試論超緩凝混凝土的配制與應(yīng)用

趙俊勇

[摘要]就初凝時(shí)間來看，在無特殊要求的情況下，混凝土初凝時(shí)間一般在lOh以內(nèi)，為滿足咬合樁施工需求，需對超緩凝混凝土進(jìn)行配制，其初凝時(shí)間在72h以上。在明確工程概況之后，本文提出超緩凝混凝土的配合比設(shè)計(jì)思路，確定試驗(yàn)用原材料，并對配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)行探究，確定緩凝劑具體用量，探尋原材料與混凝土質(zhì)量控制的有效方式，并通過工程實(shí)踐中應(yīng)用情況進(jìn)行驗(yàn)證，旨在令超緩凝混凝土各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)與要求，僅供相關(guān)人員參考。

[關(guān)鍵詞]超緩凝混凝土;配置;應(yīng)用

文章編號(hào)：2095 - 4085（ 2019） 04 - 0001 - 02

咬合樁施工對于超緩凝混凝土存在特殊化要求，縱觀咬合樁施工現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，后施工樁成孔過程中，需要將其兩側(cè)相鄰先施工樁的樁身混凝土進(jìn)行部分切割，以促進(jìn)樁咬合，進(jìn)而有效止水。該施工方式下對于樁身混凝土凝結(jié)時(shí)間提出較高要求，為促進(jìn)咬合樁施工的順利進(jìn)行，對超緩凝混凝土配制與應(yīng)用進(jìn)行探究，具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1工程概況及配合比設(shè)計(jì)思路

本文以某醫(yī)院改擴(kuò)建工程為例，該工程中主要包括基坑支護(hù)與土石方工程施工，鉆孔咬合樁施工則主要應(yīng)用于基坑支護(hù)施工中，該工程需要在白天進(jìn)行，并且超緩凝樁的切割次數(shù)達(dá)到兩次，受到成孔、機(jī)械等多項(xiàng)因素的影響，需要對初凝時(shí)間進(jìn)行科學(xué)延長。在本次工程施工中，要求超緩凝混凝土的初凝時(shí)間在72h以上，并能夠滿足C20水下灌注混凝土的性能與強(qiáng)度，在84h抗壓強(qiáng)度需在3MPa以內(nèi)。

在配合比設(shè)計(jì)過程中，需要對C20水下灌注混凝土形成一個(gè)正確的認(rèn)知，從其基準(zhǔn)配合比人手，通過緩凝劑增加的方式來對凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行延長，從而達(dá)到超緩凝的標(biāo)準(zhǔn)。

2試驗(yàn)用原材料與配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)

為確保超緩凝混凝土配制試驗(yàn)得以順利進(jìn)行，要科學(xué)選擇試驗(yàn)用原材料，保證其質(zhì)量與性能可靠。水泥主要選用P.0 42.5型普通硅酸鹽水泥，其28d抗壓強(qiáng)度不低于48MPa。所選用的摻合料為II級(jí)粉煤灰，除此之外還包含S95級(jí)的礦粉。試驗(yàn)所選用的砂主要為河砂，能夠滿足建筑施工要求，其來源為珠江人?？?，就顆粒級(jí)配情況來看，其級(jí)配優(yōu)良且穩(wěn)定，以水進(jìn)行清晰后，能夠達(dá)到潔凈狀態(tài)。試驗(yàn)用砂的細(xì)度模數(shù)為2.8，含泥量為0. 4%，其中氯離子含量為0. 002%。就石子選用情況來看，主要選用碎石，碎石規(guī)格在5mm以上，但不超出25mm，針片狀碎石含量為4%，其含泥量為0.2%。試驗(yàn)所選用的減水劑的性能較高.為聚羧酸減水劑，通過多種原材料的協(xié)調(diào)應(yīng)用，來為試驗(yàn)的順利進(jìn)行打下良好基礎(chǔ)。

在明確超緩凝混凝土設(shè)計(jì)具體指標(biāo)的基礎(chǔ)上，明確配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)的具體目標(biāo)，C20水下樁灌注要求來對超緩凝混凝土的性能進(jìn)行控制，令其保持優(yōu)良的和易性，并在出機(jī)狀態(tài)下令混凝土坍落度在200 -220mm之間，混凝土實(shí)際擴(kuò)展度不可低于450mm。以C25來對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定，令超緩凝混凝土28d的強(qiáng)度達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，若混凝土性質(zhì)為水下混凝土，則需令其等級(jí)有所提升。為更好的延長混凝土的初凝時(shí)間，令其在72h以上，并令抗壓強(qiáng)度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要科學(xué)選擇水泥品類，確保其初終凝時(shí)間都長于一般水泥。在配合比設(shè)計(jì)過程中，要將結(jié)合超緩凝混凝土實(shí)際性能來控制摻合料的具體用量，尤其是要精準(zhǔn)控制粉煤灰用量，并將緩凝劑適量摻入其中。實(shí)際試驗(yàn)過程中要結(jié)合實(shí)際需求科學(xué)選擇混凝土緩凝時(shí)間的延長方法，以達(dá)到良好的試驗(yàn)效果，確?；炷聊Y(jié)時(shí)間得到明顯延長。

