浅谈高性能聚羧酸系减水剂在碾压混凝土中的应用

李莹莹　胡永成

摘  要：目前萘系外加剂广泛应用于碾压混凝土中，高性能羧酸类减水剂在碾压混凝土中尚未应用。为了发挥羧酸类减水剂在碾压混凝土中的作用优势，本文分析了微颗粒含量、浆砂比PV值、碾压遍数等影响因素对碾压混凝土层间结合性能的影响，得出了各参数的相互关系。基于此，解决了高性能羧酸类减水剂由于胶凝材料少，带来骨料包裹性差、碾压不密实等问题。实现了碾压混凝土质量可控，降低成本、提高碾压混凝土层间结合的目的。

关键词：碾压混凝土;羧酸类减水剂;施工参数;层间结合

中图分类号：TU528    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2021）02-0000-00

0 引言

碾压混凝土坝快速、经济、安全的优越性能已经在全世界坝工界获得认可并推广。为打破目前国内外碾压混凝土采用萘系外加剂的模式，缩短工期，开启高性能羧酸类减水剂在碾压混凝土中的应用先河。需掌握高性能聚羧酸类减水剂在碾压混凝土中的快速筑坝技术，及施工现场VC值动态控制、碾压等施工环节等对层间结合质量的影响。研究出高性能羧酸类减水剂在碾压混凝土中应用的施工配合比、碾压施工参数及碾压层面结合处理的经验和方法，以便达到碾压混凝土质量可控的目的。

1 技术难点

当前在碾压混凝土中高性能羧酸类减水剂尚未应用，因此无经验数据可参考，聚羧酸类等多种高分子减水剂，具有高减水率、高保包塑、高增强性能。碾压混凝土由于用水量少、水胶比低，在使用高性能羧酸类减水剂时，带来骨料包裹性差、碾压时有不密实、抗渗、抗冻性能不良等风险。同时还存在试验原材料与现场实际施工不符，高石粉含量的人工砂同外加剂适应等问题。

2 创新点

通过对高性能羧酸类减水剂在碾压混凝土中的应用研究，确定出微颗粒含量的控制指标、浆砂比PV值的控制指标、施工参数、层面结合处理方法、变态混凝土等。达到降低混凝土单方成本，减少工程投入，缩短工期、碾压混凝土质量可控的目的。

3 主要研究内容

碾压混凝土层间结合的影响因素：

（1）粉煤灰。水泥用量少、掺合料掺量大是碾压混凝土的特点。其掺量占胶凝材料的50%～65%。掺合料能改进碾压混凝土拌和物性能，提高碾性及层间结合质量，降低混凝土的绝热温升和温度应力，为碾压混凝土快速筑坝、通仓浇筑，加快施工进度、简化施工工艺提供有力保证。在标准条件下，选择掺量为50%、55%、60%、65%进行试验，粉煤灰掺量随着掺量增加而减少，当掺量达到60%时，用水量增加偏大、凝结时间增长过大、VC值增加较大、抗压强度在掺量达到65%时出现拐点。考虑现场施工的可碾性、层间结合等施工性能等方面因素，选择粉煤灰掺量为60%。

（2）用水量和VC值关系。在水胶比不变的情况下，随着单位用水量的增加，胶凝材料用量增大，拌合物颗粒和周围浆层厚度增大、游离浆体增多，使得混凝土拌合物的VC值随单位用水量的增加而减少。

（3）石粉含量和PV值。石粉含量指的是人工砂中小于0.16mm的颗粒含量以及小于0.08mm的微颗粒的含量。人工砂中的石粉能够替代部分掺合料起到包裹砂粒和空隙填充的作用。使碾压混凝土浆砂体积比增加，不但提高混凝土强度，还改善施工层面的胶黏性能。因此石粉含量的高低是影响碾压混凝土拌和物性能的重要因素。

PV值（即浆砂比）是碾压混凝土配合比设计极为重要的参数。PV值是灰浆（水+胶凝材+0.08 mm微颗粒）的体积与砂浆体积的比值，一般不宜低于0.42。根据历年国内外碾压混凝土筑坝经验，人工砂的石粉含量控制在18%左右，浆砂比PV值不宜低于0.42。《水工碾压混凝土施工规范》DL/T5112中要求0.08 mm以下微颗粒含量≥5%。

