混凝土缓凝剂范文

时间:2023-12-06 14:04:53

混凝土缓凝剂

混凝土缓凝剂篇1

关键词: 高效减水剂; 缓凝剂;坍落度损失

中图分类号:TU528.042.2

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2011)06-0177-02

1前言

目前单一外加剂品种国内外相差不是很大,而我国在复合外加剂及其应用技术还停留在90年代以前的水平。目前混凝土外加剂发展的方向是高效能、多功能复合外加剂。只有复合化才能具有高效能、多功能,并且促进新型混凝土和新的施工工艺的发展。大量试验资料及工程实践表明,减水剂与其他外加剂进行复合,是减水应用技术发展的又一趋势。单一品种的外加剂,无论是有机的还是无机的,都难以满足工程的需要。

2 外加剂复合的原理和设计思路

2.1减水作用机理

当代混凝土工业普遍使用的超塑化剂绝大部分是萘磺酸盐甲醛缩合物\磺化三聚氰胺甲醛树脂\脂肪族、氨基磺酸盐, 其作用机理主要为分子之间存在静电斥力。聚羧酸类由于在商品混凝土运用不是很广泛,这里不做阐述。

在新拌混凝土中,加入减水剂后,减水剂的憎水基团定向吸引于水泥质点表面,亲水基团指向水溶液,组成了单分子或多分子吸附膜。由于表面活性剂分子的定向吸附,使水泥质点表面带有相同符号的电荷,于是在电性斥力的作用下, 不但使水泥- 水体系处于相对稳定的悬浮状态(双电层ζ- 电位提高),并使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体,使絮凝状凝聚体内的游离水释放出来,从而达到减水的目的[2]。

2.2外加剂复合原理

减水作用机理研究表明,通过三种作用可以减少水泥混凝土的用水量,或保持相同的水灰比,增加其流动性,即:

a.分散作用;

b.初期水化抑制;

c.引气作用。

水泥混凝土混合物中,水以三种形式存在,即化学结合水、吸附水和游离水。水泥完全水化,只需要水灰比0.22左右。但是,为了满足新拌混凝土工作性能的要求,实际用水量比理论用水量要大的多。这样就在损失强度的前提下满足混合物工作性要求,因此不掺外加剂的普通混凝土的水泥利用系数较低。

结合水参与了化学反应, 使水泥水化硬化,因而具有强度;游离水使混合物具有工作性,满足施工工艺要求;而吸附水(包括水泥凝聚结构中所封住的水) 影响水泥石与集料间粘结力, 降低混凝土强度和耐久性。

掺分散作用的外加剂,如高效减水剂,能使水泥浆分散,破坏了水泥浆中凝聚结构,使吸附水减少,游离水增多,因而大大提高了水泥浆的流动性,或者保持相同流动性时减少用水量。

掺缓凝剂,由于对初期水泥水化的抑制作用减少了结合水量,相对增加了游离水量,因而也具有减水作用。

引气剂使混凝土混合物引入大量微气泡,在粒子之间产生滚动和浮托作用,使水泥浆分散,同样具有减水作用。

这三种减水作用机理不同。通过复合,使不同减水作用“叠加”可以进一步提高减水效果。

2.3复合外加剂的设计思路

混凝土搅拌站使用的液体外加剂,大多是经过复合有一定比例的其它材料: 如分散、保塑、缓凝、促凝、早强、增强、密实、抗渗、引气、防冻、防锈蚀等成份内容。随着掺入的材料品种性能不同,复合出的外加剂产品的性能也随之不同;复合材料掺用量的比例不同,复合外剂的性能指标也随之不同。关键就在于复合材料品种的选择和所掺用量比例的多少。复合得当,其作用是单一作用的叠加,或者超过单一作用的总和。因此,在复合设计时,一定要根据所掌握的材料性能,进行复合并进行对比试验。首先本试验用7种缓凝剂与奈系减水剂复合进行水泥净浆流动度试验,每种缓凝剂用3种不同参量进行试验对比;通过以上试验优选出2种缓凝剂AU和CR。并进行混凝土性能(坍落度经时损失和混凝土抗压强度) 对比试验。

3原材料及试验方法

3.1原材料

试验采用P・O 42.5巢湖水泥,淮南平圩电厂Ⅱ灰,合肥某建材厂S90矿粉。混凝土试验采用中砂,5 mm~20 mm碎石;外加剂采用萘系高效减水剂NF和缓凝剂,其掺量均以占水泥重量的百分率( % ) 表示;试验用水为自来水。

3.2试验方法

3.2.1水泥净浆流动度试验

采用中华人民共和国国家标准GB /T 8077 - 2000 混凝土外加剂匀质性试验方法。

3.2.2配合比设计及物理力学性能试验本试验按照《普通混凝土配合比设计规程》( JGJ 55- 2000) ,《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB /T50080 - 2002) 进行。

4试验及结果

4.1 AU和CR性能的比较

保持相同掺量情况下,比较了两种缓凝剂( AU和CR)对水泥流动度的影响。试验结果如表1。

可以看出,AU与CR相比,在相同掺量的情况下,初始流动度基本相同,但前者的经时损失小。并可以看出两者掺量在0.05%时,经时损失明显小于掺量为0.1%时。进一步的试验( 如表2 ) 表明,将AU和CR与萘系以一定比例复合参加,也能收到较好的减水效果,需进一步进行混凝土试验。

4.2混凝土试验

混凝土采用机械搅拌,室温下(约20 ℃) 养护测定坍落度经时损失。混凝土配合比如表3所示。混凝土坍落度经时损失和抗压强度如表4所示。单独使用FDN,虽然初始坍落度较高,但其经时损失迅速,说明FDN与水泥适应性较差;复合使用NF和AU,初始坍落度略大于单独使用AU,其一小时经时损失也比单独使用NF 的小;复合使用NF和AU+ CR,初始坍落度与复合使用NF和AU时相同,其一小时经时损失也小于复合使用NF和AU。这一试验结果与前述水泥净浆试验结果完全吻合。说明复合使用NF+ AU+ CR,可以提高减水剂与水泥的适应性,有效地控制大流动性混凝土的坍落度经时损失。表5 所示标准立方体试件抗压强度结果表明: 复合使用NF + AU+ CR,对混凝土早期强度及后期强度影响不大。

5结语

本文研究结果表明:

a.复合高效减水剂中缓凝成份应控制在0.05%左右,随着温度的变化可适当调整缓凝成份;当缓凝成份达到0.1%时,坍落度损失明显增大。

b.复合使用高效减水剂与缓凝剂,能有效控制大流动性混凝土坍落度经时损失,提高减水剂与水泥的适应性,并使混凝土有较好的工作性。

c.从表5中可以看出, 使用复合高效减水剂对混凝土的早期强度和后期强度影响不大。

参考文献:

[1]蔡安兰等.助磨剂对普通硅酸盐水泥性能的影响及作用机理.南京化工大学学报,Vol. 23, No. 1,2001. 1.

