淺談高性能聚羧酸系減水劑在碾壓混凝土中的應(yīng)用

李瑩瑩　胡永成

摘? 要：目前萘系外加劑廣泛應(yīng)用于碾壓混凝土中，高性能羧酸類減水劑在碾壓混凝土中尚未應(yīng)用。為了發(fā)揮羧酸類減水劑在碾壓混凝土中的作用優(yōu)勢(shì)，本文分析了微顆粒含量、漿砂比PV值、碾壓遍數(shù)等影響因素對(duì)碾壓混凝土層間結(jié)合性能的影響，得出了各參數(shù)的相互關(guān)系?；诖?，解決了高性能羧酸類減水劑由于膠凝材料少，帶來骨料包裹性差、碾壓不密實(shí)等問題。實(shí)現(xiàn)了碾壓混凝土質(zhì)量可控，降低成本、提高碾壓混凝土層間結(jié)合的目的。

關(guān)鍵詞：碾壓混凝土;羧酸類減水劑;施工參數(shù);層間結(jié)合

中圖分類號(hào)：TU528??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）02-0000-00

0 引言

碾壓混凝土壩快速、經(jīng)濟(jì)、安全的優(yōu)越性能已經(jīng)在全世界壩工界獲得認(rèn)可并推廣。為打破目前國(guó)內(nèi)外碾壓混凝土采用萘系外加劑的模式，縮短工期，開啟高性能羧酸類減水劑在碾壓混凝土中的應(yīng)用先河。需掌握高性能聚羧酸類減水劑在碾壓混凝土中的快速筑壩技術(shù)，及施工現(xiàn)場(chǎng)VC值動(dòng)態(tài)控制、碾壓等施工環(huán)節(jié)等對(duì)層間結(jié)合質(zhì)量的影響。研究出高性能羧酸類減水劑在碾壓混凝土中應(yīng)用的施工配合比、碾壓施工參數(shù)及碾壓層面結(jié)合處理的經(jīng)驗(yàn)和方法，以便達(dá)到碾壓混凝土質(zhì)量可控的目的。

1 技術(shù)難點(diǎn)

當(dāng)前在碾壓混凝土中高性能羧酸類減水劑尚未應(yīng)用，因此無經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可參考，聚羧酸類等多種高分子減水劑，具有高減水率、高保包塑、高增強(qiáng)性能。碾壓混凝土由于用水量少、水膠比低，在使用高性能羧酸類減水劑時(shí)，帶來骨料包裹性差、碾壓時(shí)有不密實(shí)、抗?jié)B、抗凍性能不良等風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)還存在試驗(yàn)原材料與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工不符，高石粉含量的人工砂同外加劑適應(yīng)等問題。

2 創(chuàng)新點(diǎn)

通過對(duì)高性能羧酸類減水劑在碾壓混凝土中的應(yīng)用研究，確定出微顆粒含量的控制指標(biāo)、漿砂比PV值的控制指標(biāo)、施工參數(shù)、層面結(jié)合處理方法、變態(tài)混凝土等。達(dá)到降低混凝土單方成本，減少工程投入，縮短工期、碾壓混凝土質(zhì)量可控的目的。

3 主要研究?jī)?nèi)容

碾壓混凝土層間結(jié)合的影響因素：

（1）粉煤灰。水泥用量少、摻合料摻量大是碾壓混凝土的特點(diǎn)。其摻量占膠凝材料的50%～65%。摻合料能改進(jìn)碾壓混凝土拌和物性能，提高碾性及層間結(jié)合質(zhì)量，降低混凝土的絕熱溫升和溫度應(yīng)力，為碾壓混凝土快速筑壩、通倉(cāng)澆筑，加快施工進(jìn)度、簡(jiǎn)化施工工藝提供有力保證。在標(biāo)準(zhǔn)條件下，選擇摻量為50%、55%、60%、65%進(jìn)行試驗(yàn)，粉煤灰摻量隨著摻量增加而減少，當(dāng)摻量達(dá)到60%時(shí)，用水量增加偏大、凝結(jié)時(shí)間增長(zhǎng)過大、VC值增加較大、抗壓強(qiáng)度在摻量達(dá)到65%時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)?？紤]現(xiàn)場(chǎng)施工的可碾性、層間結(jié)合等施工性能等方面因素，選擇粉煤灰摻量為60%。

（2）用水量和VC值關(guān)系。在水膠比不變的情況下，隨著單位用水量的增加，膠凝材料用量增大，拌合物顆粒和周圍漿層厚度增大、游離漿體增多，使得混凝土拌合物的VC值隨單位用水量的增加而減少。

（3）石粉含量和PV值。石粉含量指的是人工砂中小于0.16mm的顆粒含量以及小于0.08mm的微顆粒的含量。人工砂中的石粉能夠替代部分摻合料起到包裹砂粒和空隙填充的作用。使碾壓混凝土漿砂體積比增加，不但提高混凝土強(qiáng)度，還改善施工層面的膠黏性能。因此石粉含量的高低是影響碾壓混凝土拌和物性能的重要因素。

PV值（即漿砂比）是碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)極為重要的參數(shù)。PV值是灰漿（水+膠凝材+0.08 mm微顆粒）的體積與砂漿體積的比值，一般不宜低于0.42。根據(jù)歷年國(guó)內(nèi)外碾壓混凝土筑壩經(jīng)驗(yàn)，人工砂的石粉含量控制在18%左右，漿砂比PV值不宜低于0.42?！端つ雺夯炷潦┕ひ?guī)范》DL/T5112中要求0.08 mm以下微顆粒含量≥5%。

