不同配比聚羧酸減水劑對 C50T 梁混凝土性能的影響

（科之杰新材料集團(tuán)（貴州）有限公司，貴州 龍里 551206）

0 前言

隨著外加劑技術(shù)逐漸成熟與混凝土行業(yè)的不斷發(fā)展，各種高性能、高強(qiáng)度的鋼筋混凝土澆筑形成的建筑物，以及在高溫、干燥、曝曬環(huán)境下使用的超大混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑、跨海大橋、超長隧道等的建造越來越多，使得混凝土施工難度增加，混凝土養(yǎng)護(hù)與維修成本增大。因此要求澆筑過程中混凝土有更好的流動性能，澆筑成型后表面光滑無孔洞產(chǎn)生，具有更好的耐候性與耐久性能。在高速公路混凝土中，混凝土澆筑工藝是施工過程中必要項目之一，其作用是得到均勻且具有外觀審美價值的混凝土，其中涉及到模板安裝與脫模劑涂刷及外加劑對混凝土的影響等各個環(huán)節(jié)[1]。對于 C50 T 梁澆筑混凝土，施工方對 T 梁的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及無蜂窩麻面等相關(guān)要求較高，基于混凝土澆筑施工方對混凝土結(jié)構(gòu)與質(zhì)量的需求，要求混凝土澆筑工藝中使用的聚羧酸減水劑具有高減水、高保坍及利于現(xiàn)場澆筑等功能。

2000 年以來，我國混凝土研究界逐漸認(rèn)識到聚羧酸系高性能減水劑這一高效的混凝土外加劑[2]。聚羧酸減水劑主要通過聚醚大單體與帶有不飽和雙鍵含親水基團(tuán)的丙烯酸及丙烯酸類衍生物反應(yīng)制得，其有著優(yōu)越減水率、超長保坍性能，及對水泥有良好的分散性，對混凝土施工性能及抗壓強(qiáng)度改善較為明顯[3]。但高含泥量、級配差、含粉量高的砂石以及現(xiàn)場施工監(jiān)管不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐苫炷翝仓^程中出現(xiàn)質(zhì)量波動，要求聚羧酸減水劑應(yīng)同時具有高減水、低敏感、高保坍和抗收縮等功能。

C50 T 梁預(yù)應(yīng)力混凝土通常采用吊裝施工，機(jī)械振搗輔助人工搗實，室內(nèi)坍落度不宜過大，要求具有較好的流動性與包裹性，能在機(jī)械振搗與人工振搗作用下均勻充實模板[5]。為了解決 C50 T 梁混凝土澆筑困難、損失過快、表面多孔等問題，國內(nèi)外都主要從澆筑工藝、脫模劑等方面進(jìn)行改善，但效果并不明顯。因此，本文通過對貴州某公司不同型號的減水母液、保坍母液、功能助劑進(jìn)行復(fù)配，并做 C50 T 梁混凝土試驗，研究不同配比聚羧酸減水劑對 C50 T 梁混凝土流動性、抗壓強(qiáng)度及外觀狀態(tài)的影響。

1 試驗

1.1 試驗原材料與儀器設(shè)備

本試驗所用原材料詳細(xì)信息如表 1 所示。本試驗所用主要儀器詳細(xì)信息如表 2 所示。

表1 試驗原材料

表2 主要儀器

1.2 試驗要求

根據(jù)貴州公路集團(tuán)有限公司赫章至六盤水高速項目第一標(biāo)段試驗室的技術(shù)要求，供應(yīng)商減水需符合以下條件：

（1）減水劑摻量：0.24%，水泥凈漿初始流動度210～220mm。

（2）減水劑摻量：1.80%，混凝土初始擴(kuò)展度≥560mm，混凝土經(jīng)時 2h 后擴(kuò)展度損失≤40mm。

（3）混凝土含氣量≤3.0%。

（4）混凝土表面無蜂窩麻面。

（5）28d 抗壓強(qiáng)度≥55MPa。

1.3 性能測試方法

（1）水泥凈漿流動度：根據(jù)表 3 配制得到不同配比的聚羧酸減水劑，其中水灰比為 0.29，摻量為0.24%。按照 GB/T 8077—2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》進(jìn)行對比測試。

（2）混凝土性能測試：參照 GB 8076—2008《混凝土外加劑》進(jìn)行 C50 T 梁混凝土性能試驗，減水劑摻量 1.80%，混凝土配比見表 4。

表3 聚羧酸減水劑與功能小料配比 k g

表4 混凝土試驗配合比 k g/m3

2 結(jié)果與分析

2.1 水泥凈漿測試

通過調(diào)整聚羧酸減水劑中減水母液、保坍母液、消泡劑及引氣劑用量，測試水泥凈漿流動度結(jié)果如表 5。

表5 水泥凈漿測試

由表 5 可知，減水劑 JS-1 水泥凈漿初始流動度最大，2h 后水泥凈漿硬化，流動性差，凈漿流動度損失最大，損失值為 70mm；JS-2 的水泥凈漿流動度損失37mm；JS-3 的水泥凈漿流動度損失較?。籎S-4 的水泥凈漿初始流動度最小，2h 水泥凈漿流動度增大 6mm。綜上結(jié)果可看出，減水劑 JS-3 與 JS-4 水泥凈漿流動度符合施工方技術(shù)要求。

