聚羧酸混凝土在预制箱梁生产中的应用及质量保证措施

徐光辉

【摘要】聚羧酸混凝土是 20 世纪 80 年代中期由日本首先开发应用的新型混凝土。它主要是通过不饱和单体在引发剂作用下共聚，将带活性基团的侧链接枝到聚合物的主链上， 使其同时具有高效减水、控制坍落度损失和抗收缩、不影响水泥的凝结硬化等作用。聚羧酸盐高性能混凝土是完全不同于萘磺酸盐甲醛缩合物( NSF) 和三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物( MSF)减水剂，即使在低掺量时也能使混凝土具有高流动性，并且在低水灰比时也具有低黏度和坍落度保持性能。它与不同水泥之间有相对更好的相容性，是高强度高流动性混凝土所不可缺少的材料。由此可见，聚羧酸系高性能混凝土具有十分重要的应用价值。

【关键字】混凝土，原材料质量控制，配合比质量控制

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

一．前言

在当今的建筑工程中，混凝土的原材料和配合比的质量控制就是一切工作的基础，必须要将基础打好，才能够保证整个工程的质量。笔者在混凝土的原材料和配合比在预制箱梁生产中的应用进行了的研究，现就混凝土的原材料和配合比的质量控制进行一些分析，希望笔者的分析对于该领域的研究和工作具有一定的作用。

二．预制箱梁生产对混凝土质量的要求

1.聚羧酸与原材料的适应性

根据我们的实际工作经验，一般大水泥厂生产的水泥的体积安定性比较的稳定。在选择水泥的品种时，我们要从水泥的密度、表比面积、水泥的标准稠度、水泥的用水量、水泥的细度、水泥所含矿物的品种、水化热等这些方面进行比较。骨料对于混凝土的质量也具有很大的影响，骨料最好是连续级配，骨料中针片状的颗粒不能太多。含泥量和细度模数对混凝土的粘聚性、塌落度损失都有很大的影响。磨细的粉煤灰不仅增加了外加剂的用量，同时也对混凝土的塌落度损失有影响。所以在实际生产中要从原材料与外加剂的适应性入手，才能更好的满足生产的需要，使聚羧酸的优势在预制箱梁生产中得以发挥。

2. 混凝土耐久性

混凝土的和易性对于混凝土的耐久性具有决定性作用，对于和易性，首先要控制原材料质量达到标准要求，保证质量稳定，避免带入混凝土中有害杂质。其次就是要控制混凝土单方用水量、降低胶凝材料用量。最后就是要保证混凝土中氯离子含量≤0.06%，碱含量≤3.0kg/m3。同时混凝土的配和比对于混凝土的耐久性也具有十分重要的影响。我们通过进行混凝土拌合物性能试验，得出预制箱梁生产中对混凝土的要求包括以下几点：

（一）出机坍落度：180±20mm

（二）坍落度保留值：40～60min 180±20mm

（三）保水性：良好

（四）粘聚性：良好

（五)凝结时间：初凝时间≥6小时，终凝时间≥8小时

综合考虑混凝土拌合物性能和混凝土的耐久性，经过大量试配试验将混凝土的配合比确定为：

表1 混凝土的配合比表

其中水泥P.O42.5，砂子Ⅱ区中砂，石子5-20mm，粉煤灰I级，外加剂聚羧酸型。

三．影响混凝土外观的因素和防止措施分析

1.因素分析

（一）水泥

与一般混凝土相比，高性能混凝土对于水泥的要求更高，在选择水泥品牌时必须要考虑到水泥的强度与流变性，还要看所选品牌的水泥品质是否稳定。其次，所选用的水泥与减水剂的相容性要比较好，不宜使用早强水泥或者掺混有其他材质的水泥。同时，为了避免因为体积不稳定导致的混凝土变形问题，应该选择强度不低于 42.5 级的低碱性硅酸盐或者低碱普通硅酸盐水泥。在具体的水泥使用过程中，对于进场的第一批水泥，必须要根据《通用硅酸盐水泥》这个标准进行检测，随机抽取一定量的水泥作为检测样本，合格后才能允许投入使用。

（二）骨料

骨料的体积一般占到总体积的 75%以上，在高性能混凝土中也不例外，优质的骨料可以有效地提高混凝土的密实度，进而可以增强其工作强度以及硬化的耐久性。骨料一般分为粗骨料和细骨料，两种骨料的粗细、级配、表面状况等都会影响到混凝土的拌和性能和强度。而砂和碎石是最常用的混凝土骨料，高性能混凝土生产应该选择质地较坚硬，级配良好的河砂，含沙量要控制在 1% 以下，泥块含量也要控制在同一个比例之下。如果级配不达标，可以采用不同粒径的砂子进行混合，以调整其级配。选择碎石时同样要考虑其质地与级配，石灰岩、灰绿岩或者花岗岩的碎石都可以作为骨料，但是其含泥量要控制在 0.5%以下。

