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        白馬河倒虹吸混凝土泌水的危害及防治

        2011-12-31 06:51:24岳勝衛(wèi)
        城市建設(shè)理論研究 2011年28期
        關(guān)鍵詞:泌水防治危害

        摘要:混凝土在運(yùn)輸、振搗的過程中出現(xiàn)粗骨料下沉,水分上浮的現(xiàn)象稱為混凝土泌水。 泌水是新拌混凝土工作性一個重要方面。通常,描述混凝土泌水特性的指標(biāo)有泌水量和泌水率。

        關(guān)鍵詞:混凝土、泌水、危害、防治

        1.概述

        白馬河渠道倒虹吸是南水北調(diào)中線工程總干渠上的一座大型河渠交叉建筑物,位于河北省邢臺縣會寧鄉(xiāng)東良舍村西北的白馬河上,白馬河倒虹吸建筑物長685m。管身段長510m。樁號為118+149~118+659,包括進(jìn)出口斜管段和平管段。采用3孔一聯(lián)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),單孔過水?dāng)嗝鏋?.4m×6.4m(寬×高),頂板厚1.3m,底板厚1.3m,中墻厚1.2m,邊墻厚1.3m,貼角尺寸為0.6×0.6m。管身混凝土等級C30W6F100。

        混凝土澆筑分三層澆筑第一層底板澆筑厚度1.3m,墻體處到八字以上40cm,第二層墻體澆筑高度3.85m,到頂板八字以下95cm,第三層頂板澆筑高度2.85m。最大澆筑方量頂板為810m3。

        在澆筑過程中出現(xiàn)了混凝土泌水現(xiàn)象。

        2.泌水對混凝土的影響

        混凝土產(chǎn)生泌水以后,泌水部位的混凝土中會產(chǎn)生缺陷,導(dǎo)致該部位強(qiáng)度降低。水分的上浮在混凝土內(nèi)留下泌水通道,即產(chǎn)生大量自底部向頂層發(fā)展的毛細(xì)管通道網(wǎng),這些通道首先降低混凝土的抗?jié)B透能力,本工程混凝土抗?jié)B等級為w6。同時泌水對混凝土的抗腐蝕能力、抗凍性能影響很大,原因同樣與泌水以后留下的通道有關(guān),腐蝕性介質(zhì)通過泌水通道很容易進(jìn)入混凝土內(nèi)部,到達(dá)鋼筋表面產(chǎn)生鋼筋銹蝕。

        3.混凝土泌水的原因分析

        3.1膠凝材料

        本標(biāo)段采用的水泥為冀中能源股份有限公司水泥廠生產(chǎn)的詠寧P·O42.5水泥。粉煤灰為河北天唯實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的II級粉煤灰。膠凝材料與混凝土的泌水性能密切相關(guān),與其反應(yīng)活性、細(xì)度、顆粒形貌等有關(guān)。膠凝材料細(xì)度越高,比表面積越大,則濕潤膠凝材料表面所需的水量越多,即潤濕水量較多;同時如果膠凝材料較細(xì),其反應(yīng)活性增加,初期反應(yīng)所需要的結(jié)合水也會增加。這兩部分水的增加會使可以逸出形成泌水的自由水量減少,從而對降低泌水有利。較細(xì)的膠凝材料還會細(xì)化混凝土中的孔隙,降低孔隙連通性,導(dǎo)致泌水通道數(shù)量減少和泌水通道距離增大,使得泌水量減少。

        3.2骨料

        本標(biāo)段采用的粗骨料為邢臺鳳凰山宇峰石料廠生產(chǎn)的碎石,細(xì)骨料為邢臺南青山砂場生產(chǎn)的中砂。骨料的級配不合理,細(xì)顆粒空隙大,自由水上升引起混凝土泌水,是混凝土產(chǎn)生泌水的主要原因。骨料比例越好,砂細(xì)度模數(shù)偏小細(xì)顆粒用量增加,會使泌水通道長度增加,對減小混凝土泌水有利。