混凝土缓凝剂篇2

关键词:混凝土;外加剂;用途

Concrete admixtures and its use analysis

Ai ni wa er・Wu bu li

(Xinjiang Yuepuhuxian pipe terminus, Xinjiang Yuepu 844400)

Abstract: The incorporation of less than 5% by weight of cement (except special cases doped) with the system in the process of concrete, the concrete can be changed as desired and the nature of the material, known concrete admixtures. Existing research results show that the rational use of concrete admixtures not only help improve the quality of concrete projects and help improve the economic efficiency of concrete projects. Example entry: Add cold areas in the concrete caused agents, antifreeze can greatly extend the life of concrete projects, reduce maintenance costs. Application superplasticizer reduce the amount of cement; reduce the amount of cement admixtures not only able to compensate for the increased use of cost, and usually also to have a surplus.

Keywords: concrete; admixture; Use

1.混凝土的外加剂的分类:

混凝土外加剂的分类很多,国家标准(GB80-87“混凝土外加剂分类,命名定义”中根据混泥土外加剂的主要功能将其分为四大类:

(1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂,包括各种减水剂,包括各种减水剂,引气剂和泵送剂。

(2)调节混凝土混结时间,硬化性能的外剂,包括缓混剂,早强剂和速混剂等。

(3)改善混凝土耐久性的外加剂包括引气剂,防水剂,和阻锈剂等。

(4)改善混凝土其他性能的外加剂包括引气剂,膨胀剂,防冻剂,着色剂,防水剂和泵送剂等。

2.混凝土外加剂的用途

2.1改善混凝土施工性能

(1)提高混凝土流动性:

改善混凝土的和局性,提高混凝土的流动性能,可保证钢筋密集部位和困难断面的混凝土质量。也可用来改善浇筑条件,减轻繁重的混凝土施工作业,减少噪声,减少能源和机具消耗。

(2)延缓混凝土的凝结:

掺加外加剂可延长夏季混凝土可浇筑时间,提高混凝土施工质量。通过调节混结速度,有利于滑膜施工,对于大型连续施工的混凝土,可避免形成冷锋;较长时间内延长混凝土的混结,可减少基础和老混凝土对新浇筑混凝土的约束,减少或避免形成温度应力裂缝;也可以在连续浇筑的混凝土中掺加超缓凝剂,第2天继续混凝土施工,避免夜间作业。

(3)增加混凝土拌合物抗水洗能力,减少离析:

掺加特殊水下混凝土外加剂,可增加混凝土拌合物黏聚性能,增加混凝土抗水洗能力,保持混凝土拌合物在水中不分散,不离析,这种外加剂能提高水下混凝土的施工质量,即使直接在水中浇筑混凝士,强度仍可符合要求,即简化水下混凝土施工,又可浇筑小断面和薄板水下混凝土。

(4)改善混凝土泵送性能:

要使混凝土具有良好的泵送性能,混凝土拌合物需具有适宜的流动性和稳定性,即混凝土的流动性能符合泵送要求且混凝土在泵送过程中不离析,不必水,在管道内流动能形成良好的滑润层,摩擦阻力小。符合多种外加剂可满足上述要求。对于水泥用量小的泵送混凝土则需要掺加增稠剂。

(5)减少混凝土坍落度损失

浇筑大流动度混凝土,泵送混凝土或商品混凝土,往往因混凝土拌合物坍落度损失快而影响混凝土施工或质量。在这种情况下,可应用某些能延缓混凝土流动性能损失的外加剂。这类外加剂有两种,即缓凝性和非缓凝性的减少坍落度损失的高效减水剂。

1.2增加混凝土早龄期强度

(1)提高混凝土负温下强度增长,避免早期受冻。混凝土内水分在负温下转化成冰晶,体积增大约9%,同时在负温下水化极慢或不能继续水化,使混凝土强度和耐久性能受到影响,掺加外加剂可加速水泥水化,提高早期强度,避免冻害,或使混凝土在一定负温下能继续水化,从而简化寒冷季节混凝土施工步骤,减少施工费用;

(2)提高混凝土早龄期强度,可提前拆除模板及预制场地周转;或提前放松预应力,提高预制构件产量;或加快混凝土工程进度。

1.3提高混凝土强度等级

高效减水剂(超塑化剂)之所以受到人们高度重视是由于它能大幅度增加混凝土和易性,或大量减少混凝土拌合用水量。作为超塑化剂,它可以伴制流动混凝土(超塑化剂混土),用作高效减水剂,可以把水灰比降低到0.25甚至更低,很容易制造高强度混凝土。掺加高效减水剂或者掺加高效减水剂与硅灰,可以制造抗压强度为100Mpa的超高混凝土。高强度混凝土具有高强度和高早龄期强度,高耐久性,可减少混凝土构件截面,减少混凝土用量,减轻混凝土构件自重,具有良好的技术经济效益,有很好的应用前景。

1.4制造高性能混凝土

混凝土性能通常使用强度表示的,可以预期强度越高混凝土有较好的性能,但是工程经验证明,绝大多数桥梁,道路,海港建筑物和污水工程的损坏,不是强度不够,而是混凝土耐久性有问题。由于修复损坏的混凝土建筑物的费用昂贵,现在一开始考虑应用使用年限较长的混凝土结构,例如对使用年限的要求不再是30~50年而是100年,这意味着要用耐久性而不是强度来选择混凝土和它的施工技术。耐久的混凝土必须能抵抗风化作用,化学侵蚀,磨耗和其他破坏过程,这表示混凝土不仅要有高强度,而且应具有高刚度,体积变化小,实际上不锈水,氯离子难以渗透,高弹性模量,收缩徐变小,热应变小等性能。

1.5增加混凝土耐久性

(1)提高混凝土抗冻性

掺加引气剂或引起减水剂可大大提高混凝土的抗冻性,延长寒冷地区混凝土建筑物的使用年限;另外,掺加引气剂还可减少混凝土泌水,避免或减少混凝土顶面疏松,提高混凝土的均质性。

1)提高混凝土抗渗性

掺加某些外加剂(例如防水剂,引气剂,膨胀剂等)可增加混凝土的抗渗性,提高混凝土抗风化能力,耐腐蚀性能,并可用来提高混凝土的结构的防水性能。

2)提高混凝土中钢筋防锈蚀性能

掺加阻锈剂可阻止或延缓混凝土中钢筋的锈蚀,从而延长钢筋混凝土结构的使用年限。

3)抑制混凝土碱――骨料反应

实验报道,可溶性锂盐,钡盐和某些引气剂,减水剂和缓凝剂均具有减少膨胀的可能,试验表明,与纳盐高效减水剂比较,钙盐高效减水剂可达大降低混凝土的膨胀。

4)建造整体性混凝土建筑物

掺加缓凝剂或超缓凝剂,可以调节混凝土的凝结速度,减少约束,避免形成温度裂缝。掺加膨胀剂,可制造微膨胀或补偿收缩混凝土,避免混凝土开裂,也可用来建造无裂缝整体性混凝土建筑物。另外,膨胀剂在分段浇筑中,可用于闭合段混凝土中,避免形成裂缝。

