高樹天

（沈陽市水利規(guī)劃院，遼寧 沈陽 110015）

混凝土外加劑在白塔河鋼壩閘工程中的應用

高樹天

（沈陽市水利規(guī)劃院，遼寧 沈陽 110015）

混凝土外加劑是近些年來在混凝土施工中經(jīng)常用到的輔助材料。通過工程實踐，證實了其在沈陽地區(qū)水工混凝土施工中，能夠很好地提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性等。 文中以白塔河鋼壩閘工程為例，從混凝土外加劑的選用、使用外加劑對工程造價的影響以及提高混凝土性能等方面詳細敘述了混凝土外加劑的實際應用，并對其實踐經(jīng)驗進行了總結(jié)。

混凝土外加劑；抗?jié)B性；抗凍性；白塔河鋼壩閘

混凝土外加劑是一種在混凝土攪拌之前或拌制過程中加入的、用以改善新拌和（或）硬化混凝土性能的材料?；炷镣饧觿┳鳛楫a(chǎn)品在混凝土中應用的歷史有 80～90 年，目前按照混凝土外加劑的材料組成分類，可以分為減水劑、早強劑、抗凍劑、速凝劑、緩凝劑、引氣劑、消泡劑、膨脹劑、防水劑、密實劑等。本文重點論述在白塔河鋼壩閘中使用外加劑對提高混凝土抗?jié)B性和抗凍性以及對工程造價的影響。

1 概 述

白塔河位于渾河左側(cè)，是渾河的一級支流，系沈陽市主要河流之一。該河發(fā)源于東陵區(qū)李相鎮(zhèn)老塘峪村，流經(jīng)李相、深井子、南塔、渾南新區(qū)、白塔、渾河民族開發(fā)區(qū)、和平區(qū) 7 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在曹仲屯匯入渾河，流域面積為 178km2，河流總長 48.5 km，河道比降 0.089%。

白塔河中上游河槽曲折，屬寬淺式河床，中下游比較順直，屬窄深式河床。白塔河平時水量很少，汛期洪水出現(xiàn)時，洪峰流量很大，破壞力很強。為滿足河道景觀建設(shè)需要，規(guī)劃在白塔河樁號36+958 和樁號 39+180 修建鋼壩閘 2 座。

根據(jù) SL191-2008《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定：沈陽地區(qū)水工建筑物所處的環(huán)境類別多為二類，屬嚴寒地區(qū)。鋼壩閘混凝土強度等級為 C25，抗?jié)B等級為 W4，抗凍等級為 F200。

2 外加劑提高混凝土抗?jié)B性與抗凍性

混凝土的滲透性與耐久性有極其密切的關(guān)系?？?jié)B性是指混凝土抵抗水在混凝土毛細孔向其內(nèi)部滲透的能力，影響滲透的主要因素是水泥內(nèi)部有毛細管或某些微裂縫所形成的透水通路。這些通路是由于配制混凝土時，為得到一定的施工流動性而多加的水分在混凝土硬化時蒸發(fā)所留下來的。通常來說，抗?jié)B性好的混凝土，其密實性高，混凝土的耐久性也較好。這是因為許多有害物質(zhì)是隨介質(zhì)滲透到混凝土內(nèi)部而起破壞作用的。提高混凝土的抗?jié)B性，除混凝土本身具有極低的滲透性以外，從實際意義上來說，避免混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋和裂縫是更為重要的。

抗凍性是指混凝土抵抗凍融破壞的能力。影響的主要因素是混凝土內(nèi)部構(gòu)造、混凝土中孔隙率和空隙特征等。密實并具有閉口又不互相聯(lián)通的混凝土具有較好的抗凍性能，因此在實際工程中要保證混凝土的振搗密實。另外水泥品種及強度等級對混凝土抗凍性也有影響。