以C25水下混凝土配制經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，對普通C20水下混凝土配合比相關(guān)參數(shù)加以確定，并開展初步試驗(yàn)。C20水下樁混凝土基準(zhǔn)配合比如表1所示，其中各項(xiàng)數(shù)據(jù)以kg/m3為單位。

通過試驗(yàn)研究可以發(fā)現(xiàn)，在此種配合比下，混凝土出機(jī)時(shí)能夠具有良好的和易性，坍落度與擴(kuò)展度也能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，檢測其28d抗壓強(qiáng)度可以發(fā)現(xiàn)，所得數(shù)據(jù)也能夠滿足設(shè)計(jì)與施工的指標(biāo)要求。

3超緩凝減水劑中緩凝劑用量確定

就該工程項(xiàng)目建設(shè)的現(xiàn)實(shí)情況來看，超緩凝混凝土樁主要應(yīng)用于地下，實(shí)際距離在Im～ 35m之間，超緩凝混凝土樁周圍為泥土。依據(jù)地質(zhì)勘查資料出發(fā)，對超緩凝混凝土樁的環(huán)境進(jìn)行分析，將其與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室環(huán)境進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，二者存在相似性。因此在實(shí)際試驗(yàn)過程中，可將超緩凝混凝土試件置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中，對試件進(jìn)行仔細(xì)觀察，全面把握不同時(shí)間下試件表面硬化程度。

通過研究可以發(fā)現(xiàn)，在超緩凝混凝土配制過程中，要高度重視混凝土凝結(jié)時(shí)間與后期強(qiáng)度恢復(fù)增長這兩項(xiàng)問題，實(shí)際操作過程中要發(fā)揮緩凝劑的應(yīng)用價(jià)值，通過產(chǎn)量控制增加來促進(jìn)水泥水化反應(yīng)延長，這是令混凝土凝結(jié)時(shí)間得以有效延長的一種有效方式。一般情況下，減水劑中包含緩凝劑，因此在全面把握混凝土生產(chǎn)整體情況的基礎(chǔ)上，科學(xué)控制緩凝劑與減水劑產(chǎn)量，并通過分別摻人的方式來將二者摻入到混凝土中，以滿足試配要求。待試配陳官后，依照標(biāo)準(zhǔn)摻入比例進(jìn)行生產(chǎn)，確保超緩凝減水劑生產(chǎn)得以規(guī)范化進(jìn)行?；炷猎嚺浼吧a(chǎn)過程中，緩凝劑產(chǎn)量的確定需找準(zhǔn)基準(zhǔn)，這就需要發(fā)揮水泥的應(yīng)用價(jià)值，令水泥的水化反應(yīng)得到明顯的延緩。試驗(yàn)過程中緩凝劑材料類型多樣，以糖類效果最佳。

通過對以往試配成功并應(yīng)用于工程中的超緩凝C25水下混凝土進(jìn)行研究，能夠獲得緩凝劑摻量相關(guān)數(shù)據(jù)，并依據(jù)以往試配經(jīng)驗(yàn)，開展緩凝劑摻量試驗(yàn)，并令試驗(yàn)范圍擴(kuò)大化，在不同緩凝劑摻量下，混凝土試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果也存在明顯不同。通過試驗(yàn)研究可以發(fā)現(xiàn)，緩凝劑摻量為0.28%時(shí)，混凝土28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，據(jù)此可對混凝土配合比加以明確，并科學(xué)控制超緩凝混凝土配制過程中緩凝劑實(shí)際摻量，確定其最佳比例，以確保超緩凝混凝土配制達(dá)到良好的效果。生產(chǎn)廠家依照超緩凝減水劑配方進(jìn)行生產(chǎn)，并經(jīng)過試拌驗(yàn)證后方將其投入使用，發(fā)現(xiàn)基于現(xiàn)用原材料進(jìn)行試拌的混凝土在各項(xiàng)指標(biāo)方面能夠達(dá)到要求。

4原材料質(zhì)量控制

在超緩凝混凝土配制過程中，原材料是一項(xiàng)關(guān)鍵因素，其質(zhì)量直接關(guān)系著超緩凝混凝土的凝結(jié)時(shí)間是否得以延長，因此必須要高度重視原材料質(zhì)量控制。就水泥來看，在超緩凝混凝土配制過程中，需科學(xué)選擇水泥品種及規(guī)格等，一旦確定后不可在配制過程中進(jìn)行隨意更換，否則會(huì)嚴(yán)重影響超緩凝混凝土的配制效果。在選定水泥之后，要對不同批次水泥進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測，來對其初凝時(shí)間與終凝時(shí)間加以精準(zhǔn)確定。若在實(shí)際配制過程中所選用的水泥批次不同，必須要在正式配制之前做好試拌驗(yàn)證工作，確保其滿足混凝土抗壓強(qiáng)度要求，堅(jiān)決不允許將未達(dá)標(biāo)的水泥應(yīng)用于超緩凝混凝土生產(chǎn)中。必要情況下對緩凝劑摻量加以合理調(diào)整，若條件允許可應(yīng)用水泥罐開展相關(guān)操作，以確保水泥質(zhì)量滿足超緩凝混凝土配制要求。在減水劑母液方面，要確保其廠家、型號(hào)與批次相同，以免對超緩凝混凝土實(shí)際配制效果產(chǎn)生影響。在緩凝劑方面，同樣要做好廠家、型號(hào)與批次控制，為滿足超緩凝混凝土配制需求，在條件允許的情況下建議一次性采購所需緩凝劑，此種方式下可令緩凝劑效果一致化，對于生產(chǎn)控制的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。待進(jìn)貨后及生產(chǎn)前對緩凝劑進(jìn)行試拌驗(yàn)證，以便加強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量控制。

