聚羧酸系减水剂在自密实混凝土施工中的应用

摘要:结合工程实例，从原材料选用、混凝土配合比技术要点及试配情况、混凝土配合比确定及强度等方面介绍了聚羧酸系减水剂在自密实混凝土施工中的应用，提出了保证混凝土质量的措施，解决了自密实混凝土在复杂结构中的施工问题。

关键词:聚羧酸，强度，混凝土，转换梁

中图分类号:TU755.6 文献标识码:A

引言

传统减水剂(木质素磺酸盐、萘磺酸缩合物等)的工作原理是:减水剂分子为线状结构，一旦分子吸附在水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带电，由于带电颗粒互斥，使颗粒在介质(水)中分散，从而达到减水效果。与传统的减水剂相比较，聚羧酸系减水剂是“树枝状”结构，具有传统减水剂的作用，并且分散作用不因时间延长而弱化，因此聚羧酸系减水剂的分散作用更为持久。如何将聚羧酸系减水剂有效地应用于混凝土中，配制和生产出高性能的混凝土来解决日益复杂的施工难题成为当前广大从事建筑施工和建材生产、科研人员面临的重要课题。

自密实混凝土就是为了解决在浇筑成型过程中无法振捣或克服市区施工扰民的需要而产生的。自密实高性能混凝土(SCH-PC,SeIf〔bn1actingHghPerfmance。Concrete)是一个较新的概念，SCHP(二保持了高匀质和高聚合性，混凝土拌合物不会离析、分散。具有自密实特性的高性能混凝土是我国未来混凝土技术发展的一个趋势，而聚羧酸系减水剂的成功应用，为配制优质的自密实混凝土和解决自密实混凝土在复杂结构中的施工问题，提供了一个良好的解决途径。

1 工程概况

由厦门夏商地产投资建设，厦门中辰集团总承包的大学康城一期工标段，是由26层的1号楼和19层的2号楼组成，其中1号楼的第2层为转换层，该层中设计有高24m，宽1.3m的转换梁，该转换梁的钢筋布置非常密集，根本无法进行传统的插人式振捣棒振捣作业，因此在和设计单位、监理单位、业主协商后，该转换梁变更为自密实混凝土浇筑。为此负责该工程混凝土供应的厦门固德混凝土有限公司技术人员经过精心准备，设计配置出科学合理的混凝土配合比，制定详实、周密的混凝土生产组织及质量保障方案，密切配合施工单位，圆满地完成了CSO自密实混凝土的生产供应和质量保障工作任务。

2 原材料选用

1)外加剂 :试验采用自密实混凝土的性能特点不同于普通混凝土，也不同于一般的高性能混凝土，必须具备以下性能:a.可控制工作性象粘稠液体一样柔软的混凝土;b.减水率不小于30%;c.混凝土体积的稳定性:不离析、不泌水，有稳定的表观密度。以上特性决定了必须选用特殊的优质外加剂。根据对外加剂性能要求和试验结果决定采用上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司生产的SP一SCN聚羧酸系列高效减水剂。

2)水泥 : 采用福建永定兴鑫水泥有限公司生产的P.以2.SR低碱水泥，该水泥早期强度及后期强度较高。

3)粉煤 灰 :细度不大于巧%，需水量比不大于98%.

4)砂子 : 采用九龙江低碱活性细骨料，中粗砂，细度模数2.4-2.8，在砂级配及细度模数不能满足情况时，配制过程中掺人一定量的人工砂来填补整体的孔隙率。

5)石 子 : 0.5cm-2.0Cm碎石，针对该工程的特点和现阶段原材料的供应及质量情况，采用人工级配的方法，在碎石中掺人一定比例的豆石。

3 混凝土配合比技术要点及试配情况

1)保证足够的胶凝材料用量，以确保混凝土的大流动性和粘聚力。2)掺加粉煤灰以改善混凝土的和易性，增加流动性。3)在配合比设计中掺加SP一SCN聚羧酸系列高效减水剂，降低混凝土单方用水量，降低水灰比，提高混凝土强度，改善混凝土和易性，提高混凝土流动性。4)为保证混凝土的大流动性，同时保证混凝土强度，在粗骨料的选择上，采取最大粒径为2.ocm 的连续级配的机碎石。

