公路工程水泥混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)研究

目前，我國(guó)公路水泥混凝土工程建設(shè)規(guī)模很大,外加劑的使用也非常廣泛。加入外加劑能改善水泥混凝土的性能,但同時(shí)由于外加劑的使用不當(dāng)而導(dǎo)致水泥混凝土路面及橋涵結(jié)構(gòu)的質(zhì)量事故屢有發(fā)生,影響了公路工程的建設(shè)質(zhì)量。有必要對(duì)公路工程中的常用外加劑進(jìn)行綜述。
　　1、外加劑的主要品種
　　作為水泥混凝土中的第五組分--水泥混凝土外加劑主要有減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑等幾種常用的外加劑.
　　2、適用范圍及性能指標(biāo)
　　2.1減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑在公路水泥混凝土工程中的適用范圍.
　　2.1.1減水劑：普通減水劑和高效減水劑一般不含氯鹽，因此適用于素混凝土、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土和構(gòu)件。
　　2.1.2引氣劑：公路水泥混凝土路面、路緣石、泄水槽等表面結(jié)構(gòu)應(yīng)使用引氣劑、引氣減水劑、引氣高效減水劑和引氣緩凝高效減水劑。引氣型外加劑適用于有抗冰凍、抗鹽凍、防滲、防泌水要求的混凝土與鋼筋混凝土；可用于有飾面要求的公路工程混凝土、有機(jī)制砂混凝土、高性能混凝土、貧混凝土、輕集料混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。
　　2.1.3緩凝劑：緩凝劑、高溫緩凝劑、緩凝減水劑、緩凝高效減水劑適用于以下混凝土：炎熱氣候條件下，需較長(zhǎng)時(shí)間停放、較長(zhǎng)距離運(yùn)輸或運(yùn)送，為減少和控制坍落度損失的混凝土；為環(huán)節(jié)水化熱溫度裂縫和減少溫控費(fèi)用的大體積混凝土；隧道襯砌、橋面鋪裝、碾壓混凝土、路面等薄壁混凝土。
　　2.1.4早強(qiáng)劑：早強(qiáng)劑、早強(qiáng)減水劑和早強(qiáng)高效減水劑適用于公路工程需要快速形成強(qiáng)度的快通混凝土結(jié)構(gòu)、蒸養(yǎng)混凝土構(gòu)件、最低溫度不低于-5°環(huán)境中施工的有早強(qiáng)要求的混凝土、鋼筋混凝土及需要提前張拉和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。
　　2.2性能指標(biāo)
　　由于實(shí)際工程中發(fā)現(xiàn)不少外加劑的合格品實(shí)際上是不合格品, 損害了公路水泥混凝土動(dòng)載結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量和長(zhǎng)期使用特性, 因此,《公路工程混凝土外加劑》(JT／T 523- 2004) 規(guī)定, 用于所有等級(jí)公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)工程的減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑質(zhì)量必須滿足《混凝土外加劑》(GB 8076 -1997) 一等品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。具體指標(biāo)見“《公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應(yīng)用技術(shù)指南》編制介紹”文章中表3。該文章中表3 還將高效減水劑的減水率由12% 提高到15% , 引氣型減水劑的減水率由10% 提高到12%。
　　3、減水劑施工應(yīng)用技術(shù)
　　3.1普通減水劑、高效減水劑在施工應(yīng)用之前應(yīng)檢驗(yàn)pH值、密度(或細(xì)度)、減水率,符合要求后才可使用，最佳摻量的確定,必須滿足工程環(huán)境條件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度、工作性、耐久性及經(jīng)濟(jì)性等性能要求,根據(jù)供貨商提供的推薦摻量,通過試配得到一個(gè)合理?yè)搅俊８咝p水劑摻量過大會(huì)造成水泥混凝土嚴(yán)重泌水、水泥漿大量流失,導(dǎo)致密實(shí)度不足從而影響強(qiáng)度。
