超塑化剂在大体积混凝土施工的应用

　　摘要：介绍超塑化剂在大体积混凝土施工中的应用技术, 改善了混凝土的性能并收到良好施工效果, 为同类工程施工工艺提供典列, 供同行参考。

　　关键词：超塑化剂；高强缓凝

　　超塑化剂是近年来在建筑工程, 特别是高强、缓凝、泵送混凝土中广泛应用的外加剂, 由于其本身所具有的特点和性质, 使它在工程应用中体现出越来越多的优点, 以某工程大承台施工为例, 就超塑化剂在大体积混凝土中的应用进行一些分析、探讨。

　　1 工程概况

　　1.1 主体工程概况。某工程建筑面积70065m2, 主体南北向长113.48m, 东西向宽65.69m, 地上高度为105.85m, 地下2 层, 标高-9.3m, 结构形式为<650m、<600mm沉管灌筑桩, 钢筋混凝土承台; 地上30 层为框剪结构。XT 承台为工程主楼承台, 纵向64m, 横向41.4m, 承台厚度达3.25m, 浇筑混凝土量861m3, 混凝土强度设计等级C40、S8, 是典型的大体积混凝土构件。

　　1.2 XT 承台施工难点

　　1.2.1 施工期气温过高, 各种原材料入槽温度高。

　　1.2.2 混凝土浇筑量大, 施工缝交接困难。

　　1.2.3 单方水泥用量大, 产生水化热大, 给结构造成潜在危害。

　　1.2.4 混凝土表面积大, 混凝土养护及温控测量不便。

　　1.2.5 场地地下水位高, 混凝土防渗要求高, 施工难度大。

　　1.2.6 混凝土槽内浇筑, 承台又与桩头相联, 各种约束条件复杂。

　　1.2.7 塌落度大( 泵送) 造成混凝土收缩、除变破坏的危害性大。

　　2 超塑化剂的选用

　　2.1 材料的选择。分析XT 承台的施工难点, 必须从改善混凝土性能入手, 使混凝土性能满足施工要求, 才能达到施工目的。经分析比较, 选择了“结墙”牌CSP27 超塑化剂作混凝土外加剂, 结合“A 型混凝土抗裂防水膨胀A EA”, 对混凝土配合比进行调整试验, 其各项技术指标均达到施工与设计要求, 很好地解决了施工难题。

　　2.2 CSP- 7 超塑化剂对混凝土性能的影响

　　2.2.1 对混凝土水化热的影响。由于超塑化剂通过吸附包裹水泥粒子, 破坏正常的水泥物质水化反应速度, 将混凝土中相对集中、快速的水化反应分散, 使得水化热释放周期延长, 水化热峰值降低。

　　2.2.2 坍落度损失及缓凝作用的影响。由于超塑化剂延长水化反应时间, 使得混凝土水泥成份不能短期内全部进水化反应, 混凝土中胶凝成份数量少, 混凝土粘性增长慢, 同时降低水化反应耗水量, 混凝土中自由水分损失减慢, 混凝土坍落度损失减少, 混凝土缓凝得到良好改善。

　　2.2.3 对早期强度的影响。当水化作用达到混凝土缓凝、坍落度等要求后, 其吸附作用减退, 混凝土水化作用进入相对高峰期, 产生大量热量, 促使各种水化产物增多, 并填充混凝土空隙, 增加混凝土的密实程度, 形成一定的早期强度。

　　2.2.4 对混凝土后期强度的影响。由于后期水化作用逐渐放慢, 水化热产生及数量也随之放慢,已水化特点是占大量空间, 使得尚未反应的水泥组份与水难以起作用, 因而混凝土中存在部分尚未水化物质, 正是这些物质形成混凝土后期强度储备。

　　2.2.5 对水泥用量的影响。在混凝土拌合物中,由于减水剂各组分有效地使水泥组份进一步均匀扩散, 并使水化热作用得到有效控制, 使得用水减少, 从而有效地提高水泥物质水化后胶凝物质在混凝土中的作用, 减少由于施工用水过多而带来的水泥组份胶凝损失, 从而达到降低水泥用量的目的。

　　2.2.6 对混凝土抗渗作用机理。由于超塑化剂减缓混凝土水化作用, 从而使混凝土水化热膨胀得到有效控制, 材料热膨胀得到限制, 减少混凝土水脂作用后的收缩量, 有效避免了结构收缩的产生; 同时, 由于水化物形成胶凝质的填充作用, 使得混凝土孔隙减少, 密实度提高; 其三, 由于施工用水的减少, 使得混凝土中自由水存量减少, 相应也减少了自由水蒸发后混凝土中的水份空隙, 从而对混凝土抗渗效果起到积极的作用。

　　3 CSP- 7 超塑化剂的施工应用效果

　　3.1 试配调整后的混凝土配合比见表1～表3。

　　3.2 混凝土改良技术参数: a.施工实测塌落度及损失值;b.混凝土结实测值; c.混凝土强度实测值。

　　3.3 混凝土水化热控制: a. 水化热降低率计算( 以m3 为单位) 水泥水化热释放值取: 461kJ#kg 定额混凝土配合比水化热量532kg×461kJ#kg=245252kJ 调整后混凝土配合比水化热396kg×461kJ#kg=182556kJ 水化热降低率为25.6%。b.掺入CSP27 后混凝土水化热释放曲线图从图1 中可以看出, 水化热释放时间得到延缓, 峰值得到降低。c.混凝土浇捣后2～12d 实测温度。

　　3.4 坍落度与调整后高性能混凝土( HPC) 流动值的关系。从图2 可见, 随着坍落度的增加混凝土流动值增大。

　　4 施工应用体会

　　4.1 应用超塑化剂作用

　　4.1.1 混凝土和易性得到较好改善, 塌落度提高10～12cm, 为泵送混凝土施工创造良好的施工条件。

　　4.1.2 混凝土初凝时间延长2h, 终凝时间延长6～8h, 为混凝土构件浇筑及接缝提供了时间保证, 对提高混凝土构件的整体性、抗渗能力起到促进作用。

　　4.1.3 缓凝高强使混凝土早期强度提高, 一般3d 强度为60%～80%, 7d 强度为80%～92%, 实现早拆模, 从而提高了模板周转效益。

　　4.1.4 增加混凝土后期强度储备, 保证结构安全。

　　4.1.5 水化热释量降低, 避免了构件因此而造成的胀缩性破坏。

　　4.1.6 增强了混凝土内部的密实度, 提高混凝土的抗渗能力。

　　4.2 经济效益

　　4.2.1 由于采用CSP27 后改善了混凝土性能,减少了混凝土抗渗和养护材料费用, 提高了施工效益。

　　4.2.2 加快了模板及顶撑材料的施工周转, 降低了工程施工成本。

　　4.2.3 CSP27 使混凝土中水泥、水的用量分别减少为25.6%、16.5%, 提高经济效益。

　　结语：

　　通过CSP27 超塑化剂在工程ZT 承台中的施工实践总结出: 它对混凝土性能起改良作用, 提高混凝土的适用性, 克服了混凝土本身性能而造成的许多施工困难, 提高施工质量、效益, 降低施工成本, 值得推广应用。