聚羧酸類減水劑在混凝土中的運用

摘 要:隨著我國經濟科技的發展，國民建設的提高。如今的建筑施工不再是單純的依靠水泥跟混泥土單純的混合比例就可以完成建設，如今由廈門宏發先科化工建材有限公司研制生產的HPCA-600聚羧酸高性能減水劑產品在本次施工中的應用。C50砼現在普遍運用于T梁、箱梁及現澆段，現在對混凝土的強度等級比以往都有相應的提高，因此對混凝土的設計也要相應的改進，并適應于現代混凝土的施工。

關鍵詞:聚羧酸類減水劑混凝土運用

中圖分類號:TU528文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(a)-0029-02

1 聚羧酸的技術指標及生產單位

廈門宏發先科化工建材有限公司研制生產的HPCA-600聚羧酸高性能減水劑產品于2007年9月通過鐵道部產品質量監督中心評審檢驗合格，成功生產并大批量用于實際工程的聚羧酸減水劑，HPCA-600是適用于泵送混凝土的型號。

2 試驗結果及指標參數

2.1 試驗材料:y

(1)拌和水:采用.安溪縣同美村飲用水，各項指標均符合要求;

(2)水泥:采用福建永春蓮花P·052.5水泥;

(3)砂:采用.福建漳州華安中砂;

(4)碎石:采用閬苑巖石場連續級配為4.75～25.0mm碎石(采用4.75～16mm占30%、16～25.0mm占70%摻配)，各項指標均符合要求;

(5)外加劑:采用廈門宏發先科化工生產的HPCA-600高效減水劑。

2.2 HPCA-600均質性試驗結果

(1)外觀:茶色清澈有油質感水溶液，無沉淀;

(2)密度:1.069;

(3)pH:9.0;

(4)固體含量:20.0%;

(5)Cl-:＜0.01;

(6)總堿含量:0.196%。

見表1。

3 聚羧酸的優點

具有低摻量、高減水、高強度增長、水泥適應性好、坍落度損失小和無毒不污染等優點，是一種安全、綠色環保型的高性能減水劑。適合于配制具有大坍落度、工作性能極佳的流態混凝土，而在國內迅速發展，聚羧酸類高性能減水劑已代替萘系和三聚氰胺，成為配制中、高標號混凝土的主導材料。顯然在現代工程的建設當中，聚羧酸以占據不可比擬的地位。聚羧酸在適用于泵送混泥土，在一定程度上保證了混凝土在到達施工工地是因距離遠混凝土容易凝固的現象。聚羧酸在產品投產后，先后在福建省南惠高速、福建省南廈高速混凝土中應用了HPCA-600減水劑，取得了良好的技術經濟效果。在實際運用中有很好的效果。

4 現代高速公路工程施工的要求

(1)福建省南廈高速泉州段A5合同段路線位于泉州市安溪縣境內，路線的起點位于城廂鎮員宅村(K22+200.000)接A4合同段終點，終于城廂鎮員宅村(K28+300.000)，全長6km。(2)本合同段主要控制點有:草鋪仔大橋、南山大橋、樓仔大橋、山腰1大橋、安溪互通。(3)項目沿線所經較大河流為西溪、蘭溪，其余為小河溝。(4)本項目位于閩南丘陵區，在路線平、縱、橫面設計中已充分重視生態環境的保護和改善，盡量避免高填深挖。積極貫徹國家有關環保政策，開發利用環境，總體設計以維護生態平衡，盡量降低環境污染為宗指，以保護沿線環境為目的。

5 在此次設計中針對于混凝土的控制

我們在此次福建省南廈高速泉州段A5合同段建設中，采用的HPCA-600聚羧酸高性能減水劑，針對混凝土的和易性和施工要求都有了很好的控制，在T梁預制、現澆箱梁等我們摻加的HPCA-600聚羧酸在很大程度上控制實體的強度和施工周期，在保質保量的情況下為工程的順利完工做了很大貢獻，聚羧酸類減水劑因具有低摻量、高減水、高強度增長、水泥適應性好、坍落度損失小和無毒不污染等優點，是一種安全、綠色環保型的高性能減水劑。適合于配制具有大坍落度、工作性能極佳的流態混凝土，而在國內迅速發展，聚羧酸類高性能減水劑已代替萘系和三聚氰胺，成為配制中、高標號混凝土的主導材料。

6 在施工過程造成的環境污染

如今在全球進行環保意識深入人心放入關鍵時刻，不管是日常生活還是在其他的各行各業都應體現出。以往的工程建設中在混凝土的配備當中，至關重要的沙子、水泥、水的配置當中，水的用量最多，而且剛在用水這一項中花費的資金也有很多的浪費。比如說有的地方在水不方便得地方，我們必須采用水泵抽水的做法，這樣就浪費了電費，而有時實際的配備中，又會浪費很多的水，而聚羧酸的出現有效的緩解了這一環節對于水的浪費。在配備之中，聚羧酸能夠減少水的用量，這在一定的程度上可以說，這也是降低成本的一種做法。