5)减少混凝土水化热

因水化热使混凝土温度升高,容易因温度变化产生裂缝。掺加水化热减低剂,缓凝剂或掺加缓凝减水剂同时掺加粉煤灰等措施可减少水泥用量,降低混凝土水化热,降低混凝土最高温度,推迟温峰出现时间,是减少混凝土温度裂缝的措施之一。

6)改善混凝土的其他性能

最后,通过掺加外加剂还可以增加混凝土的抗冲击性能与耐磨性能,增加新老混凝土之间的黏结以及增加混凝土与钢筋之间的黏结。

1.6节约水泥和能源

混凝土缓凝剂篇3

【关键词】水泥混凝土;减水剂;引气剂;缓凝剂;早强剂

目前,我国公路水泥混凝土工程建设规模很大,外加剂的使用也非常广泛。加入外加剂能改善水泥混凝土的性能,但同时由于外加剂的使用不当而导致水泥混凝土路面及桥涵结构的质量事故屡有发生,影响了公路工程的建设质量。有必要对公路工程中的常用外加剂进行综述。

1.外加剂的主要品种

作为水泥混凝土中的第五组分――水泥混凝土外加剂主要有减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂等几种常用的外加剂。

2.适用范围及性能指标

减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂在公路水泥混凝土工程中的适用范围。

3.减水剂施工应用技术

(1)普通减水剂、高效减水剂在施工应用之前应检验pH值、密度(或细度)、减水率,符合要求后才可使用,最佳掺量的确定,必须满足工程环境条件的设计强度、工作性、耐久性及经济性等性能要求,根据供货商提供的推荐掺量,通过试配得到一个合理掺量。高效减水剂掺量过大会造成水泥混凝土严重泌水、水泥浆大量流失,导致密实度不足从而影响强度。

(2)减水剂应配制成均匀的溶液。外加剂沉淀的有害作用与外加剂掺量超大是相同的,每天应清除溶液中未能溶解的固体沉淀物。根据工程的需要,普通减水剂和高效减水剂可与 其他可混溶的外加剂复配使用。

(3)在高效减水剂中掺入与水泥相适应的缓凝剂、高温缓凝剂、保塑剂或缓凝型减水剂可减少热天坍落度损失,用搅拌车或罐车运输水泥混凝土时,在浇筑现场可二次加入高效减水剂,经快速搅拌均匀后出料,不得多加水,并快速完成浇筑、振捣、饰面等;使用缓凝型的高效减水剂。

(4)养生环节是保证水泥混凝土结构不产生开裂和微裂缝的关键环节,因此,掺普通减水剂、高效减水剂的公路工程水泥混凝土结构,应加强并尽早进行保温保湿养生。掺普通减水剂的水泥混凝土构件不适宜用于蒸养;掺缓凝型减水剂的水泥混凝土构件必须保证静停一段时间后,使水泥混凝土形成一定的结构强度才可蒸养。掺高效减水剂的水泥混凝土可用蒸养养护。

4.引气剂施工应用技术

(1)引气剂应选用表面张力降低值大、水泥稀浆中起泡容量多而细密、泡沫稳定时间长、不溶残渣少的产品。由于在水泥稀浆中的气泡特性与水泥混凝土中的比较相近,所以摇泡试验宜在水泥稀浆中进行。

(2)使用引气剂可以有效提高水泥混凝土的弯拉强度及抗拉强度,减少干缩和温度收缩变形量,改善结构抗裂性,也提高了水泥混凝土的抗渗性。

(3)对于负温水泥混凝土施工时改善早期抗冻性措施可以从2个方面来解决:一是加快早期水泥水化,使水泥混凝土尽快达到早期临界强度,可使用早强剂、减水剂、防冻剂;二是掺入引气剂,缓解冻胀所产生的压力。据经验来看,冬季日平均气温低于-5℃或极限最低气温低于-10℃地区施工的公路水泥混凝土及钢筋混凝土结构和构件,宜掺用引气剂或引气型减水剂、引气型高效减水剂、引气型(早强、防冻)高效减水剂。

(4)引气剂、引气型减水剂、引气型高效减水剂可根据公路工程要求及环境气温与(高温)缓凝剂、早强剂、防冻剂等复合使用,配制溶液时,如产生絮凝或沉淀现象,不得混溶,应分别配制溶液,并分别加入搅拌机内。当原材料、配合比、搅拌时间、运输距离、气温等条件变化时,应微调引气剂、引气型减水剂、引气型高效减水剂和引气缓凝型高效减水剂的掺量,保证水泥混凝土结构含气量基本不变化。

(5)新拌水泥混凝土的含气量,应在搅拌机口取样进行现场检测,并应考虑在运输和振捣过程中的损失。

5.缓凝剂施工应用技术

(1)热天施工、连续浇筑、泵送等特殊机械工艺下的施工中必须使用缓凝型外加剂,在施工前应检验与所用水泥在该气温下的适应性,优选其适用品种。当水泥品种、强度、等级、生产厂变动或水泥混凝土性能出现变化时,应重新检验缓凝剂对水泥的适应性。

(2)缓凝型外加剂的最佳掺量应根据施工要求的水泥混凝土凝结时间、气温、强度等通过试验确定。施工中,当气温变化、运距和运输时间变动时,可微调其掺量,应始终保持拌和物具备良好的施工可操作性,并能达到密实度及外观质量要求。

(3)缓凝型外加剂应以溶液与拌和水同时掺入拌和物中,粉剂应提前1d在现场配好溶液,并使其充分溶解,搅拌均匀后使用。溶液中的缓凝型外加剂固体沉淀物,必须每天清除一次。严禁使用分层或沉淀的缓凝型外加剂溶液拌制水泥混凝土。外加剂溶液中水量应从拌和加水量中扣除。

(4)掺缓凝型外加剂的水泥混凝土保持在塑性的时间较长,表面水蒸发时间较长,当气候炎热及风力较大时,应在触干或变色时立即喷雾或喷洒养生剂保湿养生,并应在终凝以后立即开始浇水养生。当气温较低时,在保湿养生的同时,应加强保温养生,可覆盖深色塑料薄膜和吸热保温材料。

6.早强剂施工应用技术

(1)早强剂是一种专门解决工程中需要尽快或尽早获得水泥混凝土强度问题的专用外加剂。早强剂、早强型减水剂和早强型高效减水剂适用于公路工程需要快速形成强度的快通水泥混凝土结构,蒸养水泥混凝土构件,最低温度不低于-5℃的低温环境中施工的有早强要求的水泥混凝土、钢筋混凝土及需要提前张拉和放张的预应力混凝土结构和构件。炎热环境条件下不宜使用早强型外加剂。

(2)掺加液态早强剂的水泥混凝土,搅拌时间宜适当延长。粉剂早强剂直接掺入公路工程水泥混凝土时,应先与水泥、集料干拌均匀后,再加水,加水后的搅拌时间应延长30s。这是保证粉剂早强剂在水泥混凝土中均匀分布的措施。但对于某些本身是溶液或可全溶的早强剂,仍应使用其溶液,溶液比干粉拌和的匀质性及其使用效果均强得多。

