聚羧酸超塑化劑在晉候高速工程中的應(yīng)用
2006-08-23 00:00
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摘要] 本文通過(guò)對(duì)聚羧酸超塑化劑在晉候高速工程中的試驗(yàn)及應(yīng)用，結(jié)果表明該類產(chǎn)品在保塑性、緩凝性以及強(qiáng)度和外觀質(zhì)量上同萘系相比具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，特別是在一些技術(shù)要求比較高、難度大的工程中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
[關(guān)鍵詞] 聚羧酸超塑化劑； 保坍性； 緩凝
0 前言
聚羧酸系高性能減水劑是目前國(guó)內(nèi)外前沿的一類高性能減水劑，其優(yōu)異的性能越來(lái)越被得到認(rèn)可，物別是近年隨著國(guó)內(nèi)聚羧酸產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與推廣，其在工程上的應(yīng)用也日趨頻繁。
它具有諸多的性能優(yōu)點(diǎn)：低摻量、高減水率、高強(qiáng)度增長(zhǎng)率、良好的保塑性等，使得它在高強(qiáng)高性能混凝土和難以解決的水泥適應(yīng)性差的混凝土中具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
隨著“十五”計(jì)劃的全面實(shí)施，國(guó)家的各種基礎(chǔ)建設(shè)正處于高速發(fā)展期，各種港口、公路、水利、電力工程層出不窮，相信聚羧酸超塑化劑以優(yōu)異的性能一定會(huì)在國(guó)家建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。
1 工程概況
晉侯高速公路東起晉城市接長(zhǎng)晉高速公路，西至運(yùn)城市新絳縣接大運(yùn)高速公路，橫貫山西南部東西，是山西省“三縱八橫”公路網(wǎng)的重要組成部分。建成后將在太原、鄭州、西安黃河大三角經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的發(fā)展中發(fā)揮極大的促進(jìn)作用。
該高速公路全長(zhǎng)132公里，總投資54億元，由中港集團(tuán)總公司和山西中昌集團(tuán)共同投資興建，是山西省政府改革高速公路投資體制，批準(zhǔn)建設(shè)的第一條采用BTO運(yùn)作模式的高速公路項(xiàng)目。一期工程關(guān)門至侯馬段全長(zhǎng)67．05公里，其中在臨汾市的建設(shè)里程為62．71公里，計(jì)劃投資18億元，預(yù)計(jì)兩年內(nèi)建成通車。由于工程多處于黃土丘陵以及多溝壑的地段，所以橋梁工程較多，混凝土工程量較多，主要為預(yù)制和泵送兩類，考慮到地形的復(fù)雜，運(yùn)輸時(shí)間較長(zhǎng)，所以對(duì)混凝土的保塑性要求較高，加之水泥細(xì)度較細(xì)，砂子采用細(xì)砂和機(jī)制砂，這對(duì)外加劑的性能也是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)，選擇合適的外加劑是工程的關(guān)鍵所在。
2 混凝土主要技術(shù)指標(biāo)要求
考慮到工程的結(jié)構(gòu)、外觀質(zhì)量以及施工條件，其混凝土的技術(shù)要求主要有以下幾個(gè)方面：
?。?）坍落度≥200mm，擴(kuò)展度≥600 mm。
?。?）經(jīng)時(shí)損失≤30mm／2h。
?。?）和易性好，無(wú)離淅泌水現(xiàn)象。
?。?）設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C50
?。?）外觀質(zhì)量光滑、無(wú)大氣孔、小氣孔含量較少。
?。?）無(wú)緩凝現(xiàn)象，終凝時(shí)間≤24h
3 原材料
?。?）水泥：水泥采用山西省新絳威頓水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的P·042．5級(jí)水泥，其物理化學(xué)性能指標(biāo)如表1所示。
?。?）砂子：砂子采用天然細(xì)砂與機(jī)制砂復(fù)合的砂子，其性能指標(biāo)及復(fù)合比例如表2所示。
?。?）石子：采用5mm-20mm，連續(xù)粒級(jí)碎石。
?。?）外加劑：初選由上海三瑞化學(xué)合成生產(chǎn)、重慶豐京建材代理銷售的FJW －4聚羧酸超塑化劑以及其他外加劑生產(chǎn)的萘系高效減水劑。
4 技術(shù)難點(diǎn)及試驗(yàn)研究
4．1 技術(shù)難點(diǎn)
根據(jù)工程施工技術(shù)的要求以及所選用原材料的特點(diǎn)，其技術(shù)難點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：
（1）保坍性，由于工程采用的水泥0．08mm的篩余僅為0．2，細(xì)度很小，另外采用的砂子是細(xì)砂同機(jī)制砂復(fù)合而成，所以勢(shì)必增加了對(duì)外加劑的吸附，從而導(dǎo)致對(duì)提高混凝土的保塑性增加了難度。
