超塑化劑在大體積混凝土施工的應(yīng)用

摘　要: 　介紹超塑化劑在大體積混凝土施工中的應(yīng)用技術(shù)、對(duì)改善混凝土的性能及收到良好施工效果, 為同類工程施工工藝提供典列, 供同行參考。
關(guān)鍵詞: 　超塑化劑; 　高強(qiáng); 　緩凝

    超塑化劑是近年來(lái)在建筑工程, 特別是高強(qiáng)、緩凝、泵送混凝土中廣泛應(yīng)用的外加劑, 由于其本身所具有的特點(diǎn)和性質(zhì), 使它在工程應(yīng)用中體現(xiàn)出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn), 以本人施工的某工程大承臺(tái)施工為例,就超塑化劑在大體積混凝土中的應(yīng)用進(jìn)行一些分析、探討。

1　工程概況

1. 1　主體工程概況
    某工程建筑面積70 065 m 2; 主體南北向長(zhǎng)113. 48 m , 東西向?qū)?5. 69 m; 地上高度為105. 85 m , 地下2 層, 標(biāo)高- 9. 3 m , 結(jié)構(gòu)形式為<650 m、<600 mm 沉管灌筑樁, 鋼筋混凝土承臺(tái); 地上30 層為框剪結(jié)構(gòu)。XT 承臺(tái)為工程主樓承臺(tái), 縱向64 m , 橫向41. 4m , 承臺(tái)厚度達(dá)3. 25m , 澆筑混凝土量861 m 3, 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)C40、S8, 是典型的大體積混凝土構(gòu)件。

1. 2　XT 承臺(tái)施工難點(diǎn)
(1) 施工期氣溫過(guò)高, 各種原材料入槽溫度高。
(2) 混凝土澆筑量大, 施工縫交接困難。
(3) 單方水泥用量大, 產(chǎn)生水化熱大, 給結(jié)構(gòu)造成潛在危害。
(4) 混凝土表面積大, 混凝土養(yǎng)護(hù)及溫控測(cè)量不便。
(5) 場(chǎng)地地下水位高, 混凝土防滲要求高, 施工難度大。
(6) 混凝土槽內(nèi)澆筑, 承臺(tái)又與樁頭相聯(lián), 各種約束條件復(fù)雜。
(7) 塌落度大(泵送) 造成混凝土收縮、除變破壞的危害性大。

2　超塑化劑的選用

2. 1　材料的選擇
    分析XT 承臺(tái)的施工難點(diǎn), 必須從改善混凝土性能入手, 使混凝土性能滿足施工要求, 才能達(dá)到施工目的。

    經(jīng)分析比較, 選擇了“結(jié)墻”牌CSP27 超塑化劑作混凝土外加劑, 結(jié)合“A 型混凝土抗裂防水膨脹A EA ”, 對(duì)混凝土配合比進(jìn)行調(diào)整試驗(yàn), 其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到施工與設(shè)計(jì)要求, 很好地解決了施工難題。

2. 2　CSP-7 超塑化劑對(duì)混凝土性能的影響
(1) 對(duì)混凝土水化熱的影響。由于超塑化劑通過(guò)吸附包裹水泥粒子, 破壞正常的水泥物質(zhì)水化反應(yīng)速度, 將混凝土中相對(duì)集中、快速的水化反應(yīng)分散,使得水化熱釋放周期延長(zhǎng), 水化熱峰值降低。

(2) 坍落度損失及緩凝作用的影響。由于超塑化劑延長(zhǎng)水化反應(yīng)時(shí)間, 使得混凝土水泥成份不能短期內(nèi)全部進(jìn)水化反應(yīng), 混凝土中膠凝成份數(shù)量少, 混凝土粘性增長(zhǎng)慢, 同時(shí)降低水化反應(yīng)耗水量, 混凝土中自由水分損失減慢, 混凝土坍落度損失減少, 混凝土緩凝得到良好改善。

(3) 對(duì)早期強(qiáng)度的影響。當(dāng)水化作用達(dá)到混凝土緩凝、坍落度等要求后, 其吸附作用減退, 混凝土水化作用進(jìn)入相對(duì)高峰期, 產(chǎn)生大量熱量, 促使各種水化產(chǎn)物增多, 并填充混凝土空隙, 增加混凝土的密實(shí)程度, 形成一定的早期強(qiáng)度。

(4) 對(duì)混凝土后期強(qiáng)度的影響。由于后期水化作用逐漸放慢, 水化熱產(chǎn)生及數(shù)量也隨之放慢, 已水化特點(diǎn)占大量空間, 使得尚未反應(yīng)的水泥組份與水難以起作用, 因而混凝土中存在部分尚未水化物質(zhì), 正是這些物質(zhì)形成混凝土后期強(qiáng)度儲(chǔ)備。

