不同配比聚羧酸减水剂对 C50T 梁混凝土性能的影响

2020-12-25

商品混凝土 2020年12期

（科之杰新材料集团（贵州）有限公司，贵州龙里 551206）

0 前言

随着外加剂技术逐渐成熟与混凝土行业的不断发展，各种高性能、高强度的钢筋混凝土浇筑形成的建筑物，以及在高温、干燥、曝晒环境下使用的超大混凝土结构在高层建筑、跨海大桥、超长隧道等的建造越来越多，使得混凝土施工难度增加，混凝土养护与维修成本增大。因此要求浇筑过程中混凝土有更好的流动性能，浇筑成型后表面光滑无孔洞产生，具有更好的耐候性与耐久性能。在高速公路混凝土中，混凝土浇筑工艺是施工过程中必要项目之一，其作用是得到均匀且具有外观审美价值的混凝土，其中涉及到模板安装与脱模剂涂刷及外加剂对混凝土的影响等各个环节[1]。对于 C50 T 梁浇筑混凝土，施工方对 T 梁的整体结构稳定性及无蜂窝麻面等相关要求较高，基于混凝土浇筑施工方对混凝土结构与质量的需求，要求混凝土浇筑工艺中使用的聚羧酸减水剂具有高减水、高保坍及利于现场浇筑等功能。

2000 年以来，我国混凝土研究界逐渐认识到聚羧酸系高性能减水剂这一高效的混凝土外加剂[2]。聚羧酸减水剂主要通过聚醚大单体与带有不饱和双键含亲水基团的丙烯酸及丙烯酸类衍生物反应制得，其有着优越减水率、超长保坍性能，及对水泥有良好的分散性，对混凝土施工性能及抗压强度改善较为明显[3]。但高含泥量、级配差、含粉量高的砂石以及现场施工监管不当等因素造成混凝土浇筑过程中出现质量波动，要求聚羧酸减水剂应同时具有高减水、低敏感、高保坍和抗收缩等功能。

C50 T 梁预应力混凝土通常采用吊装施工，机械振捣辅助人工捣实，室内坍落度不宜过大，要求具有较好的流动性与包裹性，能在机械振捣与人工振捣作用下均匀充实模板[5]。为了解决 C50 T 梁混凝土浇筑困难、损失过快、表面多孔等问题，国内外都主要从浇筑工艺、脱模剂等方面进行改善，但效果并不明显。因此，本文通过对贵州某公司不同型号的减水母液、保坍母液、功能助剂进行复配，并做 C50 T 梁混凝土试验，研究不同配比聚羧酸减水剂对 C50 T 梁混凝土流动性、抗压强度及外观状态的影响。

1 试验

1.1 试验原材料与仪器设备

本试验所用原材料详细信息如表 1 所示。本试验所用主要仪器详细信息如表 2 所示。

表1 试验原材料

表2 主要仪器

1.2 试验要求

根据贵州公路集团有限公司赫章至六盘水高速项目第一标段试验室的技术要求，供应商减水需符合以下条件：

（1）减水剂掺量：0.24%，水泥净浆初始流动度210～220mm。

（2）减水剂掺量：1.80%，混凝土初始扩展度≥560mm，混凝土经时 2h 后扩展度损失≤40mm。

（3）混凝土含气量≤3.0%。

（4）混凝土表面无蜂窝麻面。

（5）28d 抗压强度≥55MPa。

1.3 性能测试方法

（1）水泥净浆流动度：根据表 3 配制得到不同配比的聚羧酸减水剂，其中水灰比为 0.29，掺量为0.24%。按照 GB/T 8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行对比测试。

