聚羧酸超塑化劑在晉候高速工程中的應用
2006-08-23 00:00
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摘要] 本文通過對聚羧酸超塑化劑在晉候高速工程中的試驗及應用，結果表明該類產品在保塑性、緩凝性以及強度和外觀質量上同萘系相比具有絕對的優(yōu)勢，特別是在一些技術要求比較高、難度大的工程中具有較高的應用價值。
[關鍵詞] 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內外前沿的一類高性能減水劑，其優(yōu)異的性能越來越被得到認可，物別是近年隨著國內聚羧酸產品的開發(fā)與推廣，其在工程上的應用也日趨頻繁。
它具有諸多的性能優(yōu)點：低摻量、高減水率、高強度增長率、良好的保塑性等，使得它在高強高性能混凝土和難以解決的水泥適應性差的混凝土中具有極高的應用價值。
隨著“十五”計劃的全面實施，國家的各種基礎建設正處于高速發(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)異的性能一定會在國家建設中發(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晉高速公路，西至運城市新絳縣接大運高速公路，橫貫山西南部東西，是山西省“三縱八橫”公路網的重要組成部分。建成后將在太原、鄭州、西安黃河大三角經濟開發(fā)區(qū)的發(fā)展中發(fā)揮極大的促進作用。
該高速公路全長132公里，總投資54億元，由中港集團總公司和山西中昌集團共同投資興建，是山西省政府改革高速公路投資體制，批準建設的第一條采用BTO運作模式的高速公路項目。一期工程關門至侯馬段全長67．05公里，其中在臨汾市的建設里程為62．71公里，計劃投資18億元，預計兩年內建成通車。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，主要為預制和泵送兩類，考慮到地形的復雜，運輸時間較長，所以對混凝土的保塑性要求較高，加之水泥細度較細，砂子采用細砂和機制砂，這對外加劑的性能也是一個嚴峻的考驗，選擇合適的外加劑是工程的關鍵所在。
2 混凝土主要技術指標要求
考慮到工程的結構、外觀質量以及施工條件，其混凝土的技術要求主要有以下幾個方面：
?。?）坍落度≥200mm，擴展度≥600 mm。
?。?）經時損失≤30mm／2h。
?。?）和易性好，無離淅泌水現象。
（4）設計強度為C50
?。?）外觀質量光滑、無大氣孔、小氣孔含量較少。
?。?）無緩凝現象，終凝時間≤24h
3 原材料
（1）水泥：水泥采用山西省新絳威頓水泥有限責任公司生產的P·042．5級水泥，其物理化學性能指標如表1所示。
?。?）砂子：砂子采用天然細砂與機制砂復合的砂子，其性能指標及復合比例如表2所示。
?。?）石子：采用5mm-20mm，連續(xù)粒級碎石。
（4）外加劑：初選由上海三瑞化學合成生產、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的萘系高效減水劑。
4 技術難點及試驗研究
4．1 技術難點
根據工程施工技術的要求以及所選用原材料的特點，其技術難點主要有以下幾個方面：
?。?）保坍性，由于工程采用的水泥0．08mm的篩余僅為0．2，細度很小，另外采用的砂子是細砂同機制砂復合而成，所以勢必增加了對外加劑的吸附，從而導致對提高混凝土的保塑性增加了難度。
?。?）無緩凝現象，在保證兩個小時內坍落度損失不小于30mm的前提下無緩凝現象這也是該工程的技術難點之一，也就意味著在提高混凝土初凝時間的基礎上，其終凝時間并不延長。
?。?）無較多氣孔的良好外觀質量則要求外加劑在保證良好和易性及可泵性的前提下，具有適當的引氣性。
以上的技術難點特別是（1）、（2）兩點對于傳統(tǒng)的外加劑來說單純通過復配保塑劑來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重要，而聚羧酸超塑化劑獨有的空間位阻效應與緩釋效應，則完全可以保證混凝土在不延長終凝時間的基礎上，增加初凝時間。
4．2 試驗研究
4．2．1 聚羧酸系與萘系在混凝土中的性能試驗
針對工程中提出的一系列技術要求我們根據提供的配合比進行了聚羧酸系外加劑與萘系復配的減水劑在混凝土中的拌和試驗，其試驗結果如表3所示。
 同時我們又對兩類外加劑對混凝土和易性以及外觀質量的影響進行了觀察，發(fā)現摻有聚羧酸類外加劑的混凝土無泌水現象，而摻有萘系減水劑的混凝土在靜停一段時間后開始出現泌水現象；從外觀質量來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標準的要求我們又對聚羧酸減水劑進行了性能評價，其測試結果如表4。
 4．2．2 對比分析
通過對兩類外加劑在混凝土中的試驗對比我們可以發(fā)現聚羧酸外加劑比萘系減水劑具有明顯優(yōu)勢：
（1）摻有聚羧酸超塑化劑的混凝土其和易性很好，無離淅泌水現象，而萘系減水劑在靜停后出現泌水現象；同時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性，從擴展度來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一步提高。
?。?）聚羧酸超塑化劑其最大的優(yōu)勢就是可以不大幅延長凝結時間的基礎上提高了混凝土的保塑性，而萘系雖然通過復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了混凝土的凝結時間，導致緩凝。
（3）混凝土的外觀質量看，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，且無大氣孔存在。
綜合以上分析可以肯定。聚羧酸外加劑的出現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，按照配合比在現場進行施工試驗，取樣混凝土經過性能試驗論證完全符合工程的施工及設計要求。從工程開始到現今聚羧酸超塑化劑在該工程中已經得到了大量應用。并且得到了顧客的一致好評。
6 結語
（1）通過現場試驗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題。
?。?）聚羧酸外加劑在保坍性方面最大的特點就是降低混凝土坍落度經時損失的同時不會大幅延長混凝土的凝結時間。而傳統(tǒng)的萘系通常要通過復配緩凝劑已達到保塑的目的，這樣往往會大幅增加混凝土的凝結時間，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量，主要體現為表觀致密光滑，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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