選擇石粉含量為6%、10%、12%、14%、18%、22%、24%，PV值為0.42、0.44、0.46進(jìn)行試驗(yàn)，混凝土抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、VC值、含氣量隨著石粉含量的增加而減少，液化、泛漿情況隨著石粉含量的增加而變好。石粉含量為18%、22%，PV值為0.42時(shí)其碾壓混凝土液化、泛漿情況最好，其他性能趨于穩(wěn)定，無拐點(diǎn)。

（4）凝結(jié)時(shí)間。碾壓混凝土的初凝時(shí)間要求為大于層面鋪筑的間隔時(shí)間，其目的是保證攤鋪、碾壓、測(cè)試等工序，上層混凝土施工需在下層混凝土初凝之前完成。從而保證層面的塑性結(jié)合良好，防止形成滲水通道。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于氣候條件、拌制能力、運(yùn)輸問題及倉(cāng)面施工水平等因素的影響，超過碾壓混凝土初凝時(shí)間的情況經(jīng)常發(fā)生。為保證層面良好的結(jié)合，進(jìn)行碾壓混凝土凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)。根據(jù)碾壓混凝土施工規(guī)范要求，碾壓混凝土連續(xù)升層的允許間隙時(shí)間小于初凝時(shí)間1～2 h?？紤]不同工況，選擇氣溫為0C、5C、10C、15C、20C、25C、30C進(jìn)行試驗(yàn)，碾壓混凝土平均初凝時(shí)間為660 min。因此碾壓混凝土連續(xù)升層的允許間隙時(shí)間最大不超過9 h。

（5）施工參數(shù)。運(yùn)輸方式采用自卸汽車，平倉(cāng)方式采用平倉(cāng)機(jī)。為讓平倉(cāng)時(shí)厚度均勻，常在倉(cāng)面模上標(biāo)記倉(cāng)面高程及層厚刻度線。自卸汽車倉(cāng)面卸料時(shí)采用退鋪法兩點(diǎn)式或梅花形疊壓式卸料，首先卸1/3，移動(dòng)1m左右再卸2/3，兩點(diǎn)式或梅花形卸料可讓堆料高度減小，減少由自卸車卸料帶來的骨料分離、料堆底部骨料集中分散等的情況。選擇振動(dòng)碾控制速度為1.0 km/h、1.3 km/h、1.5 km/h;攤鋪厚度為25 cm、35 cm、45 cm;壓實(shí)厚度為25 cm、30 cm、35 cm進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)振動(dòng)碾控制速度為1.5 km/h、攤鋪厚度35cm、壓實(shí)厚度30cm時(shí)，壓實(shí)度滿足要求，且最經(jīng)濟(jì)。

（6）碾壓的遍數(shù)。根據(jù)不同層次分別采用無振2遍、無振2遍+有振2遍，無振2遍+有振4遍、無振2遍+有振6遍、無振2遍+有振6遍+有振2遍、無振2遍+有振8遍、無振2遍+有振8遍+有振2遍進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)碾壓遍數(shù)為無振2遍+有振6遍+有振2遍時(shí)可碾性、彈性、泛漿、光亮感均滿足工作性要求。

4 結(jié)論

高性能聚羧酸類減水劑的成功應(yīng)用打破了目前碾壓合混凝土采用萘系外加劑的模式，開啟高性能羧酸類減水劑在碾壓混凝土中的應(yīng)用先河。確定了碾壓混凝土的施工參數(shù)及碾壓層面結(jié)合處理的經(jīng)驗(yàn)和方法，每方碾壓混凝土節(jié)省膠凝材料（25-40）kg/m;確定微顆粒含量控制指標(biāo)、PV值、壓實(shí)厚度、碾壓遍數(shù)、變態(tài)加漿量、允許間隙時(shí)間等施工參數(shù)：得出碾壓混凝土的親和性、可碾性要求及加漿方法。為類似工程提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)碾壓混凝土質(zhì)量可控的目的。

參考文獻(xiàn)

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Talking About the Application of High-performance Polycarboxylate Water-reducing Agent in Roller Compacted Concrete

LI Yingying， HU Yongcheng

（1.China Water Resources and Hydropower Twelfth Engineering Bureau Co.， Ltd.，? Hangzhou? Zhejiang? 311600;

2.Jiande City Water Conservancy Service Center，? Hangzhou? Zhejiang? 311600）

Abstract： At present， naphthalene admixtures are widely used in roller compacted concrete， and high-performance carboxylic acid water reducers have not been used in roller compacted concrete. In order to give full play to the advantages of carboxylic acid water-reducing agents in RCC， this paper analyzes the influence of the microparticle content， the PV value of grout-sand ratio， and the number of rolling cycles on the bonding properties of RCC. The interrelationship of various parameters is described. Based on this， it solves the problems of poor aggregate encapsulation and uncompact compaction caused by high-performance carboxylic acid water-reducing agent due to less cementitious materials. The purpose of controlling the quality of roller compacted concrete， reducing costs， and improving the bonding between layers of roller compacted concrete is realized.

Keywords： Roller compacted concrete; Carboxylic acid water reducing agent; Construction parameters; Interlayer bonding