避免在大風(fēng)天(風(fēng)速4--6m/s)以及干熱風(fēng)天中施工，以防面層失水干裂起鼓。

  c、拉毛過后，手按道面沒有明顯指印，覆蓋養(yǎng)生布，2小時后在養(yǎng)生布上輕輕灑少量水，保證道面水分不過早蒸發(fā)，6小時過后，在養(yǎng)生布上澆透水養(yǎng)生。

  六、實(shí)施效果

  1、混凝土道面均勻一致，紋理清晰，克服了翻漿、漏石等問題；

  2、混凝土道面的平整度合格率在99%以上，無積水現(xiàn)象發(fā)生：

  3、掉邊掉角，脫皮起殼，粘漿，麻面等混凝土道面的質(zhì)量通病明顯減少；

  4、由于采取高頻自行排式插入振搗，混凝土振搗均勻密實(shí)，板塊斷板率幾乎是零。