混凝土缓凝剂篇4

关键词:萘系复合外加剂

中图分类号:C35文献标识码: A

1 引言

在混凝土、砂浆和净浆的制备过程中,掺入少量的(不超水泥用量的5%)能对混凝土、砂浆或净浆改变性能的一种产品,称为混凝土外加剂。随着新型化学建材工业的发展,混凝土外加剂技术逐渐成为混凝土向高科技领域发展的关键技术。外加剂使混凝土在工作性、匀质性、稳定性、耐久性、多样性等方面达到了一个新高度。混凝土外加剂是水泥混凝土组分中除水泥、水、砂、石、混合材料(磨细掺合料)以外的第六种组分[1],它是一种复合型化学建材。外加剂的掺入可以提高混凝土的和易性,减少用水量及水泥用量,改变混凝土的物化性能,提高混凝土的密实性、耐久性和水泥强度。

各种复合性的外加剂,如缓凝减水剂或缓凝高效减水剂、早强减水剂、引气减水剂,根据特殊需要,也掺用其它种类的外加剂,如泵送剂、防水剂、防冻剂等等。GB8076-1997《混凝土外加剂》、DL/T5100-1999《水工混凝土外加剂技术规程》等国家和行业标准对这些外加剂的性能指标和技术规程都有严格要求。

2奈系减水剂简介

萘系减水剂是我国目前生产量最大,使用最广的高效减水剂(占减水剂用量的70%以上),其特点是减水率较高(15%~25%),不引气,对凝结时间影响小,与水泥适应性相对较好,能与其他各种外加剂复合使用,价格也相对便宜。萘系减水剂常被用于配制大流动性、高强、高性能混凝土。单纯掺加萘系减水剂的混凝土坍落度损失较快。

萘系高效减水剂根据其产品中Na2SO4含量的高低,可分为高浓型产品(Na2SO4含量10%)。目前大多数萘系高效减水剂合成厂都具备将Na2SO4含量控制在3%以下的能力,有些先进企业甚至可将其控制在0.4%以下。所谓高效减水剂,是指能大幅度减少用水量和提高新拌混凝土的和易性的外加剂。标准要求其减水率必须不小于10%,1天、3天、7天、28天抗压强度比必须分别在130%、120%、115%和110%以上。

3奈系减水剂性能

3.1物理性能

(1)外观:液体――棕色至深棕色的液体;粉状――淡黄色至棕色。

(2)pH值:7-9

(3)NaSO4:低浓度<25%;中浓度<10%;高浓度<5%。

(4)氯离子含量:与中和时所用碱的质量有关,一般氯离子含量<1.0%。

(5)总碱量:一般低浓度<16%;高浓度<12%。

(6)表面张力:65-70N/m3。

3.2性能指标

奈系减水剂的性能指标见下表

3.3与其他外加剂的比较

目前市场较为常用的减水剂有萘系减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂和聚缩酸类高效减水剂。

萘系减水剂,主要成分为芳香族磺酸盐与甲醛的缩合物,属阴离子表面活性剂。其主要产品为β型萘磺酸甲醛缩合物的钠盐,是普遍应用的高效减水剂,常用掺量为水泥质量的0.5%~1.0%,减水率为10%~25%。该减水剂除适用于普通混凝土之外,更适用于高强混凝土、早强混凝土、流态混凝土、蒸养混凝土及特种混凝土。由于原料大多数使用工业下脚料,生产工艺多样,所以使用较为普遍。目前国内主要有NF、NNO、FDN、UNF、MF、JN、HN等。

氨基磺酸盐系高效减水剂,是以氨基芳香基磺酸盐、苯酚类和甲醛进行缩合的产物。是目前国内外研究与开发的主要高效减水剂之一。我国仍处于研究开发与少量应用阶段。遇有该类减水剂具有掺量低、减水效率高(砂浆减水率高达35%~55%)、在低水灰比条件下流动性好、混凝土坍落度大且经时损失小等优点,因而在混凝土外加剂中具有良好的发展前景。特别适用于各种高性能及施工要求很高的混凝土工程。

聚缩酸类高效减水剂也是目前国内外研究与开发较热的新型高效减水剂。它具有对水泥颗粒的分散性强、对水泥或混凝土流动性能加强及提高强度等优点,适宜用于高强、大高度泵送的流态化混凝土工程。由于目前使用该类减水剂的成本要比其他高效减水剂高出20%~30%,因此要大量推广使用仍需要做进一步的研究与推广工作。

而在混凝土中通常是以不同减水组分、缓凝组分以及保水组分进行复合,而得的一种复合外加剂,改善混凝土坍落度损失问题,这就需要一个较优的不同组分配比的外加剂来解决这一问题。

4 试验

4.1试验方法

本论文主要涉及到的实验项目有外加剂适应性检测方法(包括水泥净浆流动度试验方法、坍落度试验)和凝结时间的测定。

4.2试验结果及数据分析

4.2.1试验原料

试验用的主要原料:太行水泥、萘系减水剂以及几种常用缓凝剂。

基准水泥化学全分析如表4-1。

表4-1 太行水泥物理性能

4.2.2不同减水剂饱和掺量

4.2.2.1高效减水剂的饱和掺量

本试验中选取常用的奈系减水剂、氨基磺酸盐作为减水组分。

表4-2各减水剂饱和掺量

当加入减水剂后,水泥颗粒分散在减水剂的水溶液中,水泥颗粒间的相互吸引力减弱,从而不团聚,几乎成单独的个别颗粒分散在容相中。其结果是:原来被絮凝结构包围的那部分水被释放出来,对砼拌合料的流动性作出贡献;原来互相粘聚的那部分颗粒表面被解放,也参加早期水化。减水剂在水泥颗粒表面吸附,使水泥颗粒表面带有相同电荷而相互排斥造成水泥颗粒在溶相中的分散,絮凝结构中被水泥颗粒包围的水被释放出来,这就是减水剂的塑化机理。

当净浆的流动度低于200mm时,混凝土的流动性能差,泵送阻力大,不利于混凝土的泵送。当净浆流动度高于200mm时,混凝土的流动性能好,但强度不能达到要求。试验选取净浆在200mm时外加剂的掺量,使混凝土流动性和强度都能达到要求。通过试验净浆流动度在200mm时的减水剂掺量点分别为:氨基掺量0.8% ,奈系减水剂掺量1.1%。

4.2.2.2高效减水剂的复合

按照各减水剂净浆流动度在200mm时的减水剂掺量点(氨基掺量0.8% ,奈系减水剂掺量1.1%)进行高效减水剂复合,结果见表4-3。

表4-3高效减水剂的复合后对水泥净浆流动性的影响

从各高效减水剂复合效果来看,复合后效果不明显,考虑目前萘系减水剂价格便宜,因此先选用萘系减水剂作为减水组分,与缓凝组分进行复配。

4.2.2.3各种缓凝剂对水泥凝结时间的影响

当将缓凝剂加入新拌混凝土中时,缓凝剂能够有效的减缓水泥中四种活性成分(硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙)与水反应的速度,从而实现混凝土的低热缓凝目的,起到缓凝的效果。另外,混凝土规范中规定,早强剂和缓凝剂只可改善混凝土早期的强度和水化热但不能影响终强。因此,缓凝剂是不会影响后期强度的。

