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VIVID聚羧酸超塑化劑在高速鐵路工程中的應(yīng)用

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林忠斌 馮中軍 張德根 劉煒?lè)?俞明輝【摘 要】 本文研究了VIVID聚羧酸超塑化劑在客運(yùn)專線溫福段高性能混凝土上的應(yīng)用性能。結(jié)果表明,在本文試驗(yàn)范圍內(nèi)VIVID聚羧酸超塑化劑與水泥的適應(yīng)性和保坍性好,而且混凝土含氣量、56d電通量得到有效的保證。混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》對(duì)外加劑性能指標(biāo)的要求,為VIVID聚羧酸超塑化劑在客運(yùn)專線高性能混凝土中的推廣應(yīng)用提供了參考。【關(guān)鍵詞】 VIVID聚羧酸超塑化劑;適應(yīng)性;保坍性;含氣量;56d電通量;混凝土一、 前言 鐵路中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃中計(jì)劃修建的“四縱四橫”鐵路快速客運(yùn)專線以及三個(gè)城際快速客運(yùn)系統(tǒng),將連接我國(guó)廣闊的華北平原、東北地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)、西北地區(qū)、西南地區(qū)等「1」。其中鐵路快速客運(yùn)專線超過(guò)7000公里,主要包括京滬、京廣、京哈、沈大、隴海等,列車時(shí)速將達(dá)到200至300公里。鐵路客運(yùn)專線對(duì)橋上軌道的平順性要求很高,橋梁不僅應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度,還要求混凝土徐變小,耐久性好。2005年鐵道部科學(xué)技術(shù)司發(fā)布了《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》,提高了對(duì)外加劑性能指標(biāo)的要求,見(jiàn)表1外加劑的性能要求。表1 外加劑的性能要求
序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)備注
1水泥凈漿流動(dòng)度,mm≥240按GB/T8077的規(guī)定檢驗(yàn)
2硫酸鈉含量,%≤5.0
3氯離子含量,%≤0.2
4堿含量,%≤10.0
5減水率,%≥20按GB8076-1997的規(guī)定檢驗(yàn)
6含氣量,%用于配制非抗凍混凝土?xí)r≥3.0按GB8076-1997的規(guī)定檢驗(yàn)
用于配制抗凍混凝土?xí)r≥4.5
7坍落度保留值,mm30min≥180按JC473-2001的規(guī)定檢驗(yàn)
60min≥150
8壓力泌水率比,%≤50按JC473-2001的規(guī)定檢驗(yàn)
9收縮率比,%≤120按GB8076-1997的規(guī)定檢驗(yàn)
10相對(duì)耐久性指標(biāo),%,200次≥80按GB8076-1997的規(guī)定檢驗(yàn)
11電通量,C≤2000按ASTM C1202檢驗(yàn)
聚羧酸類超塑化劑由于具有摻量低、減水率高、混凝土拌合物和易性和坍落度保持性能優(yōu)異、增強(qiáng)減縮效果顯著、低堿含量、低氯離子含量、水泥適應(yīng)性好、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),對(duì)于混凝土的綜合性能有質(zhì)的提高,已經(jīng)成為配制高性能混凝土不可缺少的第五組分[2]。聚羧酸類超塑化劑不但符合《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》所要求的外加劑技術(shù)指標(biāo),而且能夠滿足高鐵高性能混凝土的設(shè)計(jì)要求。聚羧酸類超塑化劑已經(jīng)作為客運(yùn)專線高性能混凝土工程的指定外加劑,并在工程中獲得了廣泛的應(yīng)用。 上海三瑞高分子材料有限公司在成功設(shè)計(jì)和合成了一系列具有不同長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)的聚氧烷基大單體基礎(chǔ)上,開發(fā)了VIVID系列三大類不同分子結(jié)構(gòu)的聚羧酸超塑化劑。這些不同結(jié)構(gòu)的聚羧酸超塑化劑在全國(guó)多條客運(yùn)專線工程中得到了應(yīng)用,見(jiàn)表2。表2 VIVID系列聚羧酸超塑化劑在客運(yùn)專線工程中的應(yīng)用
VIVID系列VIVID-500VIVID-600VIVID-700
工程案例武合客運(yùn)專線溫??瓦\(yùn)專線武廣客運(yùn)專線鄭西客運(yùn)專線
二、VIVID聚羧酸超塑化劑在鐵路客運(yùn)專線工程中的應(yīng)用 以客運(yùn)專線溫福段為例,研究了VIVID聚羧酸超塑化劑在客運(yùn)專線高性能混凝土上的應(yīng)用性能。2.1 原材料及分析水泥及摻合料南京雙猴P.O.42.5水泥:南京雙龍集團(tuán)水泥廠提供,其物理力學(xué)性能見(jiàn)表3。表3 水泥物理力學(xué)性能