(5) 對(duì)水泥用量的影響。在混凝土拌合物中, 由于減水劑各組分有效地使水泥組份進(jìn)一步均勻擴(kuò)散, 并使水化熱作用得到有效控制, 使得用水減少,從而有效地提高水泥物質(zhì)水化后膠凝物質(zhì)在混凝土中的作用, 減少由于施工用水過(guò)多而帶來(lái)的水泥組份膠凝損失, 從而達(dá)到降低水泥用量的目的。

(6) 對(duì)混凝土抗?jié)B作用機(jī)理。由于超塑化劑減緩混凝土水化作用, 從而使混凝土水化熱膨脹得到有效控制, 材料熱膨脹得到限制, 減少混凝土水脂作用后的收縮量, 有效避免了結(jié)構(gòu)收縮的產(chǎn)生; 同時(shí), 由于水化物形成膠凝質(zhì)的填充作用, 使得混凝土孫隙減少, 密實(shí)度提高; 其三, 由于施工用水的減少, 使得混凝土中自由水存量減少, 相應(yīng)也減少了自由水蒸發(fā)后混凝土中的水份空隙, 從而對(duì)混凝土抗?jié)B效果起到積極的作用。

3　CSP-7 超塑化劑的施工應(yīng)用效果

(1) 試配調(diào)整后的混凝土配合比見(jiàn)表1～ 表3。

(2) 混凝土改良技術(shù)參數(shù)①施工實(shí)測(cè)塌落度及損失值; ②混凝土結(jié)實(shí)測(cè)值; ③混凝土強(qiáng)度實(shí)測(cè)值。
(3) 混凝土水化熱控制①水化熱降低率計(jì)算(以m 3 為單位)水泥水化熱釋放值取: 461 kJök g定額混凝土配合比水化熱量532 kg × 461 kJök g = 245 252 kJ調(diào)整后混凝土配合比水化熱396 kg × 461 kJök g = 182 556 kJ水化熱降低率為25. 6%
②摻入CSP27 后混凝土水化熱釋放曲線圖從圖1 中可以看出, 水化熱釋放時(shí)間得到延緩,峰值得到降低。③混凝土澆搗后2～ 12 d 實(shí)測(cè)溫度

(4) 坍落度與調(diào)整后高性能混凝土(HPC) 流動(dòng)值的關(guān)系
從圖2 可見(jiàn), 隨著坍落度的增加混凝土流動(dòng)值增大。

4　施工應(yīng)用體會(huì)

4. 1　應(yīng)用超塑化劑作用
(1) 混凝土和易性得到較好改善, 塌落度提高10～ 12 cm , 為泵送混凝土施工創(chuàng)造良好的施工條件。
(2) 混凝土初凝時(shí)間延長(zhǎng)2 h, 終凝時(shí)間延長(zhǎng)6～8 h, 為混凝土構(gòu)件澆筑及接縫提供了時(shí)間保證, 對(duì)提高混凝土構(gòu)件的整體性、抗?jié)B能力起到促進(jìn)作用。
(3) 緩凝高強(qiáng)使混凝土早期強(qiáng)度提高, 一般3 d強(qiáng)度為60%～ 80% , 7 d 強(qiáng)度為80%～ 92% , 實(shí)現(xiàn)早拆模, 從而提高了模板周轉(zhuǎn)效益。
(4) 增加混凝土后期強(qiáng)度儲(chǔ)備, 保證結(jié)構(gòu)安全。
(5) 水化熱釋量降低, 避免了構(gòu)件因此而造成的脹縮性破壞。
(6) 增強(qiáng)了混凝土內(nèi)部的密實(shí)度, 提高混凝土的抗?jié)B能力。

4. 2　經(jīng)濟(jì)效益
(1) 由于采用CSP27 后改善了混凝土性能, 減少了混凝土抗?jié)B和養(yǎng)護(hù)材料費(fèi)用, 提高了施工效益。
(2) 加快了模板及頂撐材料的施工周轉(zhuǎn), 降低了工程施工成本。
(3) CSP27 使混凝土中水泥、水的用量分別減少為25. 6%、16. 5% , 提高經(jīng)濟(jì)效益。

5　結(jié)　語(yǔ)

    通過(guò)CSP27 超塑化劑在工程ZT 承臺(tái)中的施工實(shí)踐, 認(rèn)為: 它對(duì)混凝土性能起改良作用, 提高混凝土的適用性, 克服了混凝土本身性能而造成的許多施工困難, 提高施工質(zhì)量、效益, 降低施工成本, 值得推廣應(yīng)用。