缓凝剂只能消减水泥水化放热的峰值, 延长放热峰值出现的时间,使放热过程拉长、剧烈的放热升温过程线更加平缓。

现试验设计如下表:

表4-4 缓凝剂试验表及试验结果

分析实验数据,可以看出当葡萄糖掺量为0.01%时,缓凝效果最好,而再看葡萄糖酸钠D三组掺量为在0.04%时坍落度损失最小。所以最佳配比为A2B3,即各缓凝组分掺量分别为:葡萄糖0.01%、葡萄糖酸钠D0.04%,将该复合外加剂记为JY2011。复合外加剂的配比如下表:

表 4-5复合外加剂配比

4.2.2.5复合外加剂JY2011对混凝土性能的影响

将复合外加剂JY2011应用于混凝土中,试验结果如表4-6。

表4-6 复合外加剂与聚羧酸系减水剂对混凝土的影响

通过试验数据可以看出,在C30、C35混凝土中,复合外加剂JY2011能够与聚羧酸系减水剂具有相同的作用效果,在相同掺量下,能够使混凝土保持良好的工作性,并且60min后混凝土的坍落度损失分别小于5%、10%。

5 结论

(1) 萘系减水剂作为减水组分,其净浆流动度在200mm时减水剂的掺量为1.1%,而当流动度在200±20mm时掺量可选范围为0.9%-1.2%;

(2)复合外加剂JY2011能够与聚羧酸系减水剂具有相同的使用效果,能够使混凝土保持良好的工作性,并且60min后对C30、C35的混凝土的坍落度损失分别小于5%、10%;聚羧酸有在浇筑高标号混凝土是掺量小的优点,但是聚羧酸对原材料(粗骨料、细骨料)的含泥要求较高,且性能尚不稳定,成本较高,而本复配外加剂能够在实际生产中适应范围更广泛的原材料,成本低且易于配制,能够取得较好的经济效益

参考文献

[1] 夏寿荣.混凝土外加剂配方手册.化学工业出版社,2010.

[2] [作者简介]张萌,男,河北建设集团混凝土分公司技术科技术员。

混凝土缓凝剂篇5

关键词:混凝土外加剂 收缩开裂影响

中分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)007-004-02

混凝土是土木工程最主要的建筑材料。它具有经久耐用、节省能源、价格低廉、耐火性好等优点,但是混凝土并不是技术性能完善的材料,混凝土工程裂缝就是一个从未间断过的老的质量通病。混凝土工程裂缝按成因可以分为四类:混凝土收缩变形约束裂缝、混凝土结构受力裂缝、混凝土化学反应胀裂、混凝土的塑态裂缝。其中收缩变形约束裂缝是在土木工程结构中比较容易出现,且在现实问题中也比较多的一种。影响混凝土收缩开裂的因素有很多,外加剂就是其中重要的一项。

1 混凝土收缩变形约束裂缝产生的原因

混凝土的收缩分为:塑性收缩、硬化型收缩、失水型收缩、碳化型收缩。

(1)塑性收缩:混凝土浇筑后四至五小时后,水泥水化反应激烈,会出现水分蒸发和沁水现象,引起了失水型收缩,同时自重引起骨料下沉,此时混凝土还没有硬化,骨料与胶合料之间也产生不均匀的沉降和收缩变形,称为塑性变形。骨料下沉过程中若受到钢筋骨架的阻拦,就会沿钢筋方向开裂。在构件竖向变截面处如T型梁、箱型梁、腹板与底板的交接处,因硬化前沉实不均匀,将在表面沿腹板方向开裂。

塑性裂缝产生的主要原因为:混凝士的终凝前强度很小,甚至可以说强度几乎为零。混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或风力影响,表面过快失水,将在毛细管中产生较大的负压,使混凝土体积迅速收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩而产生的应力,因此产生裂缝。

(2)硬化型收缩:即混凝土在水化硬结过程中,由于水泥颗粒不断水化,毛细管及各空隙游离水逐渐与水泥矿物质水化,转化为凝胶及结晶形成水泥石体积略有收缩,亦称自生收缩。

(3)失水型收缩:混凝土中存在极细的空隙(毛细管),水从毛细管中溢出。造成千缩。即混凝土内水分不断蒸发,引起显著的体积收缩。

(4)碳化型收缩:大气中的CO2与水泥的水化产物发生化学反应而造成的收缩变形称为碳化型收缩。碳化收缩只有在湿度50%左右才能发生,与二氧化碳浓度成正比。

总之,随着温度、湿度的变化,混凝土要伴生胀缩变形,而收缩变形受到约束作用则伴生拉应变和拉应力,拉应变或拉应力超过混凝土的承受能力时即产生裂缝。混凝土工程结构在施工期间及而后在使用期中,其温度、湿度出现升降变化并由此引发收缩变形的情况是常有的,而收缩变形受到来自外部、内部的约束作用常也难免,但混凝土抗拉能力却又很弱。所以,混凝土工程结构是比较容易出现收缩裂缝的,现实问题也比较多。

2 混凝土外加剂的定义及分类

2.1 定义

我国于1987年制定并颁布了第一部混凝土外加剂的国家标准GB8075-87《混凝土外加剂分类、命名与定义》。该标准将混凝土外加剂定义为:“混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中加入,用以改善混凝土性能的物质。掺量不大于水泥质量的5%(特殊情况除外)。”

2.2 分类

2.2.1 按主要功能分类

掺入不同特性的外加剂可以改善混凝土的性能,如和易性、强度、抗渗性、抗冻性、凝结时间、早期或后期强度、粘性、防锈性、气密性等。许多发达国家已将外加剂列为混凝土的第五种成分,因为它可以满足人们对混凝土的不同性能的要求。外加剂按其功能可分为以下几类:

(1)能改善新拌混凝土流动性的外加剂,如减水剂、泵送剂、引气剂。减水剂是指在新拌混凝土坍落度相同的条件下能减少拌合用水,或在不改变混凝土配合比条件下能增加其坍落度(和易性)的外加剂;引气剂是一种掺入到混凝土中能引入一定量均匀分布的细小封闭气泡的外加剂。

(2)能改变混凝土凝结时间和硬化速度的外加剂,如早强剂、速凝剂、缓凝剂等。

(3)能改变混凝土耐久性的外加剂,如引气剂、防水剂、阻锈剂、减水剂、密实剂等。

(4)提供某些特殊性能的外加剂,如加气剂、着色剂、养护剂和脱模剂等。

对具有一种以上功能的外加剂,则按某一种以上功能命名。如早强减水剂、缓凝减水剂等。

2.2.2 按化学成分分类

(1)无机物外加剂。如早强剂中的氯化钙、硫酸钠等。

(2)有机物外加剂。如各种减水剂、早强剂中的三乙醇胺。

(3)复合外加剂。可以使杂交优势得到展现。3常见外加剂多混凝土收缩开裂的影响

混凝土收缩是指在混凝土初凝或硬化过程中出现的体积缩小的现象。一般分为塑性收缩、化学收缩、干燥收缩及碳化收缩。

3.1 减水剂对混凝土收缩性能的影响

减水剂的掺入对收缩开裂的影响可分为两个方面。

如果裂缝是由塑性收缩引起的,则减水剂的掺入会使裂缝产生更严重。因为普通减水剂或缓凝减水剂可通过缓凝作用而增强塑性收缩,此时应采取必要措施避免混凝土水分流失。

如果裂缝产生是由于早期水化进程加快,水化热释放加速,则理论上掺入减水剂可减少混凝土水泥用量,避免裂缝的所产生。但是实际中设计时还考虑了影响混凝土强度的各种因素,因此配合比设计值中水泥的用量一般偏大,所以实际上水泥用量并没有减少。所以减水剂所造成的水灰比的降低并不能弥补高的水化热给收缩带来的不利影响。高水化热特别容易使混凝土产生沁水,从而增加了混凝土的塑性收缩。因此,严格控制混凝土沁水,适当控制减水剂用量,选择水化热较低的水泥,可以行之有效的减少混凝土收缩开裂。

