付立華

(呼蘭養(yǎng)路總段)

隨著黑龍江省公路事業(yè)的蓬勃發(fā)展,水泥混凝土在各類(lèi)公路工程建設(shè)中起著日益巨大的作用。由于受到氣候影響,我省施工期較短,在水泥混凝土施工中,廣泛使用外加劑。

1 外加劑的主要品種

作為水泥混凝土中的第五組分——水泥混凝土外加劑主要有減水劑、引氣劑、早強(qiáng)劑等幾種常用的外加劑。

2 外加劑的適用范圍及性能指標(biāo)

2.1 減水劑

(1)普通減水劑、高效減水劑在施工應(yīng)用之前應(yīng)檢驗(yàn)pH值、密度(或細(xì)度)、減水率,符合要求后才可使用,最佳摻量的確定,必須滿(mǎn)足工程環(huán)境條件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度、工作性、耐久性及經(jīng)濟(jì)性等性能要求,根據(jù)供貨商提供的推薦摻量,通過(guò)試配得到一個(gè)合理?yè)搅?。高效減水劑摻量過(guò)大會(huì)造成水泥混凝土嚴(yán)重泌水、水泥漿大量流失,導(dǎo)致密實(shí)度不足從而影響強(qiáng)度。

(2)減水劑應(yīng)配制成均勻的溶液。外加劑沉淀的有害作用與外加劑摻量超大是相同的,每天應(yīng)清除溶液中未能溶解的固體沉淀物。根據(jù)工程的需要,普通減水劑和高效減水劑可與其他可混溶的外加劑復(fù)配使用。

(3)在高效減水劑中摻入與水泥相適應(yīng)的緩凝劑、高溫緩凝劑、保塑劑或緩凝型減水劑可減少熱天坍落度損失,用攪拌車(chē)或罐車(chē)運(yùn)輸水泥混凝土?xí)r,在澆筑現(xiàn)場(chǎng)可二次加入高效減水劑,經(jīng)快速攪拌均勻后出料,不得多加水,并快速完成澆筑、振搗、飾面等;使用緩凝型的高效減水劑。

(4)養(yǎng)生環(huán)節(jié)是保證水泥混凝土結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生開(kāi)裂和微裂縫的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此,摻普通減水劑、高效減水劑的公路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu),應(yīng)加強(qiáng)并盡早進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)生。摻普通減水劑的水泥混凝土構(gòu)件不適宜用于蒸養(yǎng);摻緩凝型減水劑的水泥混凝土構(gòu)件必須保證靜停一段時(shí)間后,使水泥混凝土形成一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度才可蒸養(yǎng)。摻高效減水劑的水泥混凝土可用蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)。

2.2 引氣劑

(1)引氣劑應(yīng)選用表面張力降低值大、水泥稀漿中起泡容量多而細(xì)密、泡沫穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)、不溶殘?jiān)俚漠a(chǎn)品。由于在水泥稀漿中的氣泡特性與水泥混凝土中的比較相近,所以搖泡試驗(yàn)宜在水泥稀漿中進(jìn)行。

(2)使用引氣劑可以有效提高水泥混凝土的彎拉強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度,減少干縮和溫度收縮變形量,改善結(jié)構(gòu)抗裂性,也提高了水泥混凝土的抗?jié)B性。

(3)對(duì)于負(fù)溫水泥混凝土施工時(shí)改善早期抗凍性措施可以從兩個(gè)方面來(lái)解決：一是加快早期水泥水化,使水泥混凝土盡快達(dá)到早期臨界強(qiáng)度,可使用早強(qiáng)劑、減水劑、防凍劑;二是摻入引氣劑,緩解凍脹所產(chǎn)生的壓力。據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,冬季日平均氣溫低于 -5℃或極限最低氣溫低于-10℃地區(qū)施工的公路水泥混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件,宜摻用引氣劑或引氣型減水劑、引氣型高效減水劑、引氣型(早強(qiáng)、防凍)高效減水劑。

