聚羧酸鹽超塑化劑及其工程應用

摘要:介紹了聚羧酸鹽超塑化劑SR3的性能及作用機理,對摻聚羧酸鹽超塑化劑SR3的混凝
土進行了室內(nèi)性能試驗,并檢驗了其在湛江海灣大橋東岸工程中的實際應用效果。結(jié)果表明, 所拌制的砼不僅滿足設(shè)計要求,而且滿足施工要求。

關(guān)鍵詞:聚羧酸鹽;超塑化劑;坍落度;凝結(jié)時間;免振搗;自密實

湛江海灣大橋東岸47#墩樁基是控制工程的關(guān)鍵部位之一,共有31根樁基,設(shè)計為摩擦樁,每根長約100m,樁徑為2.5～3.0m的變截面樁徑,計算每根樁的砼方量約600m3。由于每根樁砼澆筑方量大,根據(jù)現(xiàn)場的施工技術(shù)、施工工藝及設(shè)備資源配置的實際情況,在正常的施工作業(yè)條件下,需8～9h才能完成砼的生產(chǎn)、運輸和澆筑,如遇到某些不可預測的因素可能延遲至12～14h才能完成砼的生產(chǎn)運輸和澆筑作業(yè)。所以對控制砼的坍落度損失及初凝時間就顯得非常重要。
湛江海灣大橋東岸47#墩樁基工程設(shè)計采用強度等級為C35。依靠重力、免振搗、自密實的泵送砼,對砼的初始坍落度設(shè)計為190～220mm,1h的坍落度損失小于20mm,初凝時間控制在16h。施工中采用聚羧酸鹽超塑化劑SR3,有效地解決了砼坍落度損失和初凝時間的問題,降低了單方砼的水泥用量20kg(與添加萘系減水劑的砼相比),砼的綜合工作性能良好,滿足了設(shè)計與施工的要求。

1聚羧酸鹽超塑化劑SR3的性能

根據(jù)國標對聚羧酸鹽超塑化劑SR3進行性能檢測,聚羧酸鹽超塑化劑SR3滿足GB8076-1997緩凝高效減水劑“一等品”性能指標要求。本次聚羧酸鹽超塑化劑SR3的檢測結(jié)果見表1。

2聚羧酸鹽超塑化劑SR3的作用機理

聚羧酸鹽超塑化劑SR3是一種不含甲醛的、非磺化的、丙烯酸基共聚高分子減水劑,其中含有的羧基陰離子表面活性基團,使水泥顆粒間立體排斥力增強,從而使水泥顆粒分散均勻,將水泥顆粒包裹的水份釋放出來。其次,丙烯酸分子中羧基水解增加了Zeta電位作用,使水泥粒子間高分子吸附層的作用是立體靜電斥力,同時能保持Zeta電位變化小是砼坍落度損失小的主要因素。由于聚羧酸鹽超塑化劑SR3具有很好的分散作用,改善了砼內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu),使水泥石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實,從而更好地改善了砼的各項性能。

3　摻聚羧酸鹽超塑化劑SR3砼室內(nèi)性能試驗

3.1　試驗用材料　水泥:湖南“韶峰”牌P1O3215普通硅酸鹽水泥;粉煤灰:茂名瑞能電廠產(chǎn)粉煤灰;砂:吳川河沙;碎石:湛江坡頭5～25mm連續(xù)級配碎石。

3.2　砼配合比　砼配合比見表2。

3.3　砼拌和物工作性　摻加聚羧酸鹽超塑化劑SR3砼的坍落度損失小,1h后坍落度幾乎不損失。在施工應用中有時1h后的坍落度還會比初始坍落度大。而且有一個顯著的特點是砼的可觸變性好,拌制好的砼過一定時間再攪拌,工作性能恢復如初而具有良好的流動性、粘聚性和保水性。砼坍落度損失試驗結(jié)果見表3。

4　摻聚羧酸鹽超塑化劑SR3在樁基砼中的應用

4.1砼施工配合比　根據(jù)設(shè)計與配制的摻聚羧酸鹽超塑化劑SR3砼配合比,47#墩樁基的砼施工配合比見表4。

在47#墩累計18600m3的砼施工中,砼具有良好的流動性、保水性、粘聚性等工作性能和良好的質(zhì)量穩(wěn)定性。由于聚羧酸鹽超塑化劑SR3作用機理具有對水泥顆粒的高分散性能、減水率高,砼可較大幅度降低單方用水量。在試驗配制同強度等級、同工作性能、同水膠比的砼比萘系減水劑少用20～50kg/m3的水泥用量。在整個施工過程實踐證明砼拌合物的1h坍落度幾乎沒有損失,有時不增大的效果,砼的初凝時間也能穩(wěn)定控制在14～16h(氣候溫、濕度的變化)。在現(xiàn)場原材料變化較大時摻加聚羧酸鹽超塑化劑SR3砼也能保持良好的相容性和匹配性、保持砼工作性能穩(wěn)定。

4.2　砼的質(zhì)量檢測結(jié)果及評定
(1)共31根樁基的超聲波檢測中I類樁27根、Ⅱ類樁4根。

(2)鉆芯驗樁(47#-C1樁):基本連續(xù)完整,斷口拼接基本良好,骨料分布均勻,膠結(jié)良好(取樣抗壓強度代表值為38.2MPa);樁底未見沉渣,滿足施工質(zhì)量驗收規(guī)范要求;抽芯測樁底標高107.29m,與設(shè)計樁底標高106.00m相符;樁端持力層為亞粘土,符合設(shè)計要求。砼芯樣抗壓強度代表值為:上31.8MPa、44.1MPa,中47.6MPa、38.2MPa,下44.4MPa、4417MPa。

(3)根據(jù)JTJ071-98質(zhì)量評定標準中水泥砼抗壓強度的數(shù)理統(tǒng)計條件評定得:組數(shù)186組,平均強度值47.6MPa,最大強度值65.2MPa,最小強度值35.7MPa,強度標準差5.837MPa。評定合格。

5　結(jié)語

摻加聚羧酸鹽超塑化劑SR3的砼具有坍落度損失小,初凝時間長,綜合工作性能好的顯著特點。不僅在湛江海灣大橋東岸工程得以成功應用,而且其適用于依靠砼自重、免振搗自密實,大流動度,施工時間長等特殊要求的工程需要。

參考文獻:
[1]李崇智,馮乃謙,李永德,等1高性能減水劑的研究現(xiàn)狀與展望[J]1混凝土與水泥制品,2001,28(2):3-61
[2]游長江,丁　超1聚羧酸類高效減水劑的研究進展[J]1高分子材料科學與工程,2003,19(2):34-381
[3]郭　睿,朱軍峰,李　慧,等1聚羧酸高效減水劑的分子設(shè)計與合成及性能表征[J]1新型建筑材料,2005,32(8):11–141