5 混凝土質(zhì)量控制

在超緩凝混凝土配制過程中，若想要達(dá)到理想的質(zhì)量控制效果，必須要科學(xué)應(yīng)用超緩凝減水劑，并優(yōu)化控制生產(chǎn)過程，保證減水劑使用的規(guī)范性和科學(xué)性，確保滿足超緩凝混凝土配制需求，而堅(jiān)決不可隨意將其應(yīng)用于其他混凝土生產(chǎn)過程中。為確保超緩凝混凝土配制的規(guī)范化，要安排專門人員負(fù)責(zé)配合比輸入的精準(zhǔn)度核準(zhǔn)工作，確保數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)可靠，為超緩凝減水劑的使用價(jià)值發(fā)揮提供優(yōu)良條件。在生產(chǎn)過程中，需科學(xué)安排試件，以便隨時(shí)觀察超緩凝混凝土的生產(chǎn)效果。一般情況下，每根超緩凝混凝土樁預(yù)留三組試件，分別滿足混凝土終凝時(shí)間觀察、抗壓強(qiáng)度觀察等方面需求。超緩凝混凝土試件狀態(tài)的監(jiān)測，需要安排專門人員定時(shí)進(jìn)行觀察和監(jiān)測，時(shí)間間隔一般為3h，以試件表面為主要觀察點(diǎn)，全面把握其硬化程度，若72h之內(nèi)已達(dá)到硬化，則需適當(dāng)控制總膠凝材料中水泥比例，或者對超緩凝減水劑產(chǎn)量進(jìn)行適度增加，但不可影響混凝土實(shí)際工作性能，并且確保超緩凝混凝土強(qiáng)度可靠，通過此種方式來對混凝土初凝時(shí)間加以合理化延長，也可對超緩凝減水劑進(jìn)行適度加工，添加緩凝劑實(shí)際用量，以促進(jìn)其使用功能的發(fā)揮。當(dāng)觀察試件表面發(fā)現(xiàn)84h抗壓強(qiáng)度在3MPa以上時(shí)，同樣需要采取上述措施來進(jìn)行處理，以確保超緩凝混凝土配制達(dá)到理想的效果。若情況比較特殊，需積極與施工單位協(xié)調(diào)配合，調(diào)整切割時(shí)間，從而將配制損失控制在最小范圍內(nèi)。

超緩凝混凝土運(yùn)送與施工過程中，必須保證各項(xiàng)操作的規(guī)范性和可靠性，數(shù)據(jù)信息錄入必須精準(zhǔn)且真實(shí)，運(yùn)送不可出現(xiàn)錯(cuò)誤，車輛標(biāo)識(shí)牌需進(jìn)行仔細(xì)核對，并規(guī)范掛示。在施工現(xiàn)場對超緩凝混凝土進(jìn)行卸載之前，必須要將樁號(hào)與送貨單進(jìn)行對應(yīng)，要準(zhǔn)確區(qū)分普通裝與超緩凝樁，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行確認(rèn)。

6超緩凝混凝土在工程中的應(yīng)用情況

在該工程項(xiàng)目中，超緩凝混凝土的實(shí)際應(yīng)用量在9000立方以上，超緩凝C20水下混凝土灌注樁的應(yīng)用數(shù)量共計(jì)280根。通過調(diào)查并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn)，不同齡期強(qiáng)度下的混凝土均能夠滿足工程設(shè)計(jì)與施工要求，生產(chǎn)、運(yùn)輸以及施工各環(huán)節(jié)的控制都比較嚴(yán)格，施工質(zhì)量可靠，整個(gè)工程項(xiàng)目效益得以維護(hù)。

7結(jié)語

通過以上分析可知，為確保超緩凝混凝土達(dá)到良好的配制效果，要進(jìn)行科學(xué)試配，對緩凝劑產(chǎn)量加以合理控制，并對生產(chǎn)流程進(jìn)行密切跟蹤，全面把握混凝土狀態(tài)，對其終凝時(shí)間及抗壓強(qiáng)度進(jìn)行一個(gè)整體化的把握。若在實(shí)際配制過程中發(fā)現(xiàn)異常問題，必須及時(shí)對混凝土配合比進(jìn)行調(diào)整，必要情況下可對減水劑配方進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以確保超緩凝混凝土在性能上能夠達(dá)到工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和要求，以便加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。

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