3.2 引气剂对混凝土收缩性能的影响

引气对混凝土的干缩没有明显的的影响,随着水泥品种和引气剂品种的不同,应用引气剂可能少许增加或减少混凝土的干缩。实际上,空气含量的增加会使混凝土的干缩值有所增加,但引气剂的减水作用又可以是干缩下降,因而可以认为引气剂基本不会引起混凝土干缩的变化。

掺入引气剂后,会增加混凝土的徐变,这对增加混凝土的抗裂性十分有益。但采用质量和性能较差的引气剂或者无限制的增大掺用量,首先会使混凝土的强度降低,而且会混凝土的沁水量增大,水泥浆与骨料及钢筋的粘结性能下降,大幅降低抗拉性能,从而使混凝土早期裂缝增加。所以适量且正确的使用引气剂,对降低混凝土的收缩开裂具有重要作用。

3.3 缓凝剂对混凝土收缩性能的影响

在施工中,为了使混凝土坍落度损失较少,需大量使用缓凝剂。在高温环境下施工,对混凝土适当缓凝,也可以防止混凝土内水化热过高。缓凝剂对控制混凝土放热,减少收缩也有利。缓凝剂可以使混凝土中的水化反应变慢,水化物更均匀,是混凝土终凝强度增大。

缓凝剂用量不宜过大。过多的缓凝剂使混凝土长期处于塑性状态下,骨料在自重作用下极易沉降,增加了混凝土塑性收缩。塑性收缩对混凝土结构的影响是不均匀的,在所引起的拉应力作用下,各方向体积变化的不同就会造成混凝土裂缝。因此,正确使用缓凝剂对减少混凝土塑性收缩,防止混凝土收缩开裂具有重要意义。

3.4 膨胀剂对混凝土收缩性能的影响

掺用膨胀剂的作用是利用约束下的膨胀变形来补偿收缩变形,将早期膨胀和结束湿养护后的收缩相迭加,从而避免混凝土结构中裂缝的产生。而且有些膨胀剂还可以使混凝土的沁水率降低,这主要是因为膨胀剂需水量大,早期水化速度快,体系黏度增大,进而导致沁水率降低,使得混凝土塑性收缩减少。

但是,提到膨胀剂不得不提的是,由于膨胀剂产品的种种缺陷以及施工不当,使用膨胀剂的工程事故较多。此时可以考虑使用减缩剂。减缩剂的主要作用机理是降低混凝土孔隙水的表面张力,从而减小毛细孔失水时产生的收缩应力。另一方面,减缩剂增强了水分子在凝胶体中的吸附作用,进一步减小混凝土的最终收缩值。

4 总结

总之,由于外加剂种类繁多,收缩开裂的原因也存在于方方面面,只有了解了各种外加剂对收缩开裂的影响,才能应对实际中所遇到的各种情况,正确使用混凝土外加剂,从而减少混凝土收缩开裂,提高工程质量。

参考文献:

[1]阮承祥,混凝土外加剂及其工程应用[M],南昌:江西科学技术出版社,2008

[2]富文权,韩素芳,混凝土工程裂缝分析与控制[M],北京:中国铁道出版社,2002

混凝土缓凝剂篇6

    关键词:水化速率;缓凝剂;坍落度损失;粉煤灰

    1.前言

    随着时间的推移,新拌的混凝土就会由于硬化而失去和易性——这种现象叫做“坍落度损失”。因为早期的水化作用逐渐地减少了混凝土中的游离水,各种化学的和物理的因素使混凝土的稠度发生了变化,造成了混凝土内部的骨架结构。

    在天气温和的情况下,通过短期的搅拌,混凝土稠度的正常变化是没有实际困难的,混凝土保持和易性的时间较长,足以促进浇筑和抹面。然而在搅拌时间较长,特别是在暑期的情况下,混凝土坍落度的损失率就会大大加快,这在浇筑作业期间会造成严重困难。

    用一种质量勉强合格的F级粉煤灰取代部分细砂的混凝土,人们已经研究了其对坍落度的影响。但是对于掺或不掺减水—缓凝剂的混凝土和粉煤灰混凝土,以及对掺或不掺高效减水剂(超塑化剂)的混凝土和粉煤灰混凝土,当它们在中等温度(21℃)较高温度(32℃)中,连续搅拌达180分钟后的坍落度情况又会是怎样的呢?这就是本文所要探讨的问题。

    2.材料

    2.1 水泥——所用水泥为普通硅酸盐水泥,5%粉煤灰(以重量计)与水泥磨在一起。

    2.2 粉煤灰——所用的粉煤灰是从烟煤中产生的,其分类为F级粉煤灰。用X—射线的衍射分析法所得的主要成分是莫来石(mullite,也叫富铝红柱石)和石英。其少量的组份是赤铁矿、石灰石和方解石。

    2.3 化学外加剂——采用两种D型减水—缓凝剂,还有两种G型超塑化剂。

    第一种减水—缓凝剂WRR—Ⅰ,其化学成份为葡糖酸钠(sodium gluconate)。第二种减水—缓凝剂WRR—Ⅱ,其化学成份为磺化木质素和合成材料。

    第一种超塑化剂SP—Ⅰ,化学上是以磺化甲醛萘基钠(sodium naphthalene formaldehyde sulfonate)为基础的合成聚合物。第二种超塑剂SP—Ⅱ,从化学上说是一种合成聚合物。

    2.4 骨料——粗骨料是中、粗型的轧碎的白云石,其最大粒径为19mm。细骨料是一种很细的天然硅质海砂,其细度模量为1.58。

    3. 配合比

    掺和不掺粉煤灰以及掺和不掺化学外加剂根据需要的坍落度160±10mm来调整。根据生产厂家推荐的掺量,第一种外加剂WRR—Ⅰ的掺量在21℃时为每100kg水泥0.125L;在32℃时则为每100kg水泥0.190L。第二种外加剂WRR—Ⅱ的掺量在21℃时为每100kg水泥0.4L;在32℃时则为每100kg水泥0.7L。生产厂家推荐的第一种超塑化剂SP-Ⅰ的最佳掺量为每100kg水泥0.7L。第二种超塑化剂SP—Ⅱ的掺量在21℃时为每100kg水泥1.0L,而在32℃时则为每100kg水泥1.2L。

