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高效减水剂在箱梁混凝土中的应用

2010年4月April2010２１世纪建筑材料

21stCENTURYBUILDINGMATERIALS

第2卷第2期

Vol.2No.2

高效减水剂在箱梁混凝土中的应用

张广辉１

（１.４５００００

河南省河南省

郑州市濮阳市

杨伟荣２

河南卓越工程管理有限公司；濮阳市建设工程质量监督站）

２.４５７０００

［摘要］随着我国公路建设的高速发展，水泥混凝土工程建设规模也越来越大，混凝土强度等级和质量要求也越来越高，混凝土中也越来越多地使用“双掺技术”，即在混凝土中掺用化学外加剂与矿物掺合料来改善拌合物的工作性能，提高混凝土的物理力学性能和耐久性，保障工程质量，节约水泥，降低成本。

“双掺技术”是国际公认制备高性能混凝土的必备手段，外加剂与掺合料已是高性能混凝土不可缺少的重要部分。

实践证明，大跨度桥梁工程中的预应力梁、板和柱不使用外加剂就无法达到混凝土所要求的较高强度等级、质量和耐久性。

下面结合某高速公路特大桥工程实例简明说说高效减水剂在预制箱梁中的应用。

［关键词］混凝土；预制箱梁；减水剂；适应性检验；计量［中图分类号］Ｕ４１４；Ｕ４４８.34；ＴＵ５２８

［文献标志码］Ａ

［文章编号］１００３－１３２４（２０10）－０２－００62－０2

１前言

某高速公路特大桥采用装配式部分预应力混凝

均质性检测报告和掺该产品混凝土物理力学性能检验报告；

（３）地区级以上科研管理部门提供的新产品鉴定书或国家专利局或省专利机构提供的新产品专利证书；

（４）提供该产品的类似工程应用实例。

土连续箱梁，多箱单独预制，简支安装，现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。

箱梁低侧高１７２.6cm，高侧高１７７.4cm，底板宽１００cm，顶板宽２４０cm（外加梁顶板宽２８５cm）。

为了满足锚具布置的需要，箱梁端部在箱梁内侧方向加厚，中部腹板１８cm，端部腹板２８cm；底版中部厚１８cm，端部厚２５cm；顶板厚１８cm。

箱梁采用Ｃ５０混凝土，属于高强度混凝土，如果不使用外加剂，就很难配制和保证混凝土质量。

３高效减水剂的选用

（１）高效减水剂的适用范围。

由于不同的减水剂

有不同的适用范围，本箱梁为部分预应力混凝土连续箱梁，也属于高强度混凝土，要注意选取的高效减水剂的适用范围是否适合该箱梁混凝土要求，不属于该混凝土适用范围的高效减水剂不得使用。

（２）高效减水剂的选用原则。

应根据公路混凝土工程设计、施工工艺、使用的主要目的和质量控制目标，并不对混凝土耐久性及长期性能产生不利影响（不增加收缩，不降低长期强度），通过试验和经济技术比较确定。

该箱梁使用高效减水剂的主要目的是提高混凝土强度，改善混凝土的和易性，前期强度增长快，尽量加快模板周转速度。

本工程质量目标优良，争创精品工程，混凝土要保证内强外美，我们必须加强对高效减水剂的选用。

２高效减水剂使用技术要求

目前外加剂产品市场和应用领域比较混乱，外加

剂产品本身也良莠不齐，为了保障本工程混凝土结构的安全性和可靠性，我们优选几种高效减水剂的生产厂家，要求各高效减水剂供应商除提供足够的混凝土室内配合比、性能检验的试验样品及质量复验样品外，还应提供下述文件。

（１）该产品的质量说明书，说明产品的主要组成，出厂检验报告，推荐掺量范围等；

（２）国家规定具有正规资质的地区级以上质检单位或外加剂检验机构提供的产品质量等级证书，产品

收稿日期：

2010-01-２８

４高效减水剂适应性检验

第2卷第2期张广辉等：

高效减水剂在箱梁混凝土中的应用

63

各种公路混凝土工程使用的外加剂，必须首先进行外加剂与水泥适应性检验，不适应的外加剂不得使用。

不同的减水剂品种对水泥分散、减水、增强效果不同；即使对同一种减水剂而言，由于水泥的矿物组成、温度、细度、含碱量、石膏品种和掺量、掺合料品种和掺量等不同，减水剂的增强效果差别也很大。