(4)引氣劑、引氣型減水劑、引氣型高效減水劑可根據(jù)公路工程要求及環(huán)境氣溫與(高溫)緩凝劑、早強(qiáng)劑、防凍劑等復(fù)合使用,配制溶液時(shí),如產(chǎn)生絮凝或沉淀現(xiàn)象,不得混溶,應(yīng)分別配制溶液,并分別加入攪拌機(jī)內(nèi)。當(dāng)原材料、配合比、攪拌時(shí)間、運(yùn)輸距離、氣溫等條件變化時(shí),應(yīng)微調(diào)引氣劑、引氣型減水劑、引氣型高效減水劑和引氣緩凝高效減水劑的摻量,保證水泥混凝土結(jié)構(gòu)含氣量基本不變化。

(5)新拌水泥混凝土的含氣量,應(yīng)在攪拌機(jī)口取樣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢側(cè),并應(yīng)考慮在運(yùn)輸和振搗過(guò)程中的損失。

2.3 早強(qiáng)劑

(1)早強(qiáng)劑是一種專(zhuān)門(mén)解決工程中需要盡快或盡早獲得水泥混凝土強(qiáng)度問(wèn)題的專(zhuān)用外加劑。早強(qiáng)劑、早強(qiáng)型減水劑和早強(qiáng)型高效減水劑適用于公路工程需要快速形成強(qiáng)度的快通水泥混凝土結(jié)構(gòu),蒸養(yǎng)水泥混凝土構(gòu)件,最低溫度不低于-5℃的低溫環(huán)境中施工的有早強(qiáng)要求的水泥混凝土、鋼筋混凝土及需要提前張拉和放張的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。炎熱環(huán)境條件下不宜使用早強(qiáng)型外加劑。

(2)摻加液態(tài)早強(qiáng)劑的水泥混凝土,攪拌時(shí)間宜適當(dāng)延長(zhǎng)。粉劑早強(qiáng)劑直接摻入公路工程水泥混凝土?xí)r,應(yīng)先與水泥、集料干拌均勻后再加水,加水后的攪拌時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)30s。這是保證粉劑早強(qiáng)劑在水泥混凝土中均勻分布的措施。但對(duì)于某些本身是溶液或可全溶的早強(qiáng)劑,仍應(yīng)使用其溶液,溶液比干粉拌和的勻質(zhì)性及其使用效果均強(qiáng)得多。

(3)公路工程預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件使用早強(qiáng)劑時(shí),其張拉工藝應(yīng)按試驗(yàn)確定?？焱ㄋ嗷炷谅访娴拈_(kāi)放交通時(shí)間,應(yīng)按達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 90%以上時(shí)的試驗(yàn)確定。也就是公路工程快通水泥混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)放交通時(shí)間,應(yīng)按與結(jié)構(gòu)相同養(yǎng)生條件下,摻早強(qiáng)劑水泥混凝土試件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 90%以上的試驗(yàn)確定。

3 混凝土外加劑在使用中應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1 混凝土坍落度損失過(guò)快

高性能混凝土應(yīng)具有良好的工作性,以滿(mǎn)足集中攪拌、遠(yuǎn)距離運(yùn)送、泵送、不振搗、自平流、自密實(shí)等過(guò)程要求,其中最重要的是混凝土坍落度損失,此問(wèn)題直接影響混凝土泵送及現(xiàn)場(chǎng)操作。導(dǎo)致混凝土坍落度損失的原因很多,較為多見(jiàn)的有外加劑的品質(zhì)、水泥的因素、環(huán)境溫度、水灰比的大小、砂率的含泥量,摻合料的變化以及拌和方式等。其中最具影響的因素是水泥和外加劑,如需解決混凝土坍落度損失過(guò)快的問(wèn)題,建議通過(guò)適當(dāng)增加外加劑摻量,其幅度在原摻量基礎(chǔ)上增加10%～30%;如果是使用早強(qiáng)型新鮮水泥,則在原混凝土用水量的基礎(chǔ)上增加 5%～10%,以上兩種方法均可。