7 砼的配合比與施工

50砼現在普遍運用于T梁、箱梁及現澆段砼配比必須保證砼的設計強度、耐久性、施工的和易性。在冰凍地區，還應考慮冰凍因素。T梁砼的抗壓強度不小于50MPa，試配強度不低于59.9MPa，砼成品后的坍落度應控制在14～18cm范圍內以利于現場澆筑及長距離運輸，特別現在都是采用大型攪拌站統一拌制，坍落度要求相比以往要大許多，以前都是在梁場直接拌制，坍落度可以考慮10～14cm，聚羧酸類高性能減水劑在大坍落度的條件下就占有絕對的優勢，由其大減水率就能在保質保量的情況下生產澆注混凝土。砼的水膠比(水與膠結材料的重量比，后者包括水泥及混合材料的重量)宜控制在0.24～0.38的范圍內。砼的對接平整、潔凈、濕潤;混凝土罐車卸下的砼不宜堆積過大;砼振搗必須符合要求;砼在收工嚴禁灑水和灑干水泥，這是防止砼脫皮、裂縫等的最主要原因。

8 混凝土生產過程控制及質量保證措施

(1)混凝土攪拌方式:在攪拌前，先查看料倉中的原材料是否符合要求，如果不對應及時清理料倉，特別是對梁體來說是致關重要的。現在都采用大型攪拌站統一攪拌，都使用強制式攪拌機，宜采用二次投料法拌制。攪拌機攪拌前進行徹底清洗，攪拌時間定為60s，投料順序為先下砂石及一半用水，攪拌5s后，再下水泥和摻合料攪拌，然后加入外加劑和剩余的水，調整工藝性要求合適后連續生產。(2)混凝土出站質量控制:根據自密實混凝土的性能要求，質檢部對每車混凝土嚴格進行混凝土坍落度試驗，合格后方可送工地澆筑。(3)混凝土坍落度損失的控制和調整。

9 高性能混凝土

為研究礦物摻合料對高性能混凝土自收縮的影響及其計算模型，采用混凝土自收縮無接觸自動測試裝置進行粉煤灰摻量及品質、粉煤灰與偏高嶺土復摻及粉煤灰與礦渣復摻對高性能混凝土自收縮性能的影響.研究結果表明:隨著粉煤灰摻量的增加，高性能混凝土的自收縮值隨之下降;在同摻量下，提高粉煤灰的品質可降低高性能混凝土的自收縮值.在粉煤灰高性能混凝土中復摻偏高嶺土會增大其自收縮值;粉煤灰與礦渣復摻可進一步降低高性能混凝土的自收縮值，且在復摻比例為1∶1時最佳.通過對現有混凝土自收縮計算模型與試驗數據對比分析，提出高性能混凝土自收縮計算模型，該模型計算結果與試驗結果吻合良好.說明聚羧酸適用于高性能混凝土的配備要求。

10 混凝土的運輸和材料

在混凝土的運輸過程中，我們可以一次性提供多輛混凝土罐車的同時作業，保證在工程實施的過程中不耽誤工程的進度。同時我們會在第一時間，為工程提供優質的混凝土保證工程的如期完成。

拌和水:采用.安溪縣同美村飲用水，各項指標均符合要求;(2)水泥:采用福建永春蓮花P052.5水泥;(3)砂:采用福建漳州華安中砂;保證在輸送的混凝土中，如果沒有意外我們會堅決采用實驗所用的材料，不私自更改混凝土的原材料。

11 C50砼的基本要求

集料混凝土中集料體積大約占混凝土體積的3/4，由于所占的體積相當大，所以集料的質量對混凝土的技術性能和生產成本均產生一定的影響，在配制C50混凝土時，對集料的強度、級配、表面特征、顆粒形狀、雜質的含量、吸水率等，必須認真檢驗，嚴格選材。這樣才能配制出滿足技術性能要求的C50混凝土，同時又能降低混凝土的生產成本。

(1)水泥應采用，收縮性小、抗縮性小，耐磨，抗凍性好的普通硅酸鹽水泥。所用水泥重量不宜超過500kg/m3，水泥與混合材料的總量不超過550～600kg/m3。聚羧酸在一定程度上可以減少水的加入量，也就意味著在一定的程度上有效的減少了水泥的用量，提高梁的早期強度都有相應的幫助，這樣就能減少梁體的運轉周期，對整個工期的提早完工都有不小的作用。