减水剂与水泥的适应性分为化学性不适应和剂量不适应两类。

采用标准稠度的水泥浆即可定性检验减水剂与所用水泥的化学适应性，如果化学不适应的剂量不适应两类。

采用标准稠度的水泥浆即可定性检验减水剂与所用水泥和化学适应性，如果化学不适应的减水剂，不减水反而增水，显然不能使用。

减水剂与水泥的剂量不适应主要取决于如下因素：

水泥中的铝酸三钙含量高，碱含量偏高，细度偏细，拌和时水泥温度过高。

剂量不适应主要表现在相同掺量减水剂的减水率远低于或大于使用基准水泥检验得到的减水率，大于基准水泥检验的减水率有利于工程使用，但需要调整掺量或工作性。

如果要求的减水率较低，减水剂的减水率很高，则可减少减水剂掺量，否则水泥浆过稀，浆体会从集料中流失。

在远低于基准水泥的减水率时，则应视减水剂的饱和掺量的减水率是否满足工程使用要求，在小于等于饱和掺量能满足使用要求时，可将掺量加到饱和掺量来使用；在使用饱和掺量仍不能满足使用要求时，则必须更换减水剂或水泥品种。

５高效减水剂的计量与掺量

外加剂与掺合料掺量应以胶凝材料总量的百分

率表示，液体外加剂可以用每公斤胶凝材料掺入多少毫升液体外加剂原液（mL/kg）表示，各原材料搅拌时的计量精确度应符合下表１。

表１

原材料的计量精确度%

使用条件

水泥

细集粗集掺合料

料

水

外加剂

剂

混凝土不大于Ｃ２５每盘±２±２±３±２±２±２混凝土大于Ｃ２５每盘±１±２±２±１±１±１累计计量或连续计量１车微机控制搅拌楼

±１

±１

±２

±１

±１

±１

外加剂掺量应根据工地的施工要求和使用要求、当地原材料、施工气温和环境条件等因素，并参考厂家推荐掺量，选取最佳掺量。

最佳掺量为通过各项性能试验优选出的满足具体工程全部使用要求的掺量，

一般不大于该外加剂的饱和掺量。

饱和掺量为试验得到外加剂掺量与减水率实测曲线的峰值的掺量，详见《公路水泥混凝土路面滑膜施工技术规程》（ＪＴＪ／

Ｔ０３７.1）中的图５.1.7，如外加剂掺量大于饱和掺量，

会引发较多的副作用甚至有害使用。

最佳掺量既非厂家推荐掺量，也非饱和掺量。

最佳掺量是在厂家推荐掺量的范围内，按照本工程结构的具体要求，通过不同掺量的对比试验的得出的适合本工程施工环境、工艺、原材料、配合比和结构类型等条件的外加剂掺量，但条件改变时，最佳掺量应另行试验优选。

高效减水剂超量掺入会造成混凝土严重泌水，和易性差，这样的混凝土水泥浆会大量流失，导致密度不足而影响强度和耐久性；掺量过少，减水作用很小或没有，因工作性很差而影响强度和耐久性。

使用当中必须通过试配找到最佳含掺量，并按最佳掺量使用。

根据对多个厂家生产的高效减水剂试验、分析、比较，脂肪族类的聚羧酸盐类高效减水剂更适合本工程。

因为该箱梁腹板较薄，内有双层双向钢筋网和预应力波纹管，要求混凝土要有很好的和易性，通过不同掺量的对比试验，得到高效减水剂的最佳掺量为

１.1％，混凝土的坍落度为１４０～１６０mm，减水率为２５％。

此高效减水剂很好地增强了混凝土的和易性，

降低了施工难度，保证了混凝土的强度。

６掺高效减水剂的混凝土施工

选取得聚羧酸盐类高效减水剂时溶液类减水剂，

在使用前用搅拌设备进行搅拌，防止含有沉淀或分层离析，通过混凝土配合比计算得到每方用量为5.39公斤，每盘混凝土用量的３.23公斤，计量准确，和砂、碎石、水泥一起到搅拌楼进行搅拌，混凝土采用有计算机自动控制的强制式搅拌楼搅拌，保障混凝土搅拌

质量的均质性和稳定性。

在气温大于或等于２５℃的环境中使用高效减水剂，混凝土坍落度损失较快，由于在箱梁场设有搅拌站，混凝土运输时间很短，我们采取了每次罐车少装多运，尽量加快浇筑、振捣的方法，昼避免混凝土坍落度损失；如果混凝土坍落度损失过快，可以在浇筑现场二次加入高效减水剂，经快速搅拌后均匀出料，为了保证混凝土强度和色泽一致，我们严禁在浇筑现场加水。