　　3.2減水劑應(yīng)配制成均勻的溶液。外加劑沉淀的有害作用與外加劑摻量超大是相同的,每天應(yīng)清除溶液中未能溶解的固體沉淀物。根據(jù)工程的需要,普通減水劑和高效減水劑可與其他可混溶的外加劑復(fù)配使用。
　　3.3在高效減水劑中摻入與水泥相適應(yīng)的緩凝劑、高溫緩凝劑、保塑劑或緩凝型減水劑可減少熱天坍落度損失,用攪拌車或罐車運(yùn)輸水泥混凝土?xí)r,在澆筑現(xiàn)場(chǎng)可二次加入高效減水劑,經(jīng)快速攪拌均勻后出料,不得多加水,并快速完成澆筑、振搗、飾面等;使用緩凝型的高效減水劑。
　　3.4養(yǎng)生環(huán)節(jié)是保證水泥混凝土結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生開裂和微裂縫的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此,摻普通減水劑、高效減水劑的公路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu),應(yīng)加強(qiáng)并盡早進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)生。摻普通減水劑的水泥混凝土構(gòu)件不適宜用于蒸養(yǎng);摻緩凝型減水劑的水泥混凝土構(gòu)件必須保證靜停一段時(shí)間后,使水泥混凝土形成一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度才可蒸養(yǎng)。摻高效減水劑的水泥混凝土可用蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)。
　　4、引氣劑施工應(yīng)用技術(shù)
　　4.1引氣劑應(yīng)選用表面張力降低值大、水泥稀漿中起泡容量多而細(xì)密、泡沫穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)、不溶殘?jiān)俚漠a(chǎn)品。由于在水泥稀漿中的氣泡特性與水泥混凝土中的比較相近，所以搖泡試驗(yàn)宜在水泥稀漿中進(jìn)行。
　　4.2 使用引氣劑可以有效提高水泥混凝土的彎拉強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度,減少干縮和溫度收縮變形量,改善結(jié)構(gòu)抗裂性,也提高了水泥混凝土的抗?jié)B性。
　　4.3對(duì)于負(fù)溫水泥混凝土施工時(shí)改善早期抗凍性措施可以從2個(gè)方面來解決:一是加快早期水泥水化,使水泥混凝土盡快達(dá)到早期臨界強(qiáng)度,可使用早強(qiáng)劑、減水劑、防凍劑;二是摻入引氣劑,緩解凍脹所產(chǎn)生的壓力。據(jù)經(jīng)驗(yàn)來看,冬季日平均氣溫低于-5℃或極限最低氣溫低于-10℃地區(qū)施工的公路水泥混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件,宜摻用引氣劑或引氣型減水劑、引氣型高效減水劑、引氣型(早強(qiáng)、防凍)高效減水劑。 4.4 引氣劑、引氣型減水劑、引氣型高效減水劑可根據(jù)公路工程要求及環(huán)境氣溫與(高溫)緩凝劑、早強(qiáng)劑、防凍劑等復(fù)合使用,配制溶液時(shí),如產(chǎn)生絮凝或沉淀現(xiàn)象,不得混溶,應(yīng)分別配制溶液,并分別加入攪拌機(jī)內(nèi)。當(dāng)原材料、配合比、攪拌時(shí)間、運(yùn)輸距離、氣溫等條件變化時(shí),應(yīng)微調(diào)引氣劑、引氣型減水劑、引氣型高效減水劑和引氣緩凝型高效減水劑的摻量,保證水泥混凝土結(jié)構(gòu)含氣量基本不變化。
　　4.5新拌水泥混凝土的含氣量,應(yīng)在攪拌機(jī)口取樣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),并應(yīng)考慮在運(yùn)輸和振搗過程中的損失。
　　5、緩凝劑施工應(yīng)用技術(shù)
