不同配比聚羧酸減水劑對(duì) C50T 梁混凝土性能的影響

（科之杰新材料集團(tuán)（貴州）有限公司，貴州 龍里 551206）

0 前言

隨著外加劑技術(shù)逐漸成熟與混凝土行業(yè)的不斷發(fā)展，各種高性能、高強(qiáng)度的鋼筋混凝土澆筑形成的建筑物，以及在高溫、干燥、曝曬環(huán)境下使用的超大混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑、跨海大橋、超長隧道等的建造越來越多，使得混凝土施工難度增加，混凝土養(yǎng)護(hù)與維修成本增大。因此要求澆筑過程中混凝土有更好的流動(dòng)性能，澆筑成型后表面光滑無孔洞產(chǎn)生，具有更好的耐候性與耐久性能。在高速公路混凝土中，混凝土澆筑工藝是施工過程中必要項(xiàng)目之一，其作用是得到均勻且具有外觀審美價(jià)值的混凝土，其中涉及到模板安裝與脫模劑涂刷及外加劑對(duì)混凝土的影響等各個(gè)環(huán)節(jié)[1]。對(duì)于 C50 T 梁澆筑混凝土，施工方對(duì) T 梁的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及無蜂窩麻面等相關(guān)要求較高，基于混凝土澆筑施工方對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)與質(zhì)量的需求，要求混凝土澆筑工藝中使用的聚羧酸減水劑具有高減水、高保坍及利于現(xiàn)場澆筑等功能。

2000 年以來，我國混凝土研究界逐漸認(rèn)識(shí)到聚羧酸系高性能減水劑這一高效的混凝土外加劑[2]。聚羧酸減水劑主要通過聚醚大單體與帶有不飽和雙鍵含親水基團(tuán)的丙烯酸及丙烯酸類衍生物反應(yīng)制得，其有著優(yōu)越減水率、超長保坍性能，及對(duì)水泥有良好的分散性，對(duì)混凝土施工性能及抗壓強(qiáng)度改善較為明顯[3]。但高含泥量、級(jí)配差、含粉量高的砂石以及現(xiàn)場施工監(jiān)管不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐苫炷翝仓^程中出現(xiàn)質(zhì)量波動(dòng)，要求聚羧酸減水劑應(yīng)同時(shí)具有高減水、低敏感、高保坍和抗收縮等功能。

C50 T 梁預(yù)應(yīng)力混凝土通常采用吊裝施工，機(jī)械振搗輔助人工搗實(shí)，室內(nèi)坍落度不宜過大，要求具有較好的流動(dòng)性與包裹性，能在機(jī)械振搗與人工振搗作用下均勻充實(shí)模板[5]。為了解決 C50 T 梁混凝土澆筑困難、損失過快、表面多孔等問題，國內(nèi)外都主要從澆筑工藝、脫模劑等方面進(jìn)行改善，但效果并不明顯。因此，本文通過對(duì)貴州某公司不同型號(hào)的減水母液、保坍母液、功能助劑進(jìn)行復(fù)配，并做 C50 T 梁混凝土試驗(yàn)，研究不同配比聚羧酸減水劑對(duì) C50 T 梁混凝土流動(dòng)性、抗壓強(qiáng)度及外觀狀態(tài)的影響。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原材料與儀器設(shè)備

本試驗(yàn)所用原材料詳細(xì)信息如表 1 所示。本試驗(yàn)所用主要儀器詳細(xì)信息如表 2 所示。

表1 試驗(yàn)原材料

表2 主要儀器

1.2 試驗(yàn)要求

根據(jù)貴州公路集團(tuán)有限公司赫章至六盤水高速項(xiàng)目第一標(biāo)段試驗(yàn)室的技術(shù)要求，供應(yīng)商減水需符合以下條件：

（1）減水劑摻量：0.24%，水泥凈漿初始流動(dòng)度210～220mm。

（2）減水劑摻量：1.80%，混凝土初始擴(kuò)展度≥560mm，混凝土經(jīng)時(shí) 2h 后擴(kuò)展度損失≤40mm。

（3）混凝土含氣量≤3.0%。

（4）混凝土表面無蜂窩麻面。

（5）28d 抗壓強(qiáng)度≥55MPa。

1.3 性能測試方法

（1）水泥凈漿流動(dòng)度：根據(jù)表 3 配制得到不同配比的聚羧酸減水劑，其中水灰比為 0.29，摻量為0.24%。按照 GB/T 8077—2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》進(jìn)行對(duì)比測試。

（2）混凝土性能測試：參照 GB 8076—2008《混凝土外加劑》進(jìn)行 C50 T 梁混凝土性能試驗(yàn)，減水劑摻量 1.80%，混凝土配比見表 4。

表3 聚羧酸減水劑與功能小料配比 k g

表4 混凝土試驗(yàn)配合比 k g/m3

2 結(jié)果與分析

2.1 水泥凈漿測試

通過調(diào)整聚羧酸減水劑中減水母液、保坍母液、消泡劑及引氣劑用量，測試水泥凈漿流動(dòng)度結(jié)果如表 5。

表5 水泥凈漿測試

由表 5 可知，減水劑 JS-1 水泥凈漿初始流動(dòng)度最大，2h 后水泥凈漿硬化，流動(dòng)性差，凈漿流動(dòng)度損失最大，損失值為 70mm；JS-2 的水泥凈漿流動(dòng)度損失37mm；JS-3 的水泥凈漿流動(dòng)度損失較小；JS-4 的水泥凈漿初始流動(dòng)度最小，2h 水泥凈漿流動(dòng)度增大 6mm。綜上結(jié)果可看出，減水劑 JS-3 與 JS-4 水泥凈漿流動(dòng)度符合施工方技術(shù)要求。