3.2 混凝土出現(xiàn)泌水(結(jié)底)現(xiàn)象

混凝土在施工中出現(xiàn)泌水(結(jié)底)及堵泵現(xiàn)象,一是外加劑減水率偏高,二是混凝土用水量偏大,三是水泥存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或受潮等因素。發(fā)生此類(lèi)現(xiàn)象,可適當(dāng)調(diào)整混凝土用水量或外加劑摻量,也可通過(guò)適當(dāng)提高砂率,以此改善混凝土的和易性,避免因泌水而造成混凝土結(jié)底、堵泵等現(xiàn)象發(fā)生。其中,如系減少混凝土用水量,減少幅度通常為原用水量的 5%～10%;如系調(diào)整外加劑摻量,調(diào)整幅度在原摻量的基礎(chǔ)上減少 10%～20%。與此同時(shí),用戶(hù)單位應(yīng)及時(shí)告知外加劑廠(chǎng)家對(duì)續(xù)供產(chǎn)品作適當(dāng)調(diào)整。

3.3 凝結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短現(xiàn)象

混凝土在施工過(guò)程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)時(shí)間與外加劑廠(chǎng)家提供的時(shí)間要求不相一致。究其原因,可能是雙方的檢測(cè)方法和環(huán)境溫度不一樣,或者是氣溫突變(日溫差＞15℃)、水泥新鮮程度、以及混凝土配合比變化等多種因素造成的。針對(duì)上述狀況和混凝土配合比等因素,結(jié)合混凝土試驗(yàn)的數(shù)據(jù),對(duì)外加劑廠(chǎng)家提出所需凝結(jié)時(shí)間要求。廠(chǎng)家根據(jù)用戶(hù)意見(jiàn)作出相應(yīng)的調(diào)整,力求避免出現(xiàn)誤差。

3.4 混凝土快凝(假凝)現(xiàn)象

施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土出現(xiàn)快凝(假凝)現(xiàn)象雖然并不多見(jiàn),但仍時(shí)有發(fā)生(特別是在新進(jìn)或更換水泥后)。原因：(1)水泥中含有無(wú)水石膏作為調(diào)凝組分;(2)水泥熟料與二水石膏在磨制過(guò)程中,因溫度控制原因致使二水石膏脫水生成半石膏或無(wú)水石膏。此類(lèi)水泥在按標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)時(shí)為合格水泥,在不用外加劑配制混凝土是可以的,但與外加劑匹配時(shí),就有可能造成不相容,因而在拌制混凝土?xí)r,會(huì)使混凝土產(chǎn)生快凝,同時(shí)給施工操作帶來(lái)困難,甚至造成混凝土出現(xiàn)泠縫,影響工程質(zhì)量。此現(xiàn)象特別在夏季溫度偏高時(shí)更容易發(fā)生。當(dāng)發(fā)生快凝(假凝)時(shí),應(yīng)當(dāng)取必要的措施加以控制,如緩慢施工或待水泥降溫后再進(jìn)行施工?，F(xiàn)則與水泥廠(chǎng)家和外加劑廠(chǎng)家共同商定合作調(diào)整方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于外加劑的應(yīng)用,乍看起來(lái)似乎并不復(fù)雜,但其中有些問(wèn)題卻是共性難題,許多專(zhuān)家學(xué)者都在探索其中奧秘,尋求應(yīng)對(duì)措施。在施工過(guò)程中,用戶(hù)與生產(chǎn)廠(chǎng)家的技術(shù)部門(mén)應(yīng)保持直接的聯(lián)系,客觀(guān)地反映在使用水泥混凝土外加劑過(guò)程中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題,以便及時(shí)解決,保證水泥混凝土質(zhì)量。