　　5.1熱天施工、連續(xù)澆筑、泵送等特殊機(jī)械工藝下的施工中必須使用緩凝型外加劑,在施工前應(yīng)檢驗(yàn)與所用水泥在該氣溫下的適應(yīng)性,優(yōu)選其適用品種。當(dāng)水泥品種、強(qiáng)度、等級(jí)、生產(chǎn)廠變動(dòng)或水泥混凝土性能出現(xiàn)變化時(shí),應(yīng)重新檢驗(yàn)緩凝劑對(duì)水泥的適應(yīng)性。
　　5.2緩凝型外加劑的最佳摻量應(yīng)根據(jù)施工要求的水泥混凝土凝結(jié)時(shí)間、氣溫、強(qiáng)度等通過試驗(yàn)確定。施工中,當(dāng)氣溫變化、運(yùn)距和運(yùn)輸時(shí)間變動(dòng)時(shí),可微調(diào)其摻量,應(yīng)始終保持拌和物具備良好的施工可操作性,并能達(dá)到密實(shí)度及外觀質(zhì)量要求。
　　5.3緩凝型外加劑應(yīng)以溶液與拌和水同時(shí)摻入拌和物中,粉劑應(yīng)提前1d在現(xiàn)場(chǎng)配好溶液,并使其充分溶解,攪拌均勻后使用。溶液中的緩凝型外加劑固體沉淀物,必須每天清除一次。嚴(yán)禁使用分層或沉淀的緩凝型外加劑溶液拌制水泥混凝土。外加劑溶液中水量應(yīng)從拌和加水量中扣除。
　　5.4摻緩凝型外加劑的水泥混凝土保持在塑性的時(shí)間較長(zhǎng),表面水蒸發(fā)時(shí)間較長(zhǎng),當(dāng)氣候炎熱及風(fēng)力較大時(shí),應(yīng)在觸干或變色時(shí)立即噴霧或噴灑養(yǎng)生劑保濕養(yǎng)生,并應(yīng)在終凝以后立即開始澆水養(yǎng)生。當(dāng)氣溫較低時(shí),在保濕養(yǎng)生的同時(shí),應(yīng)加強(qiáng)保溫養(yǎng)生,可覆蓋深色塑料薄膜和吸熱保溫材料。
　　6、早強(qiáng)劑施工應(yīng)用技術(shù)
　　6.1早強(qiáng)劑是一種專門解決工程中需要盡快或盡早獲得水泥混凝土強(qiáng)度問題的專用外加劑。早強(qiáng)劑、早強(qiáng)型減水劑和早強(qiáng)型高效減水劑適用于公路工程需要快速形成強(qiáng)度的快通水泥混凝土結(jié)構(gòu),蒸養(yǎng)水泥混凝土構(gòu)件,最低溫度不低于-5℃的低溫環(huán)境中施工的有早強(qiáng)要求的水泥混凝土、鋼筋混凝土及需要提前張拉和放張的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。炎熱環(huán)境條件下不宜使用早強(qiáng)型外加劑。
　　6.2摻加液態(tài)早強(qiáng)劑的水泥混凝土,攪拌時(shí)間宜適當(dāng)延長(zhǎng)。粉劑早強(qiáng)劑直接摻入公路工程水泥混凝土?xí)r,應(yīng)先與水泥、集料干拌均勻后,再加水,加水后的攪拌時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)30s。這是保證粉劑早強(qiáng)劑在水泥混凝土中均勻分布的措施。但對(duì)于某些本身是溶液或可全溶的早強(qiáng)劑,仍應(yīng)使用其溶液,溶液比干粉拌和的勻質(zhì)性及其使用效果均強(qiáng)得多。
　　6.3公路工程預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件使用早強(qiáng)劑時(shí),其張拉工藝應(yīng)按試驗(yàn)確定?？焱ㄋ嗷炷谅访娴拈_放交通時(shí)間,應(yīng)按達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%以上時(shí)的試驗(yàn)確定。也就是公路工程快通水泥混凝土結(jié)構(gòu)的開放交通時(shí)間,應(yīng)按與結(jié)構(gòu)相同養(yǎng)生條件下,摻早強(qiáng)劑水泥混凝土試件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上的試驗(yàn)確定。
　　本文通過對(duì)減水劑、引氣劑、緩凝劑和早強(qiáng)劑在施工中的應(yīng)用技術(shù)綜述,總結(jié)了在施工過程中的相關(guān)技術(shù)要求,以及由于外加劑的使用失誤而給公路工程帶來?yè)p失,為在施工過程中正確施加外加劑指明了方向。