聚羧酸减水剂在PHC管桩的试验数据分析

林昌华

简述：本文主要分析了聚羧酸减水剂在PHC管桩生产试验中的数据，通过数据分析探讨聚羧酸减水剂在PHC管桩生产应用效果。

关键词：聚羧酸减水剂第三代PHC管桩抗压强度

中图分类号：C33文献标识码：A 文章编号：

1 前言

PHC管桩自20世纪80年代进入我国生产以来，国内的生产厂家普遍使用萘系减水剂。近些年来，而随着科技的不断发展，被称为第三代高性能减水剂的聚羧酸系减水剂研制成功，它掺量低，减水率高，混凝土工作性能好，增加混凝土的强度等等优异性能，逐渐被水泥制品行业所选用。由于现阶段聚羧酸减水剂的使用成本较高，聚羧酸减水剂在我国的应用主要是在一些重点、特殊工程，高强混凝土工程：例如奥运场馆工程、三峡工程等等，总体使用量比较少；而一些国家，如日本的聚羧酸减水剂使用量已超过了80%。如今，聚羧酸减水剂不断的进入到了普通工程，例如一些普通商品混凝土使用聚羧酸减水剂生产搅拌混凝土，逐渐深入水泥制品行业。笔者就聚羧酸减水剂的试验数据分析其在PHC管桩生产应用时的性能效果。

2 试验数据分析

2.1 主要性能指标数据

表1

减水剂类型 品牌 水剂掺量% 折合固体掺量% 减水率% 净浆流动度mm PH值

★注：水剂掺量、固体掺量是指减水剂用量与胶体材料总量之比。

从表1可以看出：

① 聚羧酸减水剂比萘系减水剂掺量少，但具有较高的减水性能，其减水效果比萘系明显，且在常规的净浆流动性检测中拥有更出色的表现。

② 聚羧酸PH值趋于中性，其与萘系对比，降低了自身带入混凝土/砂浆的碱含量，降低了碱集料反应，从而在管桩的生产应用中提高了PHC管桩的耐久性，延长管桩的使用寿命。

2.2 试件脱模强度

脱模强度也叫初级蒸养强度，砼试件是由质检人员按每100盘料随机抽取砼料制做的，试件标准尺寸100×100×100 ㎜立方体，评定符合GBJ107规定。

试验中使用水泥为华润PⅡ42.5R级，磨细砂细度≤3.0%（0.08mm水泥标准筛筛余量），比表面积≥420 m2/kg；细度模数为2.8的天然河砂，5~25mm级配的花岗岩碎石；减水剂选用高效减水剂，胶砂减水率≥18.0%。

试验生产配比：

表2 单位：㎏

试验中不回掺余浆，萘系初级蒸养流程是先静置1h，；然后，往蒸养池中充汽加温，升温速度不超过15℃/刻钟，初级蒸养温度为95℃；恒温时间为4h，当达到规定的恒温时间后，关闭供气阀门，缓慢降温。

而聚羧酸初级蒸养流程则是先静置1.5~2h，冬季气温低时稍微顺长静置时间，然后蒸养池加盖充汽，升温速度及蒸养温度均与萘系一致，只是恒温时间减为3~3.5h；

聚羧酸减水剂试验时间是2011年3月份到2012年2月份，期间一共获得了1213组砼试件的有效数据，而参与分析的萘系砼试件有1143组，两者各月份的平均数据对比如下：

表3单位：MPa

从表3可以看出，聚羧酸与萘系的初级蒸养强度，即脱模强度相差不大，聚羧酸减水剂平均比萘系减水剂高2.6 MPa。聚羧酸减水剂早强效果没有完全发挥出来，这主要与生产试验流程有关，通常情况下，聚羧酸要求混凝土砼料静置时间为2.5h左右，而生产试验时采用了静置时间为1.5~2h；且气温越低，其静置时间要求越长，所以在气温较低的第一、四季度，聚羧酸砼试件的脱模强度会偏低；

2.3 试件压蒸强度

管桩砼试件脱模后入釜进行高压蒸汽养护，高压釜升压速度小于0.3MPa/30Min，升压时间约2h；压力0.95～1.0MPa，并恒压时间4～5.5h；恒压时间减速后，降压速度小于0.3MPa/30Min，时间2h。经过压蒸后，砼试件的抗压强度检测试验数据如下：

表4 单位：MPa

从表4可以看出，聚羧酸砼试件后期的压蒸强度增强效果显著，砼试件强度全部比萘系的要高，其平均值达到了99.2MPa，比萘系的高7.1Mpa 。

在试验的1202组的有效数据中，只有2组强度不达标，合格率达到99.8%，而萘系砼强度有效数据为1103组，合格率为98.9%；聚羧酸计算机室砼强度的稳定程度要高于参与分析的萘系减水剂。

2.4 管桩桩身强度

在试验期间，共对聚羧酸减水剂生产的PHC管桩桩身进行了9次抽芯取样试验，桩身芯样规格为φ80×80mm。检测数据结果如下：

表5 单位：MPa

从表5可以看出，抽芯强度全部达到C80，平均强度达到了92.3 MPa，并且强度也比较稳定，达到了PHC管桩的强度要求。

3 结束语

作为第三代高性能减水剂，聚羧酸减水剂性能稳定，在管桩生产试验中减水效果明显、大幅度提高混凝土的强度，并且具有保水性强，可塑性高的特点，这非常利于PHC管桩的日常生产要求；同时，从表2、表3、表4、表5可以知道，在保证混凝土强度的前提下，使用聚羧酸减水剂并不会增加水泥制品的生产成本，甚至可以降低成本，它可以降低生产配比中胶体材料的总含量，同时还可以减少初级蒸养时间，减少蒸汽的使用量。

随着科学技术的不断发展，聚羧酸减水剂的生产技术也会日渐成熟，相信聚羧酸减水剂在水泥制品行业中将会得到越来越广泛的应用，为社会创造更大的效益。

4 结论

聚羧酸减水剂在混凝土使用中具有掺量低，减水效果明显，且对混凝土的抗压强度有大幅度提高的特点，并且混凝土强度效果稳定，可操作性强，因此，聚羧酸减水剂适宜配制高性能混凝土，也完全能满足PHC管桩的生产要求。

参考文献：

1.王子明,郝立炜,王晓丰.第三代混凝土减水剂—聚羧酸高性能减水剂.中国建材报.2008/7/22.B04版.

2.尤启俊,仲以林,周圣.聚羧酸高性能减水剂应用的问题综述. 商品混凝土. 2010年第06期.

3.王立久,卞利军,曹永民.聚羧酸系高效减水剂的研究现状与展望[J].材料导报.2003年02期.

4.GB1347-2009《先张法预应力混凝土管桩》.

5.GBT 19496-2004《钻芯检测离心高强混凝土抗压强度试验方法》.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。