（2）混凝土性能测试：参照 GB 8076—2008《混凝土外加剂》进行 C50 T 梁混凝土性能试验，减水剂掺量 1.80%，混凝土配比见表 4。

表3 聚羧酸减水剂与功能小料配比 k g

表4 混凝土试验配合比 k g/m3

2 结果与分析

2.1 水泥净浆测试

通过调整聚羧酸减水剂中减水母液、保坍母液、消泡剂及引气剂用量，测试水泥净浆流动度结果如表 5。

表5 水泥净浆测试

由表 5 可知，减水剂 JS-1 水泥净浆初始流动度最大，2h 后水泥净浆硬化，流动性差，净浆流动度损失最大，损失值为 70mm；JS-2 的水泥净浆流动度损失37mm；JS-3 的水泥净浆流动度损失较小；JS-4 的水泥净浆初始流动度最小，2h 水泥净浆流动度增大 6mm。综上结果可看出，减水剂 JS-3 与 JS-4 水泥净浆流动度符合施工方技术要求。

2.2 混凝土性能测试

为进一步比较 JS-3 与 JS-4 的混凝土性能，将表 3配制的减水剂溶液，进行 C50 T 梁混凝土试验，其混凝土配合比如表 4，其测试结果如表 6 所示。

表6 混凝土性能测试结果

由表 6 测试结果可知，掺 JS-3 减水剂的混凝土初始扩展度为 565mm，经 2h 后扩展度损失 30mm。掺JS-4 减水剂的混凝土初始扩展度为 545mm，经 2h 后扩展度增大 15mm，掺 JS-3、JS-4 的混凝凝土含气量均小于 3.0%，初凝与终凝时间差异不大，28d 抗压强度大于 63MPa，符合施工方技术要求。

2.3 C50T 梁混凝土表观比较

为进一步比较 JS-3 与 JS-4 在 C50 T 梁混凝土中性能的差异，将 JS-3 与 JS-4 进行混凝土 C50 T 梁浇筑对比试验，其 C50 T 梁混凝土成型状态如图 1 所示。

图1 不同减水剂 C50T 梁混凝土试模表观对比

从图 1 可看出，掺减水剂 JS-3 的混凝土表面光滑均一，无明显大气孔；掺减水剂 JS-4 的混凝土表面较为粗糙，且表面出现肉眼可见的气孔。结合两种减水剂 C50 T 梁混凝土浇筑成型图片可知，减水剂配方 JS-3中，减水母液与保坍母液的配比为 7:3、消泡剂用量为0.05%、引气剂用量为 0.05% 时，混凝土各项指标符合项目技术要求。JS-4 减水剂配方中保坍母液用量大，导致混凝土 2h 缓释放大，消泡剂用量为 0.04%，同时引气剂用量为 0.07%，综合导致掺 JS-4 减水剂的混凝土表观气孔较多。

2.4 C50T 梁工程应用

为了有效解决 C50 T 梁混凝土流动性差、表面多孔、成型制件差等问题，我司将 JS-3 聚羧酸减水剂送至贵州遵义中交第二公路工程局有限公司重遵 16 标进行 C50 T 梁浇筑成型，其现场施工应用如图 2 所示。

图2 掺 JS-3 的 C50T 梁现场效果图

从图 2 可看出，该 C50 T 梁脱模成型后，表面光滑无孔，成型状态较好。掺 JS-3 的减水剂已成功运用于贵州遵义中交第二公路工程局有限公司重遵 16 标进行C50 T 梁浇筑成型，且该施工单位使用我司减水剂后，反映效果良好。

2.5 C50T 梁混凝土浇筑质量控制建议

对于 C50 T 梁混凝土浇筑质量控制，建议混凝土浇筑时模板与混凝间隙越小越好，且混凝土应密实地填入模板中，当混凝土坍损过大、过快且混凝土流动性、保水性、粘聚性等发生变化时，应及时有效地解决混凝土质量问题；当砂石材料波动变化大、级配差等情况出现时，应及时联系相应外加剂厂家，及时有效地调整相应外加剂配比；浇筑模板涂抹脱模剂应当均匀涂抹，以保证混凝土表面无蜂窝麻面；C50 T 梁混凝土成型后，应进行有效及时的保养与维护，切不可将成型好的预制件T 梁混凝土置于温差大、曝晒和干燥的环境中。