2.2 混凝土性能測試

為進(jìn)一步比較 JS-3 與 JS-4 的混凝土性能，將表 3配制的減水劑溶液，進(jìn)行 C50 T 梁混凝土試驗，其混凝土配合比如表 4，其測試結(jié)果如表 6 所示。

表6 混凝土性能測試結(jié)果

由表 6 測試結(jié)果可知，摻 JS-3 減水劑的混凝土初始擴(kuò)展度為 565mm，經(jīng) 2h 后擴(kuò)展度損失 30mm。摻JS-4 減水劑的混凝土初始擴(kuò)展度為 545mm，經(jīng) 2h 后擴(kuò)展度增大 15mm，摻 JS-3、JS-4 的混凝凝土含氣量均小于 3.0%，初凝與終凝時間差異不大，28d 抗壓強(qiáng)度大于 63MPa，符合施工方技術(shù)要求。

2.3 C50T 梁混凝土表觀比較

為進(jìn)一步比較 JS-3 與 JS-4 在 C50 T 梁混凝土中性能的差異，將 JS-3 與 JS-4 進(jìn)行混凝土 C50 T 梁澆筑對比試驗，其 C50 T 梁混凝土成型狀態(tài)如圖 1 所示。

圖1 不同減水劑 C50T 梁混凝土試模表觀對比

從圖 1 可看出，摻減水劑 JS-3 的混凝土表面光滑均一，無明顯大氣孔；摻減水劑 JS-4 的混凝土表面較為粗糙，且表面出現(xiàn)肉眼可見的氣孔。結(jié)合兩種減水劑 C50 T 梁混凝土澆筑成型圖片可知，減水劑配方 JS-3中，減水母液與保坍母液的配比為 7:3、消泡劑用量為0.05%、引氣劑用量為 0.05% 時，混凝土各項指標(biāo)符合項目技術(shù)要求。JS-4 減水劑配方中保坍母液用量大，導(dǎo)致混凝土 2h 緩釋放大，消泡劑用量為 0.04%，同時引氣劑用量為 0.07%，綜合導(dǎo)致?lián)?JS-4 減水劑的混凝土表觀氣孔較多。

2.4 C50T 梁工程應(yīng)用

為了有效解決 C50 T 梁混凝土流動性差、表面多孔、成型制件差等問題，我司將 JS-3 聚羧酸減水劑送至貴州遵義中交第二公路工程局有限公司重遵 16 標(biāo)進(jìn)行 C50 T 梁澆筑成型，其現(xiàn)場施工應(yīng)用如圖 2 所示。

圖2 摻 JS-3 的 C50T 梁現(xiàn)場效果圖

從圖 2 可看出，該 C50 T 梁脫模成型后，表面光滑無孔，成型狀態(tài)較好。摻 JS-3 的減水劑已成功運用于貴州遵義中交第二公路工程局有限公司重遵 16 標(biāo)進(jìn)行C50 T 梁澆筑成型，且該施工單位使用我司減水劑后，反映效果良好。

2.5 C50T 梁混凝土澆筑質(zhì)量控制建議

對于 C50 T 梁混凝土澆筑質(zhì)量控制，建議混凝土澆筑時模板與混凝間隙越小越好，且混凝土應(yīng)密實地填入模板中，當(dāng)混凝土坍損過大、過快且混凝土流動性、保水性、粘聚性等發(fā)生變化時，應(yīng)及時有效地解決混凝土質(zhì)量問題；當(dāng)砂石材料波動變化大、級配差等情況出現(xiàn)時，應(yīng)及時聯(lián)系相應(yīng)外加劑廠家，及時有效地調(diào)整相應(yīng)外加劑配比；澆筑模板涂抹脫模劑應(yīng)當(dāng)均勻涂抹，以保證混凝土表面無蜂窩麻面；C50 T 梁混凝土成型后，應(yīng)進(jìn)行有效及時的保養(yǎng)與維護(hù)，切不可將成型好的預(yù)制件T 梁混凝土置于溫差大、曝曬和干燥的環(huán)境中。

3 結(jié)論

（1）由減水母液與保坍母液的配比為 7:3、消泡劑用量為 0.05%、引氣劑用量為 0.05% 配制的減水劑 JS-3對水泥的分散性能較好，既不會出現(xiàn)損失過快也不會出現(xiàn)緩釋放大離析的現(xiàn)象。

（2）從混凝土試驗結(jié)果可看出，摻 JS-3 減水劑的混凝土初始與經(jīng)時 2h 損失后，流動性均較好，抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)能夠更好的滿足施工要求。

（3）摻 JS-3 減水劑的 C50 T 梁混凝土成型脫模后混凝土表面光滑均勻，無明顯氣孔，用于 C50 T 梁混凝土實際施工，混凝土表觀光滑，無麻面。