论文部分内容阅读
摘要: 使用减水剂配制混凝土是改善混凝土性能的一种好方案,结合大体积筏板基础工程实践,阐述聚羧酸系缓凝高效减水剂的作用机理、施工方法和施工要点。
关键词: 聚羧酸系;缓凝高效减水剂;筏板基础
中图分类号:TU4文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0610066-01
0 前言
混凝土是当今世界用量最大、用途最广的建筑工程材料之一,使用减水剂配制的混凝土能显著改善混凝土拌和物的性能,聚羧酸系减水剂具有掺量低、减水率大、混凝土收缩小、混凝土工作性好、坍落度轻时损失小、无污染等优点,广泛应用于各类混凝土工程,特别适用于高性能混凝土。
1 作用机理
聚羧酸系缓凝高效减水剂掺入新拌混凝土中,能够破坏水泥颗粒的絮凝结构,起到分散水泥颗粒及水泥水化颗粒的作用,增大混凝土拌合物的流动性。
1)高效减水剂吸附在水泥颗粒表面,形成一层有聚合物分子吸附层,当两个有聚合物分子吸附层的颗粒接近时,距离小于吸附层厚度的两倍时,两个吸附层就产生熵效应和渗透斥力效应,从而保持颗粒间的分散稳定性。2)高效减水剂大分子链上一般都接枝不同的活性基团,如具有一定长度的聚氧乙烯链、羧基、磺酸基、羟基、胺基和聚氧烷基等极性基团可通过吸附、分散、润湿、润滑等表面活性作用,对水泥颗粒产生分散和流动作用,并通过减少水泥颗粒间摩擦阻力,增加新拌混凝土的和易性。3)高效减水剂对水泥粒子产生齿形吸附,结构中的醚键与水分子可以形成氢键,从而形成亲水性立体保护膜,保证了粒子的分散稳定性。4)R-COO-与Ca2+离子作用形成络合物,降低溶液中的Ca2+离子浓度,延缓Ca(OH)2形成结晶,减少C-H-S凝胶的形成,延缓了水泥的水化。
2 施工方法
2.1 施工准备
1)材料选择。水泥应采用基准水泥,在因故得不到基准水泥时,允许采用CA含量6%～8%,总碱量不大于1%的熟料和二水石膏、矿渣共同磨制的标号大于525号普通硅酸盐水泥。砂使用细度模数为2.6～2.9的中砂,使用的石子粒径为5mm～20mm,采用二级配,其中5～10mm占40%,10～20mm占60%。
2)配合比设计。配合比设计应符合以下规定:① 泥用量:采用卵石时(310±5)kg/m3;采用碎石时(330±5)kg/m3。② 砂率:基准混凝土和掺外加剂混凝土的砂率均为38%～42%,但掺引气减水剂和引气剂的混凝土砂率应比基准混凝土低1%～3%。③ 外加剂掺量:按科研单位或生产厂推荐的掺量。④ 用水量:应使混凝土坍落度达80±10mm。
2.2 使用方法
1)应当按产品使用说明书的推荐使用剂量,剂量超量1～2倍使用会使浇筑好的混凝土长时间不终凝,若含气量增加很多,甚至会严重降低强度。2)减水剂以液体形式掺入砂浆和混凝土中为宜,但溶液中的含水量要从总用总量中减去,减水剂混凝土浇筑后,应使用高频振捣棒震至表面泛浆。3)减水剂的添加时机,缓凝减水剂在混凝土已开始加水搅拌1min后再掺入其效果将明显增大,在条件不具备时可与拌和水同时或稍后加入拌和物中,但不能将液体减水剂先于拌和水直接加入干料中。4)减水剂不宜用于+5℃以下的环境施工,且随气温降低缓凝程度加重量,故使用时应根据环境温度调节掺量。5)减水剂不宜用于要求蒸养的混凝土制品。
3 工程实践
3.1 工程概况。某高层建筑是一栋综合商住楼,地下2层,地上20层,建筑面积约70000m2,结构形式为现浇混凝土剪力墙结构,基础采用桩承台基础或筏板基础,基础埋深12.0m,厚度2.2m,局部厚度3.0m,属于大体积混凝土,混凝土设计强度为C40,使用减水剂配制混凝土改善混凝土的性能是本工程的一个重点与难点。
3.2 施工准备。水泥选用柳州水泥厂525号普通硅酸盐水泥,砂使用细度模数为2.7的中砂,使用的石子粒径为5mm～20mm,采用二级配,其中5～10mm占40%,10～20mm占60%。
采用聚羧酸系缓凝高效减水剂配制C40～C60的大掺量复合掺合料混凝土,外加剂掺量为1.0%;设计的配合比为:水泥:复合掺合料:砂:石:水:外加剂=114:49:787:1086:47:3.8;砂率为42%。实验表明:新拌混凝土性能满足泵送要求,出机坍落度为190mm～220mm,2小时最大坍落度损失为30mm,混凝土流动性能很好,扩展度可达500mm左右,混凝土粘聚性、保水性等和易性能也较好。