篩余/%標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量/%凝結(jié)時(shí)間/抗壓強(qiáng)度/抗折強(qiáng)度/安定性
初凝終凝3d28d3d28d
1.1129.42:543:3736.154.16.48.5合格
“榕能”牌二級(jí)粉煤灰:長(zhǎng)樂(lè)榕能粉煤灰開發(fā)有限公司提供。其化學(xué)成分及物理性能見(jiàn)表4。表4 粉煤灰技術(shù)性能
比表面積/需水量比/%燒失量/%SO3含量/%含水率/%活性指數(shù)/ %
7d28d
380876.781.460.790106
上海寶鋼礦粉S95:其化學(xué)成分及物理性能見(jiàn)表5。表5 礦粉技術(shù)性能
比表面積/需水量比/%燒失量/%SO3含量/%含水率/%活性指數(shù) /%
3d7d28d
430912.380.960.37390106
集料細(xì)集料:閩江中砂,屬二區(qū)中砂,其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表6。表6 砂技術(shù)指標(biāo)
細(xì)度模數(shù)含泥量/%泥塊含量/%表觀密度/堆積密度/
2.60~2.650.60.126301650
粗集料:碎石,粒徑5~25mm,連續(xù)粒級(jí),壓碎值8.0%,針片狀含量8.0%。其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表7。表7 石技術(shù)指標(biāo)
顆粒粒級(jí)/mm含泥量/%表觀密度/壓碎指標(biāo)/%針片狀顆粒含量/%
5~250.4274088
2.2外加劑-VIVID系列聚羧酸超塑化劑的技術(shù)指標(biāo)及性能特點(diǎn) VIVID系列聚羧酸超塑化劑的特點(diǎn)是低堿、低氯、低引氣、高減水、坍落度損失小、不泌水、不離析,并顯著增強(qiáng)混凝土的流動(dòng)性、強(qiáng)度和耐久性。與萘系高效減水劑相比,既保持了分散性高、減水率高的優(yōu)點(diǎn),又克服了坍落度損失大的缺點(diǎn),使混凝土的各項(xiàng)性能得到進(jìn)一步改善。 在客運(yùn)專線溫福鐵路工程中,使用的是VIVID-600聚羧酸超塑化劑。其理化性能指標(biāo)為:液態(tài)橙色,無(wú)沉淀,含固量22%,密度1.06g/ml。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8076-1997檢測(cè),技術(shù)性能指標(biāo)見(jiàn)表8。表8 VIVID-600聚羧酸超塑化劑技術(shù)性能指標(biāo)
減水率/%泌水率/%含氣量/%初凝時(shí)間/min抗壓強(qiáng)度比/%28收縮率比/%對(duì)鋼筋銹蝕作用
3d7d28d
3103.6+112194198172103無(wú)銹蝕
2.3 試驗(yàn)方法采用正交試驗(yàn),各標(biāo)號(hào)混凝土配合比見(jiàn)表9所示,采用不同種類礦物質(zhì)摻合料進(jìn)行試驗(yàn),混凝土坍落度出機(jī)控制在mm范圍。試件的制作:試件尺寸為150mm×150mm×150mm,采用攪拌機(jī)拌和30L,機(jī)械振動(dòng)臺(tái)成型。養(yǎng)護(hù)方法及齡期:采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),試件成型24h后拆模,在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)至3d、7d、28d和56d四個(gè)齡期?;炷撂涠燃皳p失與試件的強(qiáng)度檢測(cè)按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行;混凝土凝結(jié)時(shí)間按JGJ70-90《砂漿凝結(jié)時(shí)間測(cè)定方法》進(jìn)行;混凝土電通量按ASTM C1202進(jìn)行。表9 試驗(yàn)配合比
編號(hào)砼標(biāo)號(hào)水泥用量/摻合料用量/水膠比/%砂率/%外加劑摻量 /%
粉煤灰礦粉
1C30~C40216117/0.45410.8~0.9
2232125/0.4240
3250135/0.3838
4262141/0.3538
528996/0.3839
6313104/0.3638
7341114/0.3236
8C30~C40大坍落度砼231124/0.4343
9247133/0.4142
10300100/0.3940
11C50~C6028480800.36381
12284531070.3640
13284401200.3642
1430085850.33401.1~1.2
15301561130.3340
16301421270.3338
1732090900.3142
18320601200.3138
19320451350.3140