选择石粉含量为6%、10%、12%、14%、18%、22%、24%，PV值为0.42、0.44、0.46进行试验，混凝土抗压强度、劈裂强度、VC值、含气量随着石粉含量的增加而减少，液化、泛浆情况随着石粉含量的增加而变好。石粉含量为18%、22%，PV值为0.42时其碾压混凝土液化、泛浆情况最好，其他性能趋于稳定，无拐点。

（4）凝结时间。碾压混凝土的初凝时间要求为大于层面铺筑的间隔时间，其目的是保证摊铺、碾压、测试等工序，上层混凝土施工需在下层混凝土初凝之前完成。从而保证层面的塑性结合良好，防止形成渗水通道。在现场实际生产过程中，由于气候条件、拌制能力、运输问题及仓面施工水平等因素的影响，超过碾压混凝土初凝时间的情况经常发生。为保证层面良好的结合，进行碾压混凝土凝结时间试验。根据碾压混凝土施工规范要求，碾压混凝土连续升层的允许间隙时间小于初凝时间1～2 h。考慮不同工况，选择气温为0C、5C、10C、15C、20C、25C、30C进行试验，碾压混凝土平均初凝时间为660 min。因此碾压混凝土连续升层的允许间隙时间最大不超过9 h。

（5）施工参数。运输方式采用自卸汽车，平仓方式采用平仓机。为让平仓时厚度均匀，常在仓面模上标记仓面高程及层厚刻度线。自卸汽车仓面卸料时采用退铺法两点式或梅花形叠压式卸料，首先卸1/3，移动1m左右再卸2/3，两点式或梅花形卸料可让堆料高度减小，减少由自卸车卸料带来的骨料分离、料堆底部骨料集中分散等的情况。选择振动碾控制速度为1.0 km/h、1.3 km/h、1.5 km/h;摊铺厚度为25 cm、35 cm、45 cm;压实厚度为25 cm、30 cm、35 cm进行试验。当振动碾控制速度为1.5 km/h、摊铺厚度35cm、压实厚度30cm时，压实度满足要求，且最经济。

（6）碾壓的遍数。根据不同层次分别采用无振2遍、无振2遍+有振2遍，无振2遍+有振4遍、无振2遍+有振6遍、无振2遍+有振6遍+有振2遍、无振2遍+有振8遍、无振2遍+有振8遍+有振2遍进行试验，当碾压遍数为无振2遍+有振6遍+有振2遍时可碾性、弹性、泛浆、光亮感均满足工作性要求。

4 结论

高性能聚羧酸类减水剂的成功应用打破了目前碾压合混凝土采用萘系外加剂的模式，开启高性能羧酸类减水剂在碾压混凝土中的应用先河。确定了碾压混凝土的施工参数及碾压层面结合处理的经验和方法，每方碾压混凝土节省胶凝材料（25-40）kg/m;确定微颗粒含量控制指标、PV值、压实厚度、碾压遍数、变态加浆量、允许间隙时间等施工参数：得出碾压混凝土的亲和性、可碾性要求及加浆方法。为类似工程提供真实可靠的数据，同时实现碾压混凝土质量可控的目的。

参考文献

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[3] 蔡恒袖，刘翠.浅谈聚羧酸系高性能减水剂的应用[J].江西建材，2013（6）：18-19.

[4] 朱永平.探究聚羧酸系高性能减水剂在混凝土中的应用[J].中国水运（下半月），2018，18（7）：257-258.

Talking About the Application of High-performance Polycarboxylate Water-reducing Agent in Roller Compacted Concrete

LI Yingying， HU Yongcheng

（1.China Water Resources and Hydropower Twelfth Engineering Bureau Co.， Ltd.，  Hangzhou  Zhejiang  311600;

2.Jiande City Water Conservancy Service Center，  Hangzhou  Zhejiang  311600）

Abstract： At present， naphthalene admixtures are widely used in roller compacted concrete， and high-performance carboxylic acid water reducers have not been used in roller compacted concrete. In order to give full play to the advantages of carboxylic acid water-reducing agents in RCC， this paper analyzes the influence of the microparticle content， the PV value of grout-sand ratio， and the number of rolling cycles on the bonding properties of RCC. The interrelationship of various parameters is described. Based on this， it solves the problems of poor aggregate encapsulation and uncompact compaction caused by high-performance carboxylic acid water-reducing agent due to less cementitious materials. The purpose of controlling the quality of roller compacted concrete， reducing costs， and improving the bonding between layers of roller compacted concrete is realized.

Keywords： Roller compacted concrete; Carboxylic acid water reducing agent; Construction parameters; Interlayer bonding