3.3 施工要点。1)充分了解聚羧酸系减水剂产品性能的各种影响因素,适时调整合成工艺参数,以稳定产品质量。2)试配掺外加剂的混凝土时,应采用工程使用的原材料,检测项目应根据设计及施工要求确定,检测条件与施工条件相同,当工程所用原材料或混凝土性能要求发生变化时,应再进行试配试验。3)对生产所用的砂石料的含水率进行检测,同时每6h对砂石料的含水率进行跟踪检测,若雨天应增加检测频率,确保每一车混凝土的扩展度都在受控范围。4)严禁其它减水剂或其它品种外加剂的混入,禁止不加清洗而使用泵送和计量其它外加剂的泵和计量设备的。5)严格计量减水剂和拌合水,切忌随意增加减水剂用量或用水量,以免所拌制混凝土出现离析、泌水、板结、含气量增加等不良现象,影响混凝土正常的泵送施工和浇注质量。6)聚羧酸系减水剂的二次添加与否,及二次添加的量,应听从专家意见,并进行严格试验,充分验证可行性后方可进行。7)严格控制振捣半径和振捣时间,一旦振捣半径过小,或振捣时间过长,很易造成浇注体气泡严重损失、集料与浆体严重分层等结构缺陷。8)混凝土浇捣完成后,混凝土结构更致密,表面光洁,避免施工中漏振和过振等人为因素对混凝土质量的影响。9)加强初期养护,严防开裂,掺加聚羧酸系减水剂的混凝土浇注振捣密实后的表面二次抹压、薄膜覆盖或喷雾等,对防止其塑性收缩裂缝非常有效。
3.4 工程效果。施工实践结果表明,混凝土各项力学性能指标均符合设计要求。
4 结语
使用减水剂配制混凝土是改善混凝土拌和物的性能一种好方案,聚羧酸系减水剂具有减水率高、掺量低、与水泥适应性好、坍落度损失小和无污染等特点,是目前世界上最前沿、科技含量最高、应用前景最好、综合性能最优的一种高效减水剂,该方案施工简单,施工干扰小,投资低,经济效益明显。
参考文献:
[1]郭延辉主编,聚羧酸系高性能减水剂研究与工程应用,中国铁道出版社,2007年06月.
[2]缪昌文主编,高性能混凝土外加剂,化学工业出版社,2008年09月.
[3]夏寿荣主编,混凝土外加剂配方手册,化学工业出版社,2010年01月.
作者简介:
陈耀海,柳州市广厦工程建设监理公司。
关键词: 聚羧酸系;缓凝高效减水剂;筏板基础
中图分类号:TU4文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0610066-01
0 前言
混凝土是当今世界用量最大、用途最广的建筑工程材料之一,使用减水剂配制的混凝土能显著改善混凝土拌和物的性能,聚羧酸系减水剂具有掺量低、减水率大、混凝土收缩小、混凝土工作性好、坍落度轻时损失小、无污染等优点,广泛应用于各类混凝土工程,特别适用于高性能混凝土。
1 作用机理
聚羧酸系缓凝高效减水剂掺入新拌混凝土中,能够破坏水泥颗粒的絮凝结构,起到分散水泥颗粒及水泥水化颗粒的作用,增大混凝土拌合物的流动性。
1)高效减水剂吸附在水泥颗粒表面,形成一层有聚合物分子吸附层,当两个有聚合物分子吸附层的颗粒接近时,距离小于吸附层厚度的两倍时,两个吸附层就产生熵效应和渗透斥力效应,从而保持颗粒间的分散稳定性。2)高效减水剂大分子链上一般都接枝不同的活性基团,如具有一定长度的聚氧乙烯链、羧基、磺酸基、羟基、胺基和聚氧烷基等极性基团可通过吸附、分散、润湿、润滑等表面活性作用,对水泥颗粒产生分散和流动作用,并通过减少水泥颗粒间摩擦阻力,增加新拌混凝土的和易性。3)高效减水剂对水泥粒子产生齿形吸附,结构中的醚键与水分子可以形成氢键,从而形成亲水性立体保护膜,保证了粒子的分散稳定性。4)R-COO-与Ca2+离子作用形成络合物,降低溶液中的Ca2+离子浓度,延缓Ca(OH)2形成结晶,减少C-H-S凝胶的形成,延缓了水泥的水化。
2 施工方法
2.1 施工准备
1)材料选择。水泥应采用基准水泥,在因故得不到基准水泥时,允许采用CA含量6%～8%,总碱量不大于1%的熟料和二水石膏、矿渣共同磨制的标号大于525号普通硅酸盐水泥。砂使用细度模数为2.6～2.9的中砂,使用的石子粒径为5mm～20mm,采用二级配,其中5～10mm占40%,10～20mm占60%。