    4. 试验程序

    第一组实验是在21℃的温度中做的,第二组实验是在32℃的温度中做的,所有的混凝土拌合物都用调整其拌合水的用量,来达到初始的160±10mm目标坍落度。

    5. 试验方法

    混凝土拌合物都是在一个温控实验室中制备的,所有的材料都经过秤量,并在拌合前至少在实验室中存放24小时。混凝土在一台自由落下的搅拌机中拌合5分钟。为了模拟在混凝土拌和车中发生连续的搅拌作用,搅拌机的鼓筒在几乎是垂直的状态下连续转动。搅拌机的自由落下作用减少得越多,混凝土所受到的搅拌作用就越不强烈。为了避免水份的蒸发,鼓筒的开口是盖着的。

    坍落度试验是在搅拌5、25、45、90和180分钟后进行的。在混凝土出料之前,搅拌机的鼓筒回到其搅拌位置,混凝土再拌合2分钟。

    6. 试验结果

    坍落度的实验数据示于图1~3中。这些图表清楚地说明了粉煤灰对保持坍落度的积极作用。与不掺粉煤灰的普通拌合物相比较,所有的粉煤灰混凝土之坍落度损失都要少得多。

    如果我们认为100mm的坍落度是许多混凝土工程中的常用稠度,那么由图1可见,试验的三种粉煤灰混凝土(只掺粉煤灰的和与两种减水—缓凝剂一起掺入的),在经过180多分钟的搅拌后,其坍落度仍然在100mm以上。掺有超塑化剂的粉煤灰的混凝土(图2),在较短的时间内都能达到100mm的坍落度(掺有SP—Ⅰ的粉煤灰混凝土在搅拌180分钟以后,而掺有SP—Ⅱ的粉煤灰混凝土则在搅拌110分钟以后)。

    然而所有未掺粉煤灰的混凝土,其坍落度的损失率则都要高得多,所以能保持100mm坍落度的时间就会更短些。对比的普通混凝土在60分钟后达到100mm的坍落度。掺有减水—混凝剂的两种混凝土则要45分钟。掺有超塑化剂SP—Ⅰ的混凝土要经历50分钟,而掺有超塑化剂的SP—Ⅱ的混凝土则在40分钟后就达到了100mm的坍落度。

    在整个搅拌期间,粉煤灰对保持坍落度的作用贯彻始终。坍落度的差别随搅拌时间的延长而增大,这反映了粉煤灰混凝土的坍落度损失率减慢了。

    根据图1和图2中所示的坍落度曲线,在21℃时搅拌的掺有粉煤灰的混凝土,其坍落度损失的减少幅度同未掺粉煤灰的同样拌合物相比较,如图4所示。粉煤灰混凝土拌合物的坍落度损失减少幅度(不包括掺SP—Ⅱ的粉煤灰混凝土,因其曲线突然偏离),在搅拌25分钟后为20~50mm,搅拌45分钟后为40~60mm,搅拌90分钟后为55~70mm,搅拌135分钟后为65~80mm,搅拌180分钟后则为70~85mm。

    如果我们仍然把各种拌合物达到100mm坍落度的搅拌时间标出来,由图3可见,只有不掺外加剂的粉煤灰混凝土,在搅拌时间为180分钟时的坍落度略高于100mm。掺有SP—Ⅱ的粉煤灰混凝土搅拌75分钟后达到100mm的坍落度,掺有WRR—Ⅰ的粉煤灰混凝土和对比的普通混凝土要搅拌40分钟,掺有SP—Ⅱ的混凝土要搅拌35分钟,掺有WRR—Ⅰ的普通混凝土则搅拌10~15分钟左右。掺有化学外加剂的混凝土之坍落度损失曲线的差值,在形式上看也是有差别的(图4)。在21℃时随着搅拌时间的延长,坍落度的差别也增大了。 掺与不掺减水—缓凝剂或超塑化剂的粉煤灰混凝土,在21℃的温度中经过长期搅拌,其坍落度增大了40~80mm,在32℃的温度中搅拌时,与无粉煤灰的同样混凝土相比较,则其坍落度增大了30~65mm。

    7. 结论

混凝土缓凝剂篇7

工程概况

某地铁站主体结构标准断面采用双柱三跨双层矩形框架混凝土结构,车站全长219.50m,宽21.1m,基坑深16.74m。车站采用盖挖逆作法施工,设52根钢管柱承担竖向荷载,钢管柱下设桩基,钢管柱插入桩基内3m。

混凝土配合比

某地铁站桩基混凝土标号为C30(如采取水下施工,应提高一个标号等级),根据液压垂直插入钢管柱工艺要求,桩基混凝土为超缓凝混凝土,混凝土的初凝时间应不小于36小时。每立方米材料用量(kg):水泥:245;砂:825;石:1008;外加剂:11.3;粉煤灰:86;矿粉:58;水:160。为使混凝土达到预定的缓凝时间,外加剂选用YD-A2缓凝型聚羧酸高性能减水剂,以使混凝土达到要求的缓凝时间。

桩基混凝土缓凝时间的测定

实验室测定按照试配试验所得到的配合比拌合的桩基混凝土的初凝时间为55小时53分。因某地铁站采用逆作法施工的特殊性,桩基混凝土的缓凝时间是后期钢管柱插管能否成功的关键性因素;另一方面,由于在实验室进行混凝土缓凝时间检测的条件很难与施工现场的工况达到一致,因此施工现场的技术人员必须对进出场的超缓凝混凝进行实际凝固时间现场检测。超缓凝混凝土的实际检测结果,将作为后续钢管柱插管安排各项工序是公共时间时所参考的重要的数据指标。

现场测定混凝土的初凝时间时,采用了如下的方法:首先,将超缓凝混凝土倒入普通水桶内,倒入混凝土高度约为水桶高度的五分之三。第二,将不漏水的薄塑料袋装满水并系紧(保证水不外溢),并将塑料袋放置于水桶内、混凝土面上方,水桶顶部进行密封,以模拟混凝土在灌注桩水下时的状态。最后,将水桶放入混凝土标准养护室,每隔半小时检查混凝土的状态并进行记录。经过现场的多次试验,计算出混凝土拌合站所供应的混凝土的初凝时间约为36小时23分,符合要求。

由于影响混凝土凝结时间的因素很多,而且现场统计样本有限,通过现场试验得出的混凝土缓凝时间,只能作为本工程桩基超缓凝混凝土凝结时间的参考。

超缓凝混凝土的强度

某地铁站共设52根桩基,采用统计法对52根桩基的混凝土的天强度评定,如下:混凝土强度标准差Sfcu= [(∑ f2cu,i-n・mf2cu)/(n-1)] =(104361.05-103389.94)/51

=4.36Mpa;抗压强度平均值:Mfcu≥fcu,k+λ1×Sfcu 44.59≥30+0.95×4.3644.59≥34.14;

