聚羧酸鹽超塑化劑及其工程應(yīng)用

摘要:介紹了聚羧酸鹽超塑化劑SR3的性能及作用機(jī)理,對(duì)摻聚羧酸鹽超塑化劑SR3的混凝
土進(jìn)行了室內(nèi)性能試驗(yàn),并檢驗(yàn)了其在湛江海灣大橋東岸工程中的實(shí)際應(yīng)用效果。結(jié)果表明, 所拌制的砼不僅滿足設(shè)計(jì)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(shí)間;免振搗;自密實(shí)

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(jì)為摩擦樁,每根長(zhǎng)約100m,樁徑為2.5～3.0m的變截面樁徑,計(jì)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(chǎng)的施工技術(shù)、施工工藝及設(shè)備資源配置的實(shí)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(yùn)輸和澆筑,如遇到某些不可預(yù)測(cè)的因素可能延遲至12～14h才能完成砼的生產(chǎn)運(yùn)輸和澆筑作業(yè)。所以對(duì)控制砼的坍落度損失及初凝時(shí)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(jì)采用強(qiáng)度等級(jí)為C35。依靠重力、免振搗、自密實(shí)的泵送砼,對(duì)砼的初始坍落度設(shè)計(jì)為190～220mm,1h的坍落度損失小于20mm,初凝時(shí)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(shí)間的問(wèn)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(jì)與施工的要求。

1聚羧酸鹽超塑化劑SR3的性能

根據(jù)國(guó)標(biāo)對(duì)聚羧酸鹽超塑化劑SR3進(jìn)行性能檢測(cè),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(biāo)要求。本次聚羧酸鹽超塑化劑SR3的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

2聚羧酸鹽超塑化劑SR3的作用機(jī)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(tuán),使水泥顆粒間立體排斥力增強(qiáng),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(lái)。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(shí)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(shí),從而更好地改善了砼的各項(xiàng)性能。

3　摻聚羧酸鹽超塑化劑SR3砼室內(nèi)性能試驗(yàn)

3.1　試驗(yàn)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(jí)配碎石。

3.2　砼配合比　砼配合比見(jiàn)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(yīng)用中有時(shí)1h后的坍落度還會(huì)比初始坍落度大。而且有一個(gè)顯著的特點(diǎn)是砼的可觸變性好,拌制好的砼過(guò)一定時(shí)間再攪拌,工作性能恢復(fù)如初而具有良好的流動(dòng)性、粘聚性和保水性。砼坍落度損失試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

4　摻聚羧酸鹽超塑化劑SR3在樁基砼中的應(yīng)用

4.1砼施工配合比　根據(jù)設(shè)計(jì)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(jiàn)表4。

在47#墩累計(jì)18600m3的砼施工中,砼具有良好的流動(dòng)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(jī)理具有對(duì)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(yàn)配制同強(qiáng)度等級(jí)、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(gè)施工過(guò)程實(shí)踐證明砼拌合物的1h坍落度幾乎沒(méi)有損失,有時(shí)不增大的效果,砼的初凝時(shí)間也能穩(wěn)定控制在14～16h(氣候溫、濕度的變化)。在現(xiàn)場(chǎng)原材料變化較大時(shí)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(cè)結(jié)果及評(píng)定
(1)共31根樁基的超聲波檢測(cè)中I類樁27根、Ⅱ類樁4根。

(2)鉆芯驗(yàn)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(qiáng)度代表值為38.2MPa);樁底未見(jiàn)沉渣,滿足施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范要求;抽芯測(cè)樁底標(biāo)高107.29m,與設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高106.00m相符;樁端持力層為亞粘土,符合設(shè)計(jì)要求。砼芯樣抗壓強(qiáng)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(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中水泥砼抗壓強(qiáng)度的數(shù)理統(tǒng)計(jì)條件評(píng)定得:組數(shù)186組,平均強(qiáng)度值47.6MPa,最大強(qiáng)度值65.2MPa,最小強(qiáng)度值35.7MPa,強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差5.837MPa。評(píng)定合格。

5　結(jié)語(yǔ)

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

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