高性能混凝土外加劑在地下室混凝土中的應(yīng)用
陳玉彬① 姚 武② 邰德龍① 嚴(yán)永兵①
(江蘇揚(yáng)建集團(tuán)有限公司商品混凝土分公司 225001 ，② 江蘇博特新材料有限公司 224000)
摘要：
聚羧酸系外加劑是新型的高性能減水劑，利用高減水率、有效降低水泥用量和混凝土水化熱的性能配制大體積地下室混凝土，并在工程使用中取得良好的使用效果和經(jīng)濟(jì)效益。
引言
聚羧酸系高性能減水劑是目前國內(nèi)外前沿的一類高性能減水劑，其優(yōu)異的性能越來越被得到認(rèn)可，特別是最近幾年隨著國內(nèi)聚羧酸產(chǎn)品的開發(fā)與推廣，其在工程上的應(yīng)用也日趨頻繁。JM-PCA聚羧酸具有低摻量、高減水率、高強(qiáng)度增長率、良好的保塑性等優(yōu)點(diǎn)，配制的混凝土收縮率低，混凝土水化溫升平緩。
1，工程概況
由揚(yáng)州曙光電纜有限公司投產(chǎn)的電纜立塔工程，平面為矩形剪力墻筒體結(jié)構(gòu)，總高114.0m，建筑面積6828ｍ2。該工程位于江蘇省高郵市菱塘填，平面復(fù)雜，富有變化，立面高聳，屬非常規(guī)建筑。該建筑地下1層，地上16層，地下室長為27米，寬為25米，底板高2.5米，混凝土強(qiáng)度等級為C40P8。
2，設(shè)計(jì)思路
針對該工程地下室底板的厚度達(dá)到2.5米， C40混凝土的自防水要求可以滿足P8的抗?jié)B等級的要求，其主要問題是要防止混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生的水化熱造成混凝土內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生裂縫而影響混凝土質(zhì)量，因此在設(shè)計(jì)配合比時(shí)主要考慮混凝土收縮和防止水化熱過大的問題，而防止混凝土收縮一般的傳統(tǒng)做法采取補(bǔ)償收縮，也就是在混凝土中摻加膨脹劑，而在本工程中卻大膽的采用了低水膠比的方法，降低混凝土單位用水量，從而提高混凝土本身的密實(shí)度來減少收縮的。同時(shí)由于用水量的降低，單方混凝土的水泥用量也有所降低，從而使混凝土的內(nèi)部水化熱也有所降低。
3，原材料
（1）水泥：選用揚(yáng)州綠揚(yáng)P.O42.5，其物理化學(xué)性能指標(biāo)如表1所示。
表1 水泥物理性能指標(biāo)
?。?）骨料：石子選用5～31.5連續(xù)粒級潔凈碎石，含泥量控制在1％以下，砂選用細(xì)度模數(shù)在2.3以上的中砂，含泥量小于2％。
（3）粉煤灰：采用揚(yáng)州華維Ⅱ級灰，燒失量小于8％。改善混凝土的和易性及可泵性，降低混凝土的水化熱及減少混凝土的收縮。
?。?）外加劑：采用江蘇博特新材料有限公司的JM－PCA聚羧酸或JM-Ⅲ抗?jié)B抗裂增強(qiáng)劑。
4，技術(shù)難點(diǎn)及試驗(yàn)研究
4.1 技術(shù)難點(diǎn)
根據(jù)該工程的施工要求及原材料供應(yīng)緊張的特點(diǎn)，其技術(shù)難點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：
由于為減少混凝土收縮率，采用了低水膠比的設(shè)計(jì)思路，用水量少，因此混凝土拌合物狀態(tài)比較粘稠，不易泵送；
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由于原材料供應(yīng)緊張，采用的砂的細(xì)度模數(shù)一般在2.4左右，經(jīng)篩分后0.315mm以下的偏多，從而加劇了對外加劑的吸附，因此加大了混凝土坍落度的損失；
