摘要 舉例敘述聚羧酸系高效減水劑在地鐵及C50箱梁中的應用，通過混凝土耐久性的研究和檢驗，證實聚羧酸系高效減水劑配制混凝土具有優良的耐久性和抗凍性能 關鍵詞 聚羧酸系高效減水劑 耐久性 1、前言 20世紀八十年代早期，誕生了新一代的聚羧酸系高效減水劑，可以適應于預制混凝土和預拌混凝土。我國聚羧酸系高效減水劑的研究始于二十世紀90年代中期，其工業化生產與應用于21世紀初期。中國上海市建筑科學研究院首先研制成聚羧酸高效減水劑，成功用于上海磁懸浮鐵路高精度軌道梁的制作和東海大橋海工混凝土及洋山深水港集裝箱道堆混凝土。近年來，中國的建設規模不斷擴大，各種重點、重大基礎設施、超高層建筑、高速鐵路、高速公路、地鐵車站、核電站、杭州灣跨海大橋等，對混凝土的施工性能和綜合性能要求越來越高。傳統的木質素磺酸鹽減水劑和萘系高效減水劑由于技術的局限性已不能滿足現代工程需要。所以第三代聚羧酸系高效減水劑，其摻量低、減水率高、坍落度保持能力好、對混凝土增強效果顯著，能降低混凝土收縮，生產過程無廢棄物，是一種能符合“環保、節能、降耗“新理念的高效減水劑，聚羧酸系高效減水劑賦予混凝土有出色的施工和易性，良好的強度發展和優異的耐久性，因此聚羧酸系高效減水劑是配制高性能混凝土和高耐久性混凝土的首選外加劑。 2、SPS-8P-1聚羧酸系高效泵送劑配制地鐵車站結構商品泵送混凝土和耐久性研究及工程應用。 2.1、表1 地鐵車站結構混凝土配制要求和耐久性檢驗參考指標
混凝土性能
2.2、以上海象牌PO42.5，SPS-8P-1聚羧酸系高效水劑配制地鐵車站結構混凝土及耐久性檢驗結果。 表2 地鐵地鐵結構混凝土配合比論證試驗及耐久性檢驗（1）
表2 （2）
注：（1）水泥PO42.5上海水泥廠（象牌） 2.3、以上海聯合PO42.5水泥，以SPS-8P-1聚羧酸系高效泵送劑配制地下墻（C30水下）混凝土。 表3 C30水下砼配合比及強度（1）
表3（2）
SPS-8P-1聚羧酸系高效送劑已在上海地鐵11號線用于C30、P10底板工程500m3,出機坍落度控制在140±30mm。拌站反映混凝土和易性好，保坍性好，混凝土強度及耐久性均符合設計的要求。 3、聚羧酸高效減水劑在客運專線箱梁C50預應力混凝土中應用 客運專線C50箱梁（預應力混凝土）預制梁采用高性能混凝土技術，因此高性能混凝土的配合比是生產C50預制梁的關鍵，除滿足施工強度要求外，還必須滿足高性能混凝土耐久性的要求，包括抗裂、抗凍融、抗滲、抗氯離子、電通量等，要引入一定的含氣量，保證混凝土的密實性，必須滿足泵送混凝土的要求，坍落度的經時損失要小，不離析泌水，保證混凝土內在質量和外觀美的要求。 3.1、對配制C50預應力混凝土預制梁的混凝土要求： 3.1.1、C50箱梁混凝土膠凝材料總量不超過500 kg/m3’ 3.1.2、使用環境及要求：T2環境，設計年限為100年； 3.1.3、最大水膠比不應超過0.35； 3.1.4、各種材料帶入的堿含量和不大于3.0 kg/m3； 3.1.5、各種材料帶入的氯離子總量不大于膠凝材料總量的0.06%； 3.1.6、電通量要求小于1000C。 3.2、C50混凝土配合比研究 通過優選水泥、粉煤灰、礦粉、砂、石、外加劑和水進行試配，試驗結果見表4~表6。 表4 C50混凝土配合比
注：采用PO42.5普通硅酸鹽水泥；中砂，細度模數為2.7~2.8；I級粉煤灰；S95礦粉，5-20mm連續級配碎石；外加劑為聚羧酸高效減水劑。 表5 C50新拌混凝土性能
表5 C50硬化混凝土性能