使用混凝土外加劑提高抗凍性和抗?jié)B性的方法包括使用減水劑以大幅度地降低水灰比，提高混凝土強度和致密性，切能夠獲得所需要的施工性；使用高效引氣劑以使混凝土中產(chǎn)生孔徑小、間隔均勻的封閉氣孔，提高混凝土的耐凍融性。在白塔河鋼壩閘施工中，采用的是 HD-90 高效引氣減水劑，直接加入混凝土拌合料中，延長攪拌時間30～60s，摻量為 0.6%～1.5%。其理論可使混凝土抗凍等級達到 F300，抗?jié)B等級達到 W8。

3 外加劑對工程造價的影響

根據(jù)水利工程設(shè)計要求，白塔河鋼壩閘混凝土強度等級 C25，抗?jié)B等級 W4，抗凍等級 F200。

如果不摻混凝土外加劑，按照水利定額中有抗?jié)B抗凍要求的混凝土水灰比采用值：抗?jié)B等級W4，對應水灰比 0.60～0.65；抗凍等級 F200，對應的水灰比小于 0.5； 在同時滿足抗凍抗?jié)B要求時，以抗凍等級要求水灰比，即水灰比小于 0.5。工程采用 42.5 水泥，水灰比 0.50，如要滿足工程要求，需采用 C30純混凝土配合比及材料量計算混凝土單價，配合比及。水泥∶砂∶石子=1∶2.25∶4.43，預算量：水泥 310kg；粗砂 699kg，0.45m3；卵石 1389 kg，0.81m3；水 0.15m3。

根據(jù)預算量計算混凝土價格，主材價格參考遼寧省價格信息網(wǎng)指導性材料價格，其中，水泥42.5 單價為 486 元/t，粗砂單價 83 元/m3，碎石單價 85 元/m3。根據(jù)《遼寧省水利工程設(shè)計概（估）算編制規(guī)定》中的相關(guān)規(guī)定，工程預算中主要材料采用限價計入單價，主要材料限價為：水泥 300 元/t，砂 35 元/t，碎石 55 元/t。

如果摻外加劑，采用 C25 混凝土摻外加劑混凝土即可滿足抗凍劑抗?jié)B要求，采用 C25摻外加劑混凝土的配合比及材料用量計算混凝土單價，水泥強度等級 42.5，水灰比 0.55，配合比水泥∶砂∶石子=1∶2.92∶5.44，材料預算量：水泥 254kg；粗砂743kg，0.5m3； 卵 石 1400kg，0.82m3； 外加 劑0.52kg；水 0.15m3。

通過以上計算可知：C25（W4，F(xiàn)200）純混凝土材料價格為 259.12 元/m3，其中計入工程單價材料費 154.60 元/m3， 材 料 限 價 104.52 元/m3；C25（W4，F(xiàn)200） 摻 外 加劑混凝土材料 價 格為 238.88元/m3，其中計入工程單價材料費 143.04 元/m3，材料限價 95.84 元/m3。

以現(xiàn)澆混凝土墻為例，根據(jù)《遼寧省預算定額》，采用 C25 純混凝土計算，混凝土墻單價為356.46 元/m3； 采用 C25 摻外加劑混凝土計算，混凝土墻單價為 331.28 元/m3。由此可知，采用摻外加劑可降低混凝土墻單價 7%。

4 結(jié) 語

合理使用外加劑，不僅可以降低工程造價，方便施工，提高效率，起到事半功倍的效果，而且節(jié)省了自然資源。白塔河鋼壩閘工程中所采用的HD-90 高效引氣減水劑，經(jīng)過工程的運行檢驗，地下混凝土啟閉機室基本沒有滲漏，處于水位變動區(qū)的混凝土表面也沒有凍融剝蝕破壞，能夠滿足沈陽地區(qū)的抗凍抗?jié)B級別，即抗凍等級 F200，抗?jié)B等級 W4，可在沈陽地區(qū)水工混凝土中推廣應用。

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