關(guān)于隧道管片混凝土外加劑的選用

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混凝土外加劑現(xiàn)在已成為混凝土的第五種組成材料。筆者通過(guò)管片制作生產(chǎn)實(shí)踐，認(rèn)識(shí)到要滿(mǎn)足管片生產(chǎn)的實(shí)際需要，混凝土外加劑的合理選用十分重要，選用時(shí)既要考慮滿(mǎn)足各項(xiàng)工程的施工特點(diǎn)，又要兼顧技術(shù)及經(jīng)濟(jì)條件。本文通過(guò)對(duì)各種不同類(lèi)型的混凝土外加劑性能比較分析，說(shuō)明什么類(lèi)型的外加劑更適合用于管片制作。

一、 前言

地鐵管片作為地鐵區(qū)間隧道的主要組成部分，因其使用環(huán)境、用途的特殊性決定了制作管片的混凝土必須具備高強(qiáng)度、高抗?jié)B性。目前上海地區(qū)制作地鐵隧道管片一般都選用c55p10的半干硬性混凝土進(jìn)行生產(chǎn)，為保證混凝土的高性能，減少水泥用量，所以必須選用高效減水劑。而且根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，隧道管片制作多采用蒸養(yǎng)工藝，這是廠(chǎng)家提高生產(chǎn)效率，提高鋼模周轉(zhuǎn)率通常采用的方法。由于要采用蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝，因此混凝土外加劑必須滿(mǎn)足蒸養(yǎng)要求，蒸養(yǎng)混凝土與自然養(yǎng)護(hù)混凝土有所不同，必須根據(jù)蒸養(yǎng)工藝特點(diǎn)，選擇減水劑的品種，對(duì)那些引氣量較大或有一定緩凝作用的減水劑，在蒸養(yǎng)過(guò)程中適應(yīng)性差，如引氣量大的外加劑，由于空氣受熱膨脹為固體的100倍，使混凝土易發(fā)生腫脹，疏松現(xiàn)象，因此，蒸養(yǎng)構(gòu)件應(yīng)選擇好外加劑的品種。一般原則是，凡能提高混凝土初期結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的外加劑都較適應(yīng)蒸養(yǎng)混凝土。

同時(shí)廠(chǎng)家為了縮短生產(chǎn)周期，必須減少抹面時(shí)間以便能提早進(jìn)行蒸養(yǎng)，外加劑又必須具備早強(qiáng)作用。 綜上所述，對(duì)管片制作用混凝土外加劑的要求是能夠適應(yīng)蒸氣養(yǎng)護(hù)且具有早強(qiáng)的高效減水劑。

二、 不同高效減水劑性能特點(diǎn)的比較與分析

高效減水劑目前有兩大類(lèi)：一是合成型，單一組分的高效減速水劑：二是復(fù)合型多組分高效減水劑。單一組分高效減水劑又稱(chēng)超塑化劑，對(duì)水泥和混凝土的減水劑增強(qiáng)效果十分明顯，但往往難于滿(mǎn)足新拌混凝土的工作性及硬化混凝土特殊性能的多種要求，因此目前直接用于工程的數(shù)量較少，取而代之以復(fù)合高效減水劑。在管片生產(chǎn)制作中為滿(mǎn)足對(duì)混凝土的早強(qiáng)、引氣等要求，一般也選用復(fù)合型多組分高效減水劑。

國(guó)內(nèi)已有減水劑的產(chǎn)品性能對(duì)比如下： 高效減水劑的性能對(duì)比表說(shuō)明：聚次甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物簡(jiǎn)稱(chēng)萘系減水劑：磺化三聚氰胺甲醛縮合物亦稱(chēng)水溶性蜜胺樹(shù)脂系高效減水劑對(duì)新拌混凝土影響：

1. 不同減水劑對(duì)混凝土早期強(qiáng)度影響的比較： 從圖1中可以看出：在水灰比都為0.28的前提下，運(yùn)用萘系減水劑的混凝土在早期的抗壓強(qiáng)度是最高的，其次是蜜胺減水劑, 改性萘系減水劑強(qiáng)度相對(duì)較低。后期抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)也以運(yùn)用萘系減水劑的混凝土為佳。

2. 不同減水劑在蒸養(yǎng)條件下強(qiáng)度的變化： 從圖2中可以看出：在相同條件下，隨著養(yǎng)護(hù)溫度的提高，萘系減水劑混凝土的抗壓強(qiáng)度比磺酸蜜胺混凝土高，更適合于蒸養(yǎng)工藝。

3. 不同減水劑在不同摻量下對(duì)混凝土坍落度的影響： 從圖3中可以看出：不同高效減水劑對(duì)混凝土坍落度的影響有所不同，其中以甲基萘系造成的坍落度最大，其次是蜜胺樹(shù)脂系，而萘系對(duì)混凝土坍落度損失影響相對(duì)較小。同時(shí)，在相同配比，相同用水量的前提下，減水劑在不同的摻量比例下，對(duì)混凝土坍落度的影響幅度也有所不同。

4.不同減水劑對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響： 值得注意的是，甲基萘系和蜜胺樹(shù)脂減水劑若超摻，將會(huì)使混凝土嚴(yán)重緩凝，甚至長(zhǎng)時(shí)間不凝。氨基磺酸系減水劑也具有強(qiáng)烈的混凝性。因此，萘系減水劑混凝土的凝結(jié)時(shí)間更適合管片的生產(chǎn)。

5.不同減水劑經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析： 減水劑的經(jīng)濟(jì)性由減水劑價(jià)格、摻量及對(duì)混凝土的改性與節(jié)約水泥多少來(lái)決定，在混凝土的易性、強(qiáng)度和水泥用量不變的前提下，就由減水劑的價(jià)格和摻量所決定，從上表中我們不難看出：雖然在同樣的條件下，蜜胺樹(shù)脂系和萘系減水劑的減水效果相近，但因蜜胺樹(shù)脂系減水劑摻量大，所以每1m3增加費(fèi)用比萘系減水劑要高得多，故使用后者較為經(jīng)濟(jì)。 從以上分析可以看出，蜜胺樹(shù)脂系、萘系適合我們生產(chǎn)實(shí)際。因?yàn)槲覀冞x用的外加劑要求坍落度經(jīng)時(shí)損失小，引氣量要小，凝固時(shí)間要快，這樣才能滿(mǎn)足我們收水時(shí)間的要求，且其早期增強(qiáng)性較強(qiáng)。但從經(jīng)濟(jì)上考慮，蜜胺樹(shù)脂系使用成本較高，因此，僅從上述幾個(gè)角度分析比較，萘系減水劑在實(shí)際生產(chǎn)中較為理想。

但是，管片生產(chǎn)對(duì)外加劑功能的要求遠(yuǎn)不止于此。例如混凝土的耐久性問(wèn)題越來(lái)越受到重視，而混凝土中氯化物含量是影響混凝土耐久性的一個(gè)重要因素，因?yàn)槁然锸且痄摻钿P蝕的主要原因。

因此，在地下防水工程中，國(guó)家或地方已出臺(tái)了對(duì)外加劑成分中cl－含量作出了限制性的條文，要求含cl－很低的外加劑或不含有cl－ 的外加劑。

三、小結(jié) 未來(lái)管片生產(chǎn)對(duì)外加劑功能的要求將會(huì)越來(lái)越高。除了保證其高的減水率和早強(qiáng)外，同時(shí)具有消氣功能，具有因季節(jié)不同而變化的外加劑以及其它性能等等?？傊?，類(lèi)似于一種專(zhuān)業(yè)型外加劑必須將越來(lái)越受到廠(chǎng)家的歡迎。