（三）粉煤灰

粉煤灰是一种能有效改善高性能混凝土中拌和物和易性的物质，通过改善物质的和易性可以起到增强混凝土密实度、抗腐蚀性的作用，还可增强混凝土的抗渗性能，从而防止投入使用的混凝土开裂。预制箱梁高性能混凝土需要选择质量最好的I级粉煤灰。与其他材料一样，首批进场的粉煤灰应该抽取一定量的粉煤灰作为样本，然后按照相应的标准进行全面的检验。。

（四）外加剂

高性能混凝土需要使用聚羧酸高效减水剂，其中含有的氯离子比较少，能起到更好的减水效果，进而更加有利于对混凝土的质量控制。需要注意的是，外加剂必须与选择的其他材料相适应，因此在进行选择时需要进行适应性测试，根据试验结果调整外加剂的掺量，使其达到最佳的使用效果。在选择好原材料之后，还要进行混凝土配合比设计，合适的配比是保证高性能混凝土质量与强度的必须条件。配合比的确定需要参照国家颁布的相关标准，并考虑工程的具体情况，再进行试验。一般来说，最少要提供三种材料配比，通过实验得出各类参数值，比如抗裂性、含碱量、含气量等，然后从中选择最优组合作为最终的配合比。

2．防治措施

（一）针对预制箱梁的生产需要，对原材料的控制体现在：粗骨料的级配必须合理，尽量采用自然连续级配的粗骨料 ，优先选择粒径为 5～20mm，且不得含有针片状碎石或石屑，含泥量控制在 l％以内，以避免因含泥引起混凝土强度降低及混凝土外观颜色失真花脸。细骨料以级配良好的中砂为宜，高标号的混凝土含泥量控制在 2％以内。在材料选择上，选定一种材料后不宜再更换，以保证混凝土外观颜色一致，保证美观。同时，确保拌和物的质量，拌和站统一使用电子计量，保证配料准确。混凝土搅拌过程中，严格控制水灰比，使混凝土搅拌均匀，并严格控制出料混凝土的坍落度，保证混凝土的强度及外观质量。

（二）对于混凝土表面产生蜂窝、麻面、气泡的预防措施

（1）严格控制配合比，保证材料计量准确。现场必须注意砂石材料的含水量，根据含水量调整现场配合比，加水时应制作加水曲线，校核搅拌机的加水装置，从而控制好混凝土的水灰比，减少施工配合比与设计配合比的偏差 ，保证混凝土质量。

（2）混凝土拌和要均匀 ，搅拌时间不得低于规定的时间，以保证混凝土良好的和易性及均匀性，从而预防混凝土表面产生蜂窝 。

（3）浇注时如果混凝土倾倒高度超过2米，为防止产生离析要采取串筒、溜槽等措施下料。

（4）振捣应分层捣固，振捣间距要适当，必须掌握好每一层插振的振捣时间。注意掌握振捣间距，使插入式振捣器的插入点间距不超过其作用半径的1．5倍 (方格形排列)或1．75倍 (交错形排列)；平板振捣器应分段振捣，相邻两段间应搭接振捣5cm左右；振捣器与模板的距离不应大于振捣器有效作用半径的1／2，在振捣上层混凝土时，应将振动棒插入下层混凝土5—10cm，以保证混凝土的整体性，防止出现分层产生蜂窝。

（三）养护防治

混凝土浇筑结束，立即采用棉毡布将混凝土顶面覆盖，混凝土终凝后 ，洒水使棉毡布保持湿润，防止温度裂缝及收缩裂缝的产生。拆模后立即洒水将整个结构物湿润，并用土工布和塑料将其包裹 ，控制表面裂纹的出现。

四．结束语

混凝土的原材料以及配合比对于混凝土的质量具有十分重要的影响，加强混凝土的原材料和配合比的质量控制，能够在根本上保证预制箱梁的质量，确保工程的安全。

参考文献：

[1]王保法; 曹周生; 窦立刚 长江三峡三期工程混凝土配合比试验研究与质量控制水工大坝混凝土材料和温度控制研究与进展2009-07-06中国会议

[2]王继宗; 梁晓颖; 梁宾桥 混凝土配合比设计方法的研究进展河北建筑科技学院学报2003-06-30期刊

[3]甘昌成; 吕伟强; 李建庭; 麦锐 大掺量粉煤灰泵送混凝土的生产与应用混凝土2004-03-27期刊