依据以上原则，初步制定4个配比，按照正交试验方法，进行性能对比试验，按照坍落度、扩展度、倒置净空、U型流通早期及后期强度等性能指标进行试验考核。外加剂SP－SCN聚羧酸系列减水剂的作用机理是通过表面的吸收，具有空间上对水泥颗粒的位阻效应，因而能够阻挡暂时的水化作用，混凝土拌合物状态在2.0h内保持稳定，它在提高混凝土流动性的同时保持其粘聚性(抗离析性)，不泌水，不产生砂石骨料下沉现象，属两性表面活性物质法，HLB值低，憎水基分子量较大。在分散过程中与水泥颗粒的接触面大，所以从水泥一水网状结构中释放出的自由水量大，因此减水效果很明显，且凝结时间正常。混凝土各龄期强度增长效果好，表明自密实混凝土流动性好，均匀性高，完全达到预设要求，克服了由于振捣不便引起的种种困难。硬化后的混凝土试件经破碎后，可观察到其内部结构羧密均匀。经检验，强度和耐久性均达到或超过技术标准所设定的要求。

4 混凝土配合比的确定及强度情况

根据试验结果，选择坍落度及扩展度保留值最好、坍度桶倒置留空时间、U型连通仪高差符合要求的混凝土配合比，采用自密实方式成型的3d，7d，14d，28d龄期的边长为10m 的试件，其强度如表1所示。

5 混凝土生产过程控制及质量保证措施

1)混凝土搅拌方式。投料顺序按照SEC法的要求进行，搅拌时间控制在3min左右。2)混凝土出站质量控制。根据自密实混凝土的性能要求，质检部对每车混凝土严格进行混凝土坍落度试验、扩展度试验、倒置清空试验，合格后方可送工地浇筑。3)混凝土坍落度损失的控制和调整。严格禁止向地泵或罐车中的混凝土里加水，以免影响强度。

6 工程实践情况

大学康城1号楼转换梁结构尺寸为13mx2.4m，结构中钢筋异常密集，以至于许多地方无法振捣，下“灰”困难，且由于结构本身的原因，只能从结构表面下“灰”，这样混凝土只有靠将从2.4m高处，穿过密集的钢筋自由下落流淌到结构底下，而且结构体积较大，一次混凝土浇筑量大。经过精心组织，加强现场监控和协调，2006年10月9日浇筑1号楼大体积转换梁CSO自密实混凝土。拆模后大尺寸的结构外露部分，平整光洁，气泡极少，自密实充填性良好，无任何蜂窝孔洞现象发生。工地成型试块18组，搅拌站成型试块12组，全部合格，其中，7d强度平均达到51MPa;28d平均强度达到65MPa，达到设计强度等级的130%．

7 结语

通过大量混凝土试配、各项材料试验及在厦门大学康城1号楼大体积转换梁、复杂节点等复杂结构中的混凝土浇筑施工实践证明，利用聚羧酸系高效减水剂，采用科学的混凝土配合比配制C50高强度高性能自密实混凝土，采取严格、特殊的混凝土生产质量控制措施和周密的施工部署，保持混凝土供应和浇筑的连续性，注重施工中从泵送(或吊送)、浇筑、抹面到覆盖养护等各项工序衔接配合。完全可以有效解决厦门地区大型商业楼宇复杂结构中的混凝土浇筑施工难题。而且可确保拆模后混凝土外观质量光洁平滑，色泽均一，尺寸严整，几乎可以达到清水混凝土的质量标准。但混凝土的其他性能试验，如收缩试验、徐变试验尚未全面细化的进行，有待于在今后的科研和实践中进一步充实、完善。

参考文献:

[1]孙振平.混凝土外加剂[M].北京:中国建筑工业出版社，19%.

[2]丰西武.高性能混凝土的配制及试验探讨[J].山西建筑，200 5，31(4):99一100.