VIVID聚羧酸超塑化劑在高速鐵路工程中的應(yīng)用
林忠斌 馮中軍 張德根 劉煒?lè)?nbsp; 俞明輝
(上海三瑞高分子材料有限公司,上海, 200237 )
【摘 要】 本文研究了VIVID聚羧酸超塑化劑在客運(yùn)專(zhuān)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?;炷恋母黜?xiàng)性能指標(biāo)均能滿足《客運(yùn)專(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)線超過(guò)7000公里,主要包括京滬、京廣、京哈、沈大、隴海等,列車(chē)時(shí)速將達(dá)到200至300公里。鐵路客運(yùn)專(zhuān)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(zhuān)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
聚羧酸類(lèi)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(lèi)超塑化劑不但符合《客運(yùn)專(zhuān)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(lèi)超塑化劑已經(jīng)作為客運(yùn)專(zhuān)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(kāi)發(fā)了VIVID系列三大類(lèi)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(zhuān)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(zhuān)線工程中的應(yīng)用
二、VIVID聚羧酸超塑化劑在鐵路客運(yùn)專(zhuān)線工程中的應(yīng)用
以客運(yùn)專(zhuān)線溫福段為例,研究了VIVID聚羧酸超塑化劑在客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土上的應(yīng)用性能。
2.1 原材料及分析
(1)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
“榕能”牌二級(jí)粉煤灰:長(zhǎng)樂(lè)榕能粉煤灰開(kāi)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
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
(2)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)
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)
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(zhuān)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)
2.3 試驗(yàn)方法
(1)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(lèi)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(200±20)mm范圍。
(2)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。
(3)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。
(4)混凝土坍落度及損失與試件的強(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
2.4試驗(yàn)結(jié)果及分析
(1)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
(2)VIVID聚羧酸超塑化劑在客運(yùn)專(zhuān)線混凝土中的性能表現(xiàn)及分析
l在客運(yùn)專(zhuān)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(zhuān)線高性能混凝土的性能指標(biāo),為今后客運(yùn)專(zhuān)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(zhuān)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(lèi)高效減水劑的合成及性能研究.化學(xué)建材,2003(4):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(6):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。
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原作者: 林忠斌 |
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