2.4試驗(yàn)結(jié)果及分析VIVID聚羧酸超塑化劑對(duì)高性能混凝土工作性的影響聚羧酸超塑化劑具有更廣泛的適應(yīng)性,如表8中混凝土坍落度保持性。表8 混凝土試驗(yàn)結(jié)果
編號(hào)含氣量/%坍落度/mm混凝土抗壓強(qiáng)度/MPa56d電通量/庫(kù)侖
出機(jī)60min120min3d7d28d
14.521018517026.335.141.41360
24.619017516527.134.643.81300
34.520017016530.937.348.11240
44.719517516030.438.249.91180
54.619517516032.137.948.71260
64.520018017032.638.549.51230
74.619517516534.938.952.31020
84.822019517527.335.342.91340
94.722019017527.935.944.11280
104.822019517528.736.046.81200
113.720019016543.061.073.6830
123.821020018041.056.267.6960
133.920519517039.154.964.11000
143.519518516539.854.366.8880
153.719518516040.355.167.0870
163. 919518016541.861.373.5840
174.019519017038.753.665.11000
183.519018516543.662.374.2840
193.519518517040.054.966.9920
VIVID聚羧酸超塑化劑在客運(yùn)專線混凝土中的性能表現(xiàn)及分析 l在客運(yùn)專線混凝土中,VIVID聚羧酸超塑化劑對(duì)水泥中摻入粉煤灰、礦粉等各種礦物質(zhì)摻合料配伍的體系具有較強(qiáng)適應(yīng)性。通過(guò)與粉煤灰、礦粉的配伍以及VIVID聚羧酸超塑化劑的使用,能有效地改善混凝土的工作性。l對(duì)混凝土工作性的影響 高性能混凝土用水量通常范圍宜采用145~160㎏/m3,過(guò)低常出現(xiàn)混凝土粘度過(guò)大、含氣量過(guò)??;過(guò)高常出現(xiàn)混凝土和易性不良、氣泡過(guò)多過(guò)大、56d電通量通不過(guò)。VIVID聚羧酸超塑化劑能有效調(diào)節(jié)和改善混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)。l對(duì)含氣量的影響 由表8可見(jiàn),C30~C40應(yīng)控制含氣量4.5~5.0%,C50~C60應(yīng)控制含氣量3.5~4.5%,不宜突破,否則C30~C40的電通量指標(biāo)通不過(guò),C50~C60的早期強(qiáng)度指標(biāo)滿足不了張拉要求、后期強(qiáng)度發(fā)展受到影響。VIVID聚羧酸超塑化劑能有效調(diào)節(jié)和穩(wěn)定混凝土的含氣量。l對(duì)電通量的作用 電通量是混凝土耐久性的重要指標(biāo)之一,粉煤灰主要對(duì)后期56d以上電通量貢獻(xiàn)比較大。VIVID聚羧酸超塑化劑的高減水率則有效保證了56d電通量性能。l對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響 在摻入粉煤灰的同時(shí),使用VIVID聚羧酸超塑化劑能有效提高混凝土的早期、中期、后期強(qiáng)度,保證了各標(biāo)號(hào)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。三、結(jié)語(yǔ) 通過(guò)VIVID聚羧酸超塑化劑在不同標(biāo)號(hào)混凝土中的試驗(yàn),可以看出,使用VIVID聚羧酸超塑化劑混凝土的工作性、含氣量、56d電通量、強(qiáng)度全都能達(dá)到客運(yùn)專線高性能混凝土的性能指標(biāo),為今后客運(yùn)專線混凝土的試驗(yàn)提供參考。[參考文獻(xiàn)][1] 尤昌龍.客運(yùn)專線鐵路路基質(zhì)量控制技術(shù)措施探討,2006[2] 劉治猛、羅遠(yuǎn)芳、劉煜平等.新型聚羧酸類高效減水劑的合成及性能研究.化學(xué)建材,2003:15~18[3] 沈軍、傅樂(lè)峰、馮中軍等.聚醚基超塑化劑的合成及其性能研究.混凝土,2005:61~64[作者簡(jiǎn)介] 林忠斌,男,工程師,主要從事聚羧酸的應(yīng)用及推廣。[單位地址] 上海市嘉川路245號(hào)納米技術(shù)孵化基地3號(hào)樓8F[聯(lián)系電話] 021-64770899; E-mail:linzb-hope@sohu.com
 
原作者: 林忠斌

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發(fā)布:2007-08-12 11:41    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁(yè)]    [關(guān)閉]
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