由于該工程中標(biāo)價(jià)低，因此要盡可能的降低成本。
4.2 試驗(yàn)研究
4.2.1外加劑的性能比較
表3 JM-PCA與JM-III勻質(zhì)性性能的比較
通過表3可以看出JM-PCA比JM-Ⅲ具有更好的凈漿流動度保持性、更大的減水率,為減少混凝土用水量、降低混凝土的水膠比、降低混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失提供了技術(shù)可能。
4.2.2混凝土性能的試驗(yàn)
根據(jù)工程中提出的一系列技術(shù)要求,經(jīng)過大量的混凝土試配,進(jìn)行篩選后按調(diào)配的配合比(表4)，混凝土拌合物試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)及抗?jié)B試驗(yàn)見（表5）。
表4 混凝土配合比
表5 混凝土性能及成本
從表4、表5試驗(yàn)數(shù)據(jù)看使用JM-PCA的混凝土拌和物有著很好的坍?dāng)U度，經(jīng)時(shí)損失也很小，有利于混凝土的運(yùn)輸和泵送，同時(shí)混凝土的早期強(qiáng)度也比較高，后期強(qiáng)度增長也同樣比較明顯，在抗?jié)B性能上與JM-Ⅲ差不多，滿足抗?jié)B設(shè)計(jì)要求，但使用JM－PCA的含氣量明顯比JM-Ⅲ低，因而混凝土?xí)懈玫闹旅苄?，減少混凝土的收縮率。在滿足施工設(shè)計(jì)要求時(shí)，成本上使用JM-PCA要比使用JM-Ⅲ更低，每方混凝土可節(jié)約成本25.58元，考慮到綜合情況，在地下室工程中使用了JM-PCA。
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5 工程應(yīng)用情況
?。?）混凝土內(nèi)溫度測試
預(yù)先埋入溫度探頭在大體積混凝土內(nèi)，沿承臺高度斷面包括底面、中心和上表面布置如圖1，具有代表性，能全面反映大體積混凝土內(nèi)各部位的溫度。測溫從混凝土澆筑后12h開始，升溫階段每2h測一次，降溫階段每4h測一次，7天后，每8h測一次。
圖1 測溫探頭預(yù)埋位置圖
（2）底板溫度測試情況分析
圖2 測溫點(diǎn)曲線圖
如圖2，混凝土逐日升降溫情況1～3天承臺中心最高溫度值在64℃左右，室外平均溫度3℃左右，內(nèi)外溫度差達(dá)61℃，大大超過規(guī)范要求溫差控制在25℃內(nèi)。在現(xiàn)場的保溫方式在混凝土表面覆蓋一層薄膜后覆蓋一層草袋再覆蓋一層薄膜，混凝土上表面溫度為40℃左右，承臺內(nèi)外溫差只有26℃，滿足規(guī)范要求。同時(shí)承臺底部溫度為46℃度左右，與承臺中心溫差在18℃，也滿足規(guī)范要求。15天后，承臺中心溫度已降至28℃左右，考慮到室外平均溫度達(dá)3℃左右，混凝土內(nèi)外溫差25℃左右，符合規(guī)定要求，覆蓋層可撤除，加強(qiáng)保濕措施養(yǎng)護(hù)混凝土。
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6.結(jié)論
（1）JM-PCA聚羧酸減水劑具有高減水率、低水化熱、高增強(qiáng)效果、低收縮，在揚(yáng)州高郵菱塘曙光電纜有限公司的電纜立塔工程中的應(yīng)用所體現(xiàn)的效果比較好。
?。?）在該工程中所澆筑的混凝土，通過檢測各項(xiàng)性能符合設(shè)計(jì)要求，該施工配合比方案具有用水量低、膠材用量少、和易性好、方便施工等特點(diǎn)，同時(shí)節(jié)約了成本，取得一定的經(jīng)濟(jì)收益。
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