吳章懷

（深圳市東大洋水泥制品有限公司）

淺析超緩凝混凝土配合比設(shè)計(jì)與影響因素

吳章懷

（深圳市東大洋水泥制品有限公司）

本文主要簡(jiǎn)單分析超緩凝混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響因素并根據(jù)影響力大小指導(dǎo)混凝土配合比的設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用調(diào)整，以期能夠最大限度保證超緩凝混凝土性能滿足施工要求。

超緩凝混凝土配合比研究；緩凝時(shí)間影響因素

1　超緩凝混凝土概述

近年來(lái)，隨著鉆孔咬合樁工藝的引進(jìn)與不斷完善，超緩凝混凝土便應(yīng)運(yùn)而生。超緩凝混凝土的特點(diǎn)是混凝土在攪拌時(shí)摻入了超緩凝劑，使混凝土能在施工所需要的時(shí)間內(nèi)保持塑性，并在緩凝作用結(jié)束后，混凝土水化反應(yīng)正常進(jìn)行、混凝土能正常凝結(jié)并且無(wú)不良影響，在28天齡期混凝土強(qiáng)度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1.1超緩凝混凝土主要應(yīng)用

鉆孔咬合樁作為一種圍擋支護(hù)結(jié)構(gòu)，在地鐵車站、高層民建等深基坑圍護(hù)施工中有著廣泛的應(yīng)用。它運(yùn)用于軟基地層，尤其適用于淤泥、流沙等地質(zhì)特征地層，相對(duì)于地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁等具有擾動(dòng)小、抗?jié)B好、成孔垂直、施工速度快、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)[1]。深圳許多地區(qū)是通過(guò)填海形成，咬合樁技術(shù)在深圳得到廣泛應(yīng)用。

1.2施工工藝與緩凝時(shí)間要求

鉆孔咬合樁采用全套管鉆機(jī)鉆孔施工，在樁與樁之間形成相互咬合排列的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。樁的排列方式為A樁和B樁間隔布置,施工時(shí)先施工A樁后施工B樁,并要求A樁的超緩凝混凝土初凝之前必須完成B樁的施工。B樁施工時(shí)采用全套管鉆機(jī)切割掉相鄰A樁相交部分的素混凝土,從而實(shí)現(xiàn)咬合。如圖1。

圖1　鉆孔咬合樁平面示意圖

成樁耗時(shí)、施工準(zhǔn)備、施工預(yù)留等因素結(jié)合起來(lái)，即為A樁混凝土的緩凝時(shí)間。因此，在大部分情況下鉆孔咬合樁的超緩凝混凝土初凝時(shí)間設(shè)計(jì)為60h。

2　混凝土凝結(jié)時(shí)間影響因素分析

2.1原材料性能

原材料是影響混凝土凝結(jié)時(shí)間主要因素，緩凝劑摻量是第一因素，水泥品種與強(qiáng)度、摻和料品質(zhì)、砂石含泥量、顆粒級(jí)配等皆是重要影響源。而且最關(guān)鍵的是，當(dāng)所選擇的原材料品質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，可能會(huì)使緩凝劑的摻量產(chǎn)生變化，間接影響混凝土的緩凝時(shí)間。因此，保證所選擇的原材料的質(zhì)量穩(wěn)定性，也是超緩凝混凝土生產(chǎn)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.2溫度

除了原材料，環(huán)境溫度也是影響混凝土凝結(jié)時(shí)間的主要因素。由于鉆孔咬合樁的混凝土處于地下，因此了解地下土壤溫度也是控制混凝土凝結(jié)時(shí)間的重要環(huán)節(jié)。

3　原材料選擇

3.1水泥

選擇質(zhì)量穩(wěn)定、貨源充足的P.O 42.5R水泥，試驗(yàn)結(jié)果如表1：

表1　臺(tái)泥（貴港）P.O42.5R主要性能指標(biāo)

3.2粉煤灰

選擇電廠原灰，利用電廠灰含大量玻璃微珠的特點(diǎn)，可改善混凝土的和易性和保證后期活性，但鑒于深圳地區(qū)高品質(zhì)粉煤灰供不應(yīng)求的實(shí)際情況，為保證配合比穩(wěn)定性，粉煤灰摻量不宜太高。煤灰試驗(yàn)結(jié)果如表2：

表2　深圳媽灣電廠ⅠⅠ級(jí)粉煤灰主要性能指標(biāo)