抗压强度最小值:fcu,min≥λ2×fcu,k33.8≥0.85×3033.8≥25.5。根据以上计算可以得出结论:混凝土抗压强度评定合格。

从以上对桩基混凝土28天强度评定可以得如下出结论:在搅拌混凝土时通过添加YD-A2缓凝型聚羧酸高性能减水剂,来实现混凝土初凝时间延长的方法,未造成28天混凝土强度降低。进而得出添加该外加剂的超缓凝凝土,在保证混凝土设计强度的情况下,又满足了延长混凝土的初凝时间的工艺要求的结论。

超缓凝混凝土在液压垂直插入钢管柱工法中的应用

某地铁站采用液压垂直插入钢管柱传递竖向荷载。液压垂直插入钢管柱工艺的主要步骤是:首先,将液压插入机准确定位,根据液压插入机机身上的垂直调校装置调整垂直度;液压插入机定位垂直后,将钢管柱吊起,用液压插入机的液压定位器将钢管柱抱紧,根据二点定位原理,抱紧钢管柱后再复测垂直度;在保证垂直度后将钢管柱在混凝土初凝前用液压垂直插入机将钢管柱插入到灌注桩混凝土中,直至达到设计标高及标准要求为止。

考虑插入钢管柱的需要,灌注桩的混凝土要有一定缓凝时间,缓凝时间不小于36小时,同时要求混凝土运输至插入钢管柱时间段内混凝土的坍落度不少于20cm,混凝土运输时间按1小时计算,混凝土灌注时间按3-4小时计算,垂直插入机就位按3小时计算,插入钢管柱时间按5-7小时计算,合计时间约14小时,考虑其他原因混凝土16小时后在不添加任何外加剂的情况下,二次搅拌坍落度不小于20cm,16小时后不分层离析有较好的和易性,粗骨料易采用5~25mm连续级配的碎石。

结束语

本文结合某地铁站,逆作法车站桩基混凝土灌注施工实例,通过介绍了超缓凝剂混凝土配合比、缓凝时间测定、强度评定以及超缓凝混凝土在逆作法车中的应用,总结了宝贵的经验,对类似工程具有一定的指导意义。

(作者单位:石家庄市建筑设计院)

混凝土缓凝剂篇8

关键词 道路桥梁 商品混凝土 制备技术

中图分类号:TF321.1 文献标识码:A

近些年来,公路、高速公路、城市立交桥、市区街道及环城公路等新建工程接连不断;并且,随着车速加快及大型车辆的增多,原有路面损坏加速、加重,维修工程量相当繁重。以往,对于损坏的混凝土路(桥)面,一次性修补面积多为几平米到数十平米,混凝土方量较小,一般使用具有快凝快硬、早强高强的水泥基材料,现场拌制混凝土、人工浇筑。但现在情况不同了,出于环境保护的要求,特别在市区交通要道改造工程中,常常不允许现场堆积砂、石、水泥,不允许现场拌制混凝土,无论混凝土用量多少,必须考虑供应商品混凝土;而且,社会效益第一,要求在不阻断交通或短时间阻断交通的条件下进行抢修,4~6h实现开放交通。通过大量的试验研究,我们开发了道桥快速修补商品混凝土制备技术,在冬季与春季两种环境温度下施工,获得良好效果。

1主要组分

道桥快速修补混凝土是特种混凝土,与普通混凝土的共同之处在于使用相同的砂、石、水拌制,但其区别却是根本性的,它使用的胶结材料与化学外加剂均具有特殊性和专用性。在胶结材料方面,它使用双组分水泥,以高强度等级的快硬硫铝酸盐水泥为主要组分,硅酸盐水泥为辅助组分;在力学性能方面,它要求4h或6h强度;在工作性能方面,坍落度损失要低,并需要分阶段调整凝结时间。

(1)胶结材料。以混凝土道桥快速修补材料为基础,进行改性研究,将其分解为“胶结材料-低坍损缓凝泵送剂-促凝增强剂”三个部分,以突破其凝结时间较短(20~30min)及只能现场拌制混凝土的局限性。

(2)SFP-Ⅱ低坍损缓凝泵送剂。将减水剂、保塑剂、缓凝剂与引气剂复合成专用粉状“低坍损缓凝泵送剂”,在拌制商品混凝土时按规定量加入,依施工环境温度的不同,应使混凝土初凝时间延缓至60~150min;考虑到运距与塞车的影响,1h的坍落度损失应低于15%;而且,这种缓凝作用在现场加入促凝增强剂后,应能迅速停止或破坏,并且对快凝快硬性能的恢复以及早期强度的发挥不产生有害影响。

(3)SFP-Ⅳ促凝增强剂。混凝土运至现场后,往搅拌运输车中加入一定量的液态SFP-Ⅳ促凝增强剂,快速搅拌3min,在10min之内将料卸完。开始卸料时的坍落度控制指标为150~180mm,初凝时间依工程实际情况及施工方要求可缩短至30~60min,在保证达到可靠的4h或6h强度的前提下,尽可能保证有较充裕的混凝土浇筑、抹平等操作时间。

(4)防冻剂。冬季施工时,选用非早强性防冻剂,掺量2.5%,与SFP-Ⅱ共同加入,不导致凝结时间和坍落度的明显变化。由于SFP-Ⅳ有足够的早强、增强与促凝性能,不主张在拌制混凝土时使用早强性防冻剂。如施工条件许可,也可将GD-1制备成液态防冻剂,在现场与SFP-Ⅳ共同加入。

2如何制备道桥快速修补商品混凝土

(1)混凝土配合比。应通过试配确定实用的混凝土配合比,强度指标应满足设计要求,混凝土4h与6h抗压强度应分别高于25MPa与28MPa,4h与6h抗折强度应分别高于3.5MPa与4.0MPa.当要求4h抗折强度高于4.0MPa时,应适当降低W/B及提高SFP-Ⅳ加入量,混凝土浇筑操作时间缩短至20~30min。

(2)混凝土工作性能。根据试验室试验及现场施工的经验教训,提出依施工季节不同所使用的混凝土工作性能控制指标。混凝土搅拌机的卸出料称为新拌混凝土,运至工地加入SFP-Ⅳ促凝增强剂后称为现场混凝土。在环境温度条件下,新拌混凝土坍落度、凝结时间应大于表中数值;现场混凝土坍落度、初凝时间应大于表中数值,终凝时间应小于表中数值。

(3)搅拌站用于制备道桥快速修补混凝土的所有设备,包括水泥散装车、水泥储仓、螺旋输送机、搅拌机、搅拌运输车等,均须予先清扫或清洗干净,避免特种水泥胶结材料与普通水泥混放,避免该特种混凝土与普通混凝土混杂。不得使用清洗普通混凝土运输车后的高碱性水清洗装运该特种混凝土的运输车。

3质量控制

对胶结材料进行物理与力学性能全项检验。每一个工程所使用的混凝土配合比,必须预先进行试配,依环境温度的变化调整化学外加剂用量,务必使凝结时间与坍落度损失等指标符合施工要求。每班检验一次新拌混凝土初始坍落度及60min坍落度保留值。每2班检验一次混凝土的4h、6h及1d抗压强度。开始拌制混凝土前,对设备、计量装置及运输车辆进行全面检查,必须符合拌制和运输该特种混凝土的要求。

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