2.2 混凝土性能測試

為進(jìn)一步比較 JS-3 與 JS-4 的混凝土性能，將表 3配制的減水劑溶液，進(jìn)行 C50 T 梁混凝土試驗(yàn)，其混凝土配合比如表 4，其測試結(jié)果如表 6 所示。

表6 混凝土性能測試結(jié)果

由表 6 測試結(jié)果可知，摻 JS-3 減水劑的混凝土初始擴(kuò)展度為 565mm，經(jīng) 2h 后擴(kuò)展度損失 30mm。摻JS-4 減水劑的混凝土初始擴(kuò)展度為 545mm，經(jīng) 2h 后擴(kuò)展度增大 15mm，摻 JS-3、JS-4 的混凝凝土含氣量均小于 3.0%，初凝與終凝時(shí)間差異不大，28d 抗壓強(qiáng)度大于 63MPa，符合施工方技術(shù)要求。

2.3 C50T 梁混凝土表觀比較

為進(jìn)一步比較 JS-3 與 JS-4 在 C50 T 梁混凝土中性能的差異，將 JS-3 與 JS-4 進(jìn)行混凝土 C50 T 梁澆筑對(duì)比試驗(yàn)，其 C50 T 梁混凝土成型狀態(tài)如圖 1 所示。

圖1 不同減水劑 C50T 梁混凝土試模表觀對(duì)比

從圖 1 可看出，摻減水劑 JS-3 的混凝土表面光滑均一，無明顯大氣孔；摻減水劑 JS-4 的混凝土表面較為粗糙，且表面出現(xiàn)肉眼可見的氣孔。結(jié)合兩種減水劑 C50 T 梁混凝土澆筑成型圖片可知，減水劑配方 JS-3中，減水母液與保坍母液的配比為 7:3、消泡劑用量為0.05%、引氣劑用量為 0.05% 時(shí)，混凝土各項(xiàng)指標(biāo)符合項(xiàng)目技術(shù)要求。JS-4 減水劑配方中保坍母液用量大，導(dǎo)致混凝土 2h 緩釋放大，消泡劑用量為 0.04%，同時(shí)引氣劑用量為 0.07%，綜合導(dǎo)致?lián)?JS-4 減水劑的混凝土表觀氣孔較多。

2.4 C50T 梁工程應(yīng)用

為了有效解決 C50 T 梁混凝土流動(dòng)性差、表面多孔、成型制件差等問題，我司將 JS-3 聚羧酸減水劑送至貴州遵義中交第二公路工程局有限公司重遵 16 標(biāo)進(jìn)行 C50 T 梁澆筑成型，其現(xiàn)場施工應(yīng)用如圖 2 所示。

圖2 摻 JS-3 的 C50T 梁現(xiàn)場效果圖

從圖 2 可看出，該 C50 T 梁脫模成型后，表面光滑無孔，成型狀態(tài)較好。摻 JS-3 的減水劑已成功運(yùn)用于貴州遵義中交第二公路工程局有限公司重遵 16 標(biāo)進(jìn)行C50 T 梁澆筑成型，且該施工單位使用我司減水劑后，反映效果良好。

2.5 C50T 梁混凝土澆筑質(zhì)量控制建議

對(duì)于 C50 T 梁混凝土澆筑質(zhì)量控制，建議混凝土澆筑時(shí)模板與混凝間隙越小越好，且混凝土應(yīng)密實(shí)地填入模板中，當(dāng)混凝土坍損過大、過快且混凝土流動(dòng)性、保水性、粘聚性等發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)有效地解決混凝土質(zhì)量問題；當(dāng)砂石材料波動(dòng)變化大、級(jí)配差等情況出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系相應(yīng)外加劑廠家，及時(shí)有效地調(diào)整相應(yīng)外加劑配比；澆筑模板涂抹脫模劑應(yīng)當(dāng)均勻涂抹，以保證混凝土表面無蜂窩麻面；C50 T 梁混凝土成型后，應(yīng)進(jìn)行有效及時(shí)的保養(yǎng)與維護(hù)，切不可將成型好的預(yù)制件T 梁混凝土置于溫差大、曝曬和干燥的環(huán)境中。

3 結(jié)論

（1）由減水母液與保坍母液的配比為 7:3、消泡劑用量為 0.05%、引氣劑用量為 0.05% 配制的減水劑 JS-3對(duì)水泥的分散性能較好，既不會(huì)出現(xiàn)損失過快也不會(huì)出現(xiàn)緩釋放大離析的現(xiàn)象。

（2）從混凝土試驗(yàn)結(jié)果可看出，摻 JS-3 減水劑的混凝土初始與經(jīng)時(shí) 2h 損失后，流動(dòng)性均較好，抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)能夠更好的滿足施工要求。

（3）摻 JS-3 減水劑的 C50 T 梁混凝土成型脫模后混凝土表面光滑均勻，無明顯氣孔，用于 C50 T 梁混凝土實(shí)際施工，混凝土表觀光滑，無麻面。