        3.3外加劑

        本標(biāo)段采用的外加劑為河北省混凝土外加劑廠生產(chǎn)的DH3G高效萘系減水劑和DH9引氣劑。DH3G高效萘系減水劑這一系列減水劑存在如下特點(diǎn):分子鏈短,減水劑減水率高,泌水率大,同時塌落度損失?。环肿渔滈L,減水劑減水率低,泌水率小,但是混凝土塌落度損失大?;炷翜p水劑泌水以泌水率比來評價。DH9引氣劑含氣量對新拌混凝土泌水有顯著影響。新拌混凝土中的氣泡由水分包裹形成,如果氣泡能穩(wěn)定存在,則包裹該氣泡的水分被固定在氣泡周圍。如果氣泡很細(xì)小、數(shù)量足夠多,則有相當(dāng)多量的水分被固定,可泌的水分大大減少,使泌水率顯著降低。同時,如果泌水通道中有氣泡存在,氣泡猶如一個塞子,可以阻斷通道,使自由水分不能泌出。即使不能完全阻斷通道,也使通道有效面積顯著降低,導(dǎo)致泌水量減少。

        3.4施工振搗影響

        施工過程中影響混凝土泌水的主要因素是振搗,振搗過程中,混凝土拌和物處于液化狀態(tài),此時過振其中的自由水在壓力作用下,很容易在拌和物中形成通道泌出。

        4. 泌水的防治

        根據(jù)混凝土泌水的原因分析,解決混凝土泌水主要方法有以下幾種。

        4.1膠凝材料

        選用較細(xì)的膠凝材料,適當(dāng)增加膠凝材料用量。

        4.2骨料

        適當(dāng)提高混凝土的砂率。在保證施工性能的前提下,盡量減少單位用水量。

        4.3外加劑

        減水劑方面,選用混凝土泌水較小、流動度大的高效減水劑。通過外加劑改善混凝土的泌水。混凝土外加劑(減水劑)一般是有機(jī)高分子物質(zhì)。有機(jī)高分子的分子量、或者分子鏈長度直接影響其性能。如果減水劑的分子量較大、分子鏈較長,會使混凝土的泌水減少,但是同時減水劑的減水率較低;如果分子量較小、分子鏈較短,則使減水率增加,同時使混凝土的泌水率增大。有些減水劑在主分子鏈上存在支鏈,無論主鏈支鏈,較長時會使混凝土泌水減水,但減水率也相應(yīng)降低,如果主鏈短而支鏈長,則會使泌水減少的同時,對減水率影響不大。一般情況下,減水劑不是由單一分子量的分子組成,而是各種分子量的分子混合組成。在既要減少泌水又要保證減水率的情況下,需要優(yōu)化減水劑的分子量級配,使得小分子和大分子物質(zhì)達(dá)到最佳搭配關(guān)系。

        4.4施工振搗影響

        嚴(yán)格控制混凝土振搗時間,避免過振。另外,對于現(xiàn)澆混凝土的性能控制,選取適當(dāng)?shù)目刂泣c(diǎn),使得控制有利于減小混凝土泌水。當(dāng)倉面內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了泌水,必須及時排除,其最有效的方法是真空吸水、人工在倉面掏水或用海綿等吸水性強(qiáng)的材料吸水,尤其在混凝土收面時更要及時吸去泌水,便于混凝土收面確?;炷镣庥^質(zhì)量。嚴(yán)禁在模板上開孔自流,造成膠凝材料流失,影響混凝土的質(zhì)量。

        5.結(jié)論

        由于缺乏直接的減少混凝土泌水的有效方法,解決混凝土的泌水必須從各個環(huán)節(jié)共同改進(jìn),使得各因素的影響降到最低,才能使現(xiàn)澆混凝土的泌水得到很好解決。目前白馬河倒虹吸管身混凝土已全部完成,通過施工過程中 各個環(huán)節(jié)的有效控制,基本解決了混凝土泌水的問題。以上的介紹對混凝土的施工有一定的借鑒意義。

        [作者簡介]岳勝衛(wèi),男,河北石家莊人,助理工程師,主要從事水利水電工程施工管理,河北省水利工程局

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