2)配合比设计。配合比设计应符合以下规定:① 泥用量:采用卵石时(310±5)kg/m3;采用碎石时(330±5)kg/m3。② 砂率:基准混凝土和掺外加剂混凝土的砂率均为38%～42%,但掺引气减水剂和引气剂的混凝土砂率应比基准混凝土低1%～3%。③ 外加剂掺量:按科研单位或生产厂推荐的掺量。④ 用水量:应使混凝土坍落度达80±10mm。
2.2 使用方法
1)应当按产品使用说明书的推荐使用剂量,剂量超量1～2倍使用会使浇筑好的混凝土长时间不终凝,若含气量增加很多,甚至会严重降低强度。2)减水剂以液体形式掺入砂浆和混凝土中为宜,但溶液中的含水量要从总用总量中减去,减水剂混凝土浇筑后,应使用高频振捣棒震至表面泛浆。3)减水剂的添加时机,缓凝减水剂在混凝土已开始加水搅拌1min后再掺入其效果将明显增大,在条件不具备时可与拌和水同时或稍后加入拌和物中,但不能将液体减水剂先于拌和水直接加入干料中。4)减水剂不宜用于+5℃以下的环境施工,且随气温降低缓凝程度加重量,故使用时应根据环境温度调节掺量。5)减水剂不宜用于要求蒸养的混凝土制品。
3 工程实践
3.1 工程概况。某高层建筑是一栋综合商住楼,地下2层,地上20层,建筑面积约70000m2,结构形式为现浇混凝土剪力墙结构,基础采用桩承台基础或筏板基础,基础埋深12.0m,厚度2.2m,局部厚度3.0m,属于大体积混凝土,混凝土设计强度为C40,使用减水剂配制混凝土改善混凝土的性能是本工程的一个重点与难点。
3.2 施工准备。水泥选用柳州水泥厂525号普通硅酸盐水泥,砂使用细度模数为2.7的中砂,使用的石子粒径为5mm～20mm,采用二级配,其中5～10mm占40%,10～20mm占60%。
采用聚羧酸系缓凝高效减水剂配制C40～C60的大掺量复合掺合料混凝土,外加剂掺量为1.0%;设计的配合比为:水泥:复合掺合料:砂:石:水:外加剂=114:49:787:1086:47:3.8;砂率为42%。实验表明:新拌混凝土性能满足泵送要求,出机坍落度为190mm～220mm,2小时最大坍落度损失为30mm,混凝土流动性能很好,扩展度可达500mm左右,混凝土粘聚性、保水性等和易性能也较好。
3.3 施工要点。1)充分了解聚羧酸系减水剂产品性能的各种影响因素,适时调整合成工艺参数,以稳定产品质量。2)试配掺外加剂的混凝土时,应采用工程使用的原材料,检测项目应根据设计及施工要求确定,检测条件与施工条件相同,当工程所用原材料或混凝土性能要求发生变化时,应再进行试配试验。3)对生产所用的砂石料的含水率进行检测,同时每6h对砂石料的含水率进行跟踪检测,若雨天应增加检测频率,确保每一车混凝土的扩展度都在受控范围。4)严禁其它减水剂或其它品种外加剂的混入,禁止不加清洗而使用泵送和计量其它外加剂的泵和计量设备的。5)严格计量减水剂和拌合水,切忌随意增加减水剂用量或用水量,以免所拌制混凝土出现离析、泌水、板结、含气量增加等不良现象,影响混凝土正常的泵送施工和浇注质量。6)聚羧酸系减水剂的二次添加与否,及二次添加的量,应听从专家意见,并进行严格试验,充分验证可行性后方可进行。7)严格控制振捣半径和振捣时间,一旦振捣半径过小,或振捣时间过长,很易造成浇注体气泡严重损失、集料与浆体严重分层等结构缺陷。8)混凝土浇捣完成后,混凝土结构更致密,表面光洁,避免施工中漏振和过振等人为因素对混凝土质量的影响。9)加强初期养护,严防开裂,掺加聚羧酸系减水剂的混凝土浇注振捣密实后的表面二次抹压、薄膜覆盖或喷雾等,对防止其塑性收缩裂缝非常有效。
3.4 工程效果。施工实践结果表明,混凝土各项力学性能指标均符合设计要求。
4 结语
使用减水剂配制混凝土是改善混凝土拌和物的性能一种好方案,聚羧酸系减水剂具有减水率高、掺量低、与水泥适应性好、坍落度损失小和无污染等特点,是目前世界上最前沿、科技含量最高、应用前景最好、综合性能最优的一种高效减水剂,该方案施工简单,施工干扰小,投资低,经济效益明显。
参考文献:
[1]郭延辉主编,聚羧酸系高性能减水剂研究与工程应用,中国铁道出版社,2007年06月.
[2]缪昌文主编,高性能混凝土外加剂,化学工业出版社,2008年09月.
[3]夏寿荣主编,混凝土外加剂配方手册,化学工业出版社,2010年01月.
作者简介:
陈耀海,柳州市广厦工程建设监理公司。