?。?）無(wú)緩凝現(xiàn)象，在保證兩個(gè)小時(shí)內(nèi)坍落度損失不小于30mm的前提下無(wú)緩凝現(xiàn)象這也是該工程的技術(shù)難點(diǎn)之一，也就意味著在提高混凝土初凝時(shí)間的基礎(chǔ)上，其終凝時(shí)間并不延長(zhǎng)。
（3）無(wú)較多氣孔的良好外觀質(zhì)量則要求外加劑在保證良好和易性及可泵性的前提下，具有適當(dāng)?shù)囊龤庑浴?/DIV>
以上的技術(shù)難點(diǎn)特別是（1）、（2）兩點(diǎn)對(duì)于傳統(tǒng)的外加劑來(lái)說(shuō)單純通過(guò)復(fù)配保塑劑來(lái)兼顧保坍與不緩凝的要求是難以解決的，所以外加劑母料本身的性能至關(guān)重要，而聚羧酸超塑化劑獨(dú)有的空間位阻效應(yīng)與緩釋效應(yīng)，則完全可以保證混凝土在不延長(zhǎng)終凝時(shí)間的基礎(chǔ)上，增加初凝時(shí)間。
4．2 試驗(yàn)研究
4．2．1 聚羧酸系與萘系在混凝土中的性能試驗(yàn)
針對(duì)工程中提出的一系列技術(shù)要求我們根據(jù)提供的配合比進(jìn)行了聚羧酸系外加劑與萘系復(fù)配的減水劑在混凝土中的拌和試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。
 同時(shí)我們又對(duì)兩類外加劑對(duì)混凝土和易性以及外觀質(zhì)量的影響進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)摻有聚羧酸類外加劑的混凝土無(wú)泌水現(xiàn)象，而摻有萘系減水劑的混凝土在靜停一段時(shí)間后開(kāi)始出現(xiàn)泌水現(xiàn)象；從外觀質(zhì)量來(lái)看聚羧酸類外加劑明顯優(yōu)于萘系減水劑。
按照GB8076—1997和JCA73—2001標(biāo)準(zhǔn)的要求我們又對(duì)聚羧酸減水劑進(jìn)行了性能評(píng)價(jià)，其測(cè)試結(jié)果如表4。
 4．2．2 對(duì)比分析
通過(guò)對(duì)兩類外加劑在混凝土中的試驗(yàn)對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)聚羧酸外加劑比萘系減水劑具有明顯優(yōu)勢(shì)：
?。?）摻有聚羧酸超塑化劑的混凝土其和易性很好，無(wú)離淅泌水現(xiàn)象，而萘系減水劑在靜停后出現(xiàn)泌水現(xiàn)象；同時(shí)聚羧酸超塑化劑較高的分散能力大大的提高了混凝土的流動(dòng)性，從擴(kuò)展度來(lái)看明顯大于摻有萘系混凝土的性能，使混凝土的可泵性得到進(jìn)一步提高。
（2）聚羧酸超塑化劑其最大的優(yōu)勢(shì)就是可以不大幅延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間的基礎(chǔ)上提高了混凝土的保塑性，而萘系雖然通過(guò)復(fù)配緩凝組分可以滿足工程的保塑性要求，但卻很大程度上延長(zhǎng)了混凝土的凝結(jié)時(shí)間，導(dǎo)致緩凝。
?。?）混凝土的外觀質(zhì)量看，摻有聚羧酸外加劑的混凝土拆模后起表面較致密光滑，且氣孔較少、分布均勻，且無(wú)大氣孔存在。
綜合以上分析可以肯定。聚羧酸外加劑的出現(xiàn)在很大程度上解決了以往萘系及其他外加劑難以解決的保塑性問(wèn)題，并且在其他方面的性能也優(yōu)于萘系高效減水劑。
5 工程應(yīng)用情況
晉候高速的橋體的樁基以及地上部分均采用了添加聚羧酸超塑化劑的混凝土，按照配合比在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工試驗(yàn)，取樣混凝土經(jīng)過(guò)性能試驗(yàn)論證完全符合工程的施工及設(shè)計(jì)要求。從工程開(kāi)始到現(xiàn)今聚羧酸超塑化劑在該工程中已經(jīng)得到了大量應(yīng)用。并且得到了顧客的一致好評(píng)。
6 結(jié)語(yǔ)
?。?）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)聚羧酸減水劑比萘系具有更好的分散效果及保塑性，能夠解決傳統(tǒng)外加劑難以解決的混凝土保坍性差的問(wèn)題。
（2）聚羧酸外加劑在保坍性方面最大的特點(diǎn)就是降低混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失的同時(shí)不會(huì)大幅延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間。而傳統(tǒng)的萘系通常要通過(guò)復(fù)配緩凝劑已達(dá)到保塑的目的，這樣往往會(huì)大幅增加混凝土的凝結(jié)時(shí)間，甚至緩凝。
?。?）摻有聚羧酸超塑化劑的混凝土具有很好的外觀質(zhì)量，主要體現(xiàn)為表觀致密光滑，氣孔較少且分布均勻。 |
| 原作者： 季春偉 劉 劍 宋 娟 俞明輝 王鑫平 鄭柏存 |
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