７掺高效减水剂的混凝土养生

掺高效减水剂的箱梁混凝土应（下转第72页）

72

２１世纪建筑材料2010

（４）设置水锤消除装置④缓闭止回阀

有重锤式和蓄能式两种。

这种阀门可以根据需要在一定范围内对阀门关闭时间进行调整。

一般在停电后3～7s内阀门关闭70%～80%，剩余20%～30%的关闭时间则根据水泵和管路的情况调节，一般在10～

①调压室

调压室是一个钢制或钢筋混凝土的水箱，压力管道上的调压室有单向与双向调压室两种。

②气压罐

国内使用经验不多，在国外（英国）使用较广泛。

它利用气体体积与压力的特定定律工作。

随着管路中的压力变化气压罐向管道补水或吸收管路中的过高压力，其作用与双向调压塔类似。

30s范围。

可以利用计算机模拟最佳时间，并现场调

试确定。

值得注意的是，当管路中存在驼峰而发生弥合水锤时，缓闭止回阀的作用就十分有限。

参考文献

［1］戚盛豪，汪洪秀.城市给水［M］.北京:

中国建筑工业出版社，

③水锤消除器

水锤消除器能在无需阻止流体流动的情况下，有效地消除各类流体在传输系统可能产生的水外锤和浪涌发生的不规则水击波震荡，从而达到消除具有破坏性的冲击波，起到保护之目的。

80年代以前曾经广为采用。

它安装于止回阀附近，某些水锤消除器无自动复位功能，容易因误操作导致发生水锤。

1986.

［2］中华人民共和国建设部.室外给水设计规范［M］.北京：

中

国计划出版社，2006.

［3］同济大学.给水工程［M］.北京：

中国建筑工业出版社，1980.作者简介孟宪锋（1980-），男，主要从事水利工程规划、设计、研究等工作。

下文略。

（上接第63页）加强并尽早进行保温保湿养生，在拆完模板后，及时用透水土工布将箱梁全部覆盖，洒水湿润。

养生时间不少于一周。

掺高效减水剂的钢筋混凝土构件采用蒸养时，混凝土应具备必要的结构强度才能升温，蒸养工艺应通过试验确定。

范围内（１４０～１６０mm），大大降低了混凝土浇筑时的困难，混凝土的强度也都符合设计要求，混凝土的色泽也基本一致，是一次成功使用高效减水剂的实例。

参考文献

［１］张俊利.新型混凝土外加剂的选用［Ｍ］.北京：

中国建材工

业出版社，2003.

［２］蒋庆华.环境与建筑功能材料［Ｍ］.北京：

化学工业出版社，

８结语

在箱梁混凝土施工中，进过多次试验、试配和分

2007.

［３］刘加平.建筑物理［Ｍ］.北京：

中国建筑工业出版社，2006.作者简介张广辉（１９７４－），男，工程师，主要从事建筑工程技术与管理工作。

杨伟荣（１９７１－），男，工程师，主要从事建筑工程质量监督工作。

析、比较，我们掌握了掺高效减水剂真实的资料和效果，选取了适合该工程的高效减水剂，在实际施工时，保证了计量的准确和拌合物的充分搅拌，混凝土达到了我们理想的和易性，混凝土坍落度基本控制在设计

（上接第65页）度都比较低，但是其56d强度也能达到38.4MPa，由此可看出说增粘剂对混凝土的早期强度影响较大，但对混凝土强度的后期强度影响较小，基本可以满足设计要求。

（3）由于增粘剂对混凝土的缓凝作用，增粘剂对混凝土的早期强度较大影响，尤其HEC对混凝土早期强度和28d强度都有较大影响，其他增粘剂对混凝土后期强度影响不大。

参考文献

［1］冯乃谦.实用混凝土大全［M］.北京:

科学出版社，2001.［2］陈建奎.混凝土外加剂原理与应用（第二版）［M］.北京:

中国

计划出版社，2004.

［3］冯浩，朱清江.混凝土外加剂工程应用手册（第二版）［M］.

北京:

建筑工业出版社,2005.作者简介

略。

3结语

（1）掺增粘剂能明显改善新拌混凝土的性能，因为

增粘剂具有优良的保水性，能明显的降低混凝土的泌水率，能够很好地提高大流动度混凝土的抗离析能力。

（2）各种增粘剂对混凝土都有不同程度的缓凝作用，其中HEC的缓凝作用最强，一般缓凝大约24h，其他增粘剂的缓凝作用较弱。