(2)細集料砂材質的好壞，對C50以上混凝土的拌和物和易性的影響比粗集料要大。優先選取級配良好的江砂或河砂。因為江砂或河砂比較干凈，含泥量少，砂中石英顆粒含量較多，級配一般都能符合要求。機制砂一般不能使用，機制砂中含泥量較大且含有較多的風化軟弱顆粒。砂的細度模數宜控制在2.6以上，細度模數小于2.5時，拌制的混凝土拌和物顯得太黏稠，施工中難于振搗，且由于砂細，在滿足相同和易性要求時，增大水泥用量。這樣不但增加了混凝土的成本，而且影響混凝土的技術性能，如混凝土的耐久性、收縮裂縫等。砂也不宜太粗，細度模數在3.3以上時，容易引起新拌混凝土的運輸澆筑過程中離析及保水性能差，從而影響混凝土的內在質量及外觀質量。C50泵送混凝土細度模數控制在2.6～2.8之間最佳，普通混凝土控制在3.3以下。另外還要注意砂中雜質的含量，比如云母、泥的含量過高，不但影響混凝土拌和物的和易性，而且影響混凝土的強度、耐久性，引起混凝土的收縮裂縫等其他性能。含泥量不超過2%，云母含量小于1%。

(3)粗集料的強度、顆粒形狀、表面特征、級配、雜質的含量、吸水率對C50混凝土的強度有著重要的影響。配制C50以上混凝土對粗集料的強度的選取是十分重要的，高強度的集料才能配制出高強度的混凝土。應選取質地堅硬、潔凈的碎石。其強度可用巖石立方體強度或碎石的壓碎指標值來測定，巖石的抗壓強度應比配制的混凝土強度高50%。一般用碎石的壓碎指標值來間接判定巖石的強度是否滿足要求。碎石的壓碎指標值水成巖(石灰巖、砂巖等)小于10%、變質巖(片麻巖、石英巖等)或深層火成巖(花崗巖等)小于12%、噴出巖火成巖(玄武巖等)小于13%.粗集料的顆粒形狀、表面特征對C50以上混凝土的粘結性能有著較大的影響。應選取反擊破碎石，其表面粗糙且多棱角，針片狀顆粒含量應小于5%。影響C50以上混凝土的強度重要因素有集料的強度、水泥、水泥與集料之間的粘結強度，而混凝土中最薄弱的環節是水泥和集料界面的粘結。由于粗集料的表面粗糙、粒徑適中，這樣提高了混凝土的粘結性能，從而提高了混凝土的抗壓強度。集料的級配是指各粒徑集料相互搭配所占的比例，其檢驗的方法是篩分。級配是集料的一項重要的技術指標，對混凝土的和易性及強度有著很大的影響。配制C50混凝土最大粒徑宜小于25mm，因為C50混凝土一般水泥用量在440～500kg/m3，水泥漿較富余，由于大粒徑集料比同重量的小粒徑集料表面積要小，其與砂漿的粘結面積相應要小，其粘結力要低，且混凝土的均質性差，所以大粒徑集料不可能配制出高強度混凝土。集料的級配要符合要求且集料的空隙要小，通常采用二種規格的石子進行摻配。如有二種摻配方案分別為30∶70和20∶80，其摻配結果要符合級配范圍要求，測定二者的體積密度，前者大，則應選取摻配比例為30∶70的使用。粗集料中的泥土、石粉的含量要嚴格控制，其含量大，不但影響混凝土拌和物的和易性，而且降低混凝土的強度，影響混凝土的耐久性，引起混凝土的收縮裂縫等。其含泥量應小于1%。

(4)外加劑因C50混凝土的水泥用量比較大，水灰比低，強度要求高，混凝土拌和物較粘稠，這樣給混凝土的施工提出了更高的要求，為了滿足混凝土的性能及施工要求，改善混凝土的和易性及提高性能，同時降低水泥用量，減少工程成本，外加劑的選擇尤為重要。選用外加劑因著重從以下幾個方面考慮:延緩混凝土的初凝時間，提高混凝土的早期強度，增加后期強度，減少混凝土坍落度的損失，與水泥的相容性，外加劑的穩定性。通常選用高效緩凝減水劑，高效早強減水劑，高性能減水劑。如廈門宏發FS-R、FS-G、HPCA-600等。摻高效減水劑的混凝土的坍落度損失一般較快，最好施工時采用后摻法，這樣可使高效減水劑的減水作用增高，使混凝土的流動性增加。在溫度低于8～10℃時，高效減水劑雖能增加和易性，但增加強度的作用大大降低。所以高效減水劑的使用。高效緩凝減水劑有利于控制早期水化，混凝土拌和物坍落度損失小。一般來說，摻量大時凝結時間相應增長，但摻量過大時會降低早期強度。根據施工季節來調節摻量。結構復雜配筋密集的構件中使用，這樣可避免形成冷縫，方便施工的安排。高效早強減水劑一般不用，除非對早期強度有特殊要求。提高混凝土的早期強度，因為高效早強減水劑能加快早期強度的發展，但一般會降低混凝土的后期強度。但在運用HPCA-600聚羧酸高性能減水劑以后，可以有效的防止上述問題的發生。

12 結語

配制C50橋梁混凝土應選用優質原材料，水泥要求52.5級以上的旋窯水泥;粗集料要求最大粒經25mm，堆積密度大，含泥量少，針片狀少;細集料要求細度模數2.6以上，含泥量低;外加劑要求優選用高效減水劑或緩凝高效減水劑。所以，我建議在施工的過程中采用HPCA-600聚羧酸減水劑。

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