3.3礦粉

礦渣粉具有良好的活性，能夠保證混凝土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)，并提高混凝土抗?jié)B性能與抗硫酸鹽腐蝕性，且相對(duì)于粉煤灰，礦粉質(zhì)量更加穩(wěn)定。但礦渣粉早期水化反應(yīng)較大且摻量較大時(shí)混凝土抗離析性能下降，因此礦渣粉摻量不宜太高。試驗(yàn)結(jié)果如表3：

表3　唐山盾石S95級(jí)磨細(xì)礦渣粉主要性能指標(biāo)

3.4骨料

選擇級(jí)配良好、質(zhì)地密實(shí)圓潤(rùn)、含泥量小的天然骨料。

水洗砂試驗(yàn)結(jié)果如表4：

表4　東莞水洗砂主要性能指標(biāo)

石子試驗(yàn)結(jié)果如表5：

表5　中山花崗巖碎石主要性能指標(biāo)

3.5超緩凝外加劑

選用超緩凝劑與高效減水劑復(fù)配而成的超緩凝高效減水劑，其特征是“低濃高摻”，即在保證緩凝效果的同時(shí)降低濃度，從而降低混凝土對(duì)外加劑的敏感度。試驗(yàn)結(jié)果如表6：

表6　深圳五山超緩凝高效減水劑主要性能指標(biāo)

4　配合比試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室前期反復(fù)試驗(yàn)，我們摸索出2條經(jīng)驗(yàn)：

⑴粉煤灰、礦渣粉復(fù)合摻量不宜超過(guò)50%；

⑵外加劑摻量有一個(gè)飽和點(diǎn)，過(guò)了飽和點(diǎn)緩凝時(shí)間無(wú)明顯變化，且拌合物容易離析泌水（我們所選用的超緩凝外加劑飽和點(diǎn)在3.3%～3.5%左右）。

結(jié)合以上經(jīng)驗(yàn)，我們最終設(shè)計(jì)配合比如表7。

配合比試驗(yàn)結(jié)果如表8。

5　試驗(yàn)結(jié)論

⑴由試驗(yàn)結(jié)果可知，超緩凝混凝土的狀態(tài)損失稍好于普通混凝土，但超緩凝不是超保坍，不代表混凝土可以在現(xiàn)場(chǎng)等待四五個(gè)小時(shí)依然可以保持施工性能。而這點(diǎn)恰恰不為施工人員所理解，因此攪拌站應(yīng)做好超緩凝混凝土施工的技術(shù)交底工作。

⑵超緩凝混凝土凝結(jié)時(shí)間受環(huán)境溫度的影響較大，生產(chǎn)控制必須將試驗(yàn)室環(huán)境與工地現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的溫度差異作為一個(gè)重大課題進(jìn)行不斷研究，不斷優(yōu)化超緩凝外加劑組分，切忌將某一特定條件下的試驗(yàn)結(jié)果死套在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中。

⑶從混凝土強(qiáng)度發(fā)展曲線來(lái)看與普通混凝土強(qiáng)度趨勢(shì)相似，此配合比混凝土強(qiáng)度可以滿足要求可以作為混凝土生產(chǎn)基礎(chǔ)配合比。

6　工程應(yīng)用與結(jié)束語(yǔ)

本公司為深圳地鐵3號(hào)線、招商銀行大廈基坑支護(hù)等工程項(xiàng)目供應(yīng)超緩凝混凝土約1.5萬(wàn)立方。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，往往出現(xiàn)很多意想不到的因素對(duì)混凝土施工產(chǎn)生不良影響，例如夏季施工同一天中出現(xiàn)高溫與暴風(fēng)雨氣候、水泥熟料礦物組成變化、攪拌站更換材料供應(yīng)商等等超出質(zhì)量控制范疇的情況，這都需要試驗(yàn)人員對(duì)施工配合比進(jìn)行不斷驗(yàn)證與調(diào)整，以及需要與施工單位技術(shù)人員有良好的溝通協(xié)作，才能盡可能降低各種不良因素給施工造成的麻煩?！?/p>

[1]戴嘉明，方成，杜朝輝.超緩凝混凝土在咬合樁中的應(yīng)用.

表7　C15超緩凝水下混凝土配合比

表8　C15水下超緩凝混凝土試驗(yàn)結(jié)果