3.3、后張法C50預制箱梁的工藝要求 預制箱梁的鋼模就位后，澆筑混凝土現場由2臺2立方米混凝土拌和機攪拌混凝土，由攪拌運輸車送至現場，通過固定泵和垂直式2臺播料器進行澆搗或用汽車泵（37米）進行澆搗（大約6-8小時）完成用油布復蓋靜停，梁體進行蒸汽養護試塊進行同條件養護，混凝土強度達到60%左右，可以拆端模，混凝土強度達到80%左右，進行初張拉，移動模架再自然養護，混凝土強度達到100%。進行終張拉接著進行壓漿、封端，最終局部修飾即獲得符合質量要求的梁體。 4、聚羧酸系高效減水劑配制混凝土耐久性的研究 4.1、試驗用的砼材料及配合比 采用上海嘉興港輝PO52.5水泥，上海寶田S95礦粉和上海石洞電廠F類II級粉煤灰，中砂，細度模數為2.6，粗骨料為5-20mm，連續級配碎石；外加劑分別采用SP406萘系高效減水劑，SPS-8P聚羧酸系緩凝高效減水劑及聚羧酸系SPS-FD抗凍劑和聚羧酸系SPS-8P早強抗凍劑。 試驗用混凝土配合比見表7 表7 試驗用混凝土配合比
4.2、試驗方法 新拌混凝土性能采用混凝土坍落度指標，試驗方法參照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法》標準。 混凝土抗壓強度試驗參照GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法》標準。 混凝土抗滲透性能采用混凝土電通量和氯離子擴散系數等兩個技術指標表征。試驗參照JTJ275-2000《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》附錄B，混凝土抗氯離子滲透性能參照NTBUILD443《硬化混凝土抗氯離子滲透測試方法標準》。 混凝土抗凍性能采用質量損失不大于5%，相對動彈性模量不小于60%時的凍融循環次數表示，凍融循環次數越大，則混凝土抵抗凍融的能力越強。 4.3、試驗結果 4.3.1 表7 各系列混凝土性能測試結果
4.3.2 表8 各系列混凝土的質量損失和相對動彈模量比較
由表7、8可以看出：聚羧酸系高效減水劑（緩凝型或早強抗凍型、抗凍型）與萘系高效減水劑相比，對新拌混凝土性能、抗壓強度、抗滲透性能等方面無明顯不利影響，但其摻入混凝土中，對混凝土的抗凍性能有明顯的改善，具有良好的抗凍性能，這亦是聚羧酸系高效減水劑的特性之一。 5、聚羧酸系高效減水劑在工程應用中必須注意的問題 5.1、根據GB50119-2003《混凝土外加劑應用技術規范》中“2.1.4”明確規定：摻外加劑混凝土所用原材料如水泥、砂、石、摻合料、外加劑均應符合國家現行的有關標準的規定；試配摻外加劑的混凝土時，應采用工程使用的原材料，檢測項目應根據設計及施工要求確定，檢測條件與施工條件相同，當工程所用原材料和混凝土性能要求發生變化時，應再進行試配試驗。 5.2、聚羧酸系高效減水劑依然存在與水泥適應性問題，此外砂、石材料的質量以及摻合料如粉煤灰、礦粉等的質量等對摻聚羧酸高效減水的混凝土性能有一定影響，應引起重視。 5.3、聚羧酸系高效減水劑的超摻量問題。當超量時，會產生離析、泌水、板結及含氣量過大等不良現象，所以拌制摻聚羧酸系高效減水劑的混凝土時，其計量設備和計量精度必須準確和靈敏。 5.4、聚羧酸系高效減水劑嚴禁與萘系高效減水劑及復配產品混合應用。若混合的話，混凝土拌合物的良好的流動性隨之消失。大大降低混凝土的坍落度和流動性，也直接影響可泵性和混凝土的強度。 所以在使用聚羧酸外加劑時，應采用單獨的儲存裝置。另有單獨的管道和計量裝置。同一時間，同一生產線連續生產時采用同一品種外加劑其它配套設備（為混凝土攪拌設備、運輸車輛及泵送設備）也要相應進行清洗。 5.5應避免聚羧酸高效減水劑與鐵制材料長期接觸 由于聚羧酸高效減水劑產品常呈現酸性與鐵制品長期接觸會發生緩慢反應，甚至使產品色澤變深、變黑，導致產品性能下降，建議采用聚乙烯塑料桶或不銹鋼儲存，才能保證產品儲存的穩定性。 6、結語 聚羧酸系高效減水劑是屬于第三代高效減水劑，具有減水率高、流動性好、適應性廣、增強、保坍等綜合性能，可以用于預拌和預制混凝土，減少混凝土的收縮和提高混凝土的耐久性，節約水泥，減少環境污染，使用聚羧酸外加劑能帶來可觀的經濟效益和環保效益，建議全面推廣。這對提高建設工程質量是行之有效的。 文章來源：上海申立建材有限公司 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
