浅谈聚羧酸系高性能减水剂的应用.pdf

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2Q!呈生篁鱼塑f望簋!垫塑2逗酉建挝廛旦班窒浅谈聚羧酸系高性能减水剂的应用蔡恒袖1，刘翠2(1．江西省建筑材料工业科学研究设计院，江西南昌330000；2．江西天丰建设集团有限公司，江西南昌330038)摘要：聚羧酸系高性能减水剂虽然使混凝土在减水、保坍、增强、低收缩及环保等方面具有了优良的性能。但是，施工实践表明，该种减水剂存在比高效减水剂更难掌控的应用技术问题。特别是聚羧酸系高性能减水剂对混凝土原材料的适应性问题，对用水量敏感性问题以及滞后泌水等新问题，还需要系统研究关键词：聚羧酸系减水剂适应性1我国聚羧酸系高性能减水剂的发展我国聚羧酸高性能减水剂的研究始于二十世纪90年代中期，工业化与应用始于21世纪初期，2000年上海市建筑科学研究院率先在国内研制成功聚羧酸系高性能减水剂，投入工业化生产，开始在上海磁悬浮轨道、东海大桥工程中应用，并在2003年获得上海市科学技术进步二等奖。2002年一2005年，聚羧酸高性能减水剂开始在国家重点工程中初步应用，如杭州湾大桥，南水北调中线总干渠漕河渡槽段工程等；2005年随着国家高速铁路网的兴建，聚羧酸高性能减水剂开始出现迅速发展的趋势，应用在如京沪高铁，武广客运专线，合武高铁，各个省际高铁等；2006年以来，致力于聚羧酸高性能减水剂在预拌混凝土中应用技术的研究与开发。国内近几年来(进入21世纪以后)，也给予极大的关注，最近这些年发展势头更加汹涌。2聚羧酸系高性能减水剂应用中的主要问题2．1配制的混凝土拌合物的性能对用水量十分敏感反映}昆凝土拌合物性能的指标通常有流动性、粘聚性和保水性。使用聚羧酸系高性能减水剂配制的混凝土并不总是完全满足使用要求，经常会出现这样那样的问题。所以目前在实际试验时我们通常还用严重露石起堆、严重泌水离析起堆、扒底等术语来形象地描述混凝土拌合物性能。采用大多数聚羧酸系高性能减水剂制备的混凝土拌合物，其性状对用水量十分敏感。有时用水量只增加(1—3)k∥m3，混凝土拌合物便严重泌水，采用这种拌合物无法保证浇注的均匀性，而易导致结构物表面出现麻面、起砂、孑L洞等难以接受的缺陷，结构体强度和耐久性也随之下降。鉴于此，商品混凝土搅拌站由于对集料含水率检测控制不严，很容易在生产中造成加水量过多而导致混凝土拌合物泌水、离析。2．2聚羧酸系高性能减水剂对水泥的适应性由于聚羧酸系高性能减水剂对水泥浆溶液中的离子类型和浓度不敏感，较长的侧链不易被水泥水化物覆盖，因此能较长时间发挥其分散性，它对多种水泥适应性好于萘系等高效减水剂。但这只是相对而言，有些科研工作者在收集到十几种使用较多的水泥，用于做对比聚羧酸高性能减水剂和萘系高效减水剂的适应性试验，试验结果发现萘系不适应水泥的占20％，而聚羧酸高性能减水剂也有13％对水泥不适应。水泥的矿物组成，细度、碱含量、水泥中}昆合材品种都会影·】8·响聚羧酸系高性能减水剂的应用效果。由于硫酸根离子与减水剂分子争相吸附水泥颗粒，因此当水泥中硫酸根离子含量较高时，聚羧酸系高性能减水剂的减水效果会急剧下降，一定时间后会出现大量泌水。水泥生产原材料的差异，是减水剂的工程适应性的表现差异很大，即是是同厂家的水泥，新出厂的水泥与存放一定时间后的水泥相比，其适应性也有明显区别。2．3聚羧酸系高性能减水剂对掺合料的适应性试验证实，聚羧酸系高性能减水剂对粉煤灰也存在适应性问题，一级灰适应性较好，二、三级灰不适应情况则较多，此时即使加大聚羧酸的掺量效果也不明显。究竟是粉煤灰中的哪些成分的影响，尚需进一步研究。应该严格控制粉煤灰达到二级以上，三级粉煤灰明显降低减水剂的减水效果。一般来讲，矿粉的适应性较好，但是掺量过大易出现泌水。2．4集料对聚羧酸系高性能减水剂应用的影响除了集料的品种、级配和用量等会影响聚羧酸系高性能减水剂的性能发挥之外，砂、石含泥量指标对减水剂的性能发挥有很大影响，当砂的含泥量>3％时，减水剂的性能明显下降，适当增加掺量也很难达到满意的流动度。2．5聚羧酸系高性能减水剂与其它品种减水剂的相溶性较差对于高效减水剂，为了进一步改善它的性能，也为了降低成本，常常采用不同的外加剂进行简单的复配使用，这种复配往往能取得1+1>2的作用，通常称之为叠加效应。目前使用的除聚羧酸系高性能减水剂以外的减水剂几乎很少有单独使用的，近二三十年来我国的外加剂复配技术应当说是国际领先的。但是，聚羧酸系高性能减水剂与其他品种的外加剂进行复配时，就不容易产生叠加效应。首先它完全不能与萘系减水剂复配，两种减水剂若使用同一设备，在未彻底清洗干净时也会产生影响。因此现在往往要求聚羧酸系高性能减水剂最好单独使用一套设备。聚羧酸系高性能减水剂与其他减水剂复配虽然没有像萘系那样完全不相容，但效果也不理想。2．6聚羧酸系高性能减水剂的引气性聚羧酸系高性能减水剂在生产过程中往往会保留一些降低表面张力的表面活性成分，因此它具有一定的引气性。不同厂家由于原材料及生产工艺不同，引气量差别较大，大概在3％一8％。如果直接使用对混凝土强度影响是不利的，因此目前采取的做法是先消泡、再引气。不同分子结构的聚羧酸系高 水平旋喷桩预支护作用机理及效果的研究踪敬良(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉430063)摘要：本文以某山岭隧道工程实例为切入点，在针对水平旋喷桩预支护作用机理进行分析的基础之上，就水平旋喷桩预支护设计过程当中的关键问题以及实施效果展开了综合分析，希望能够引起各方重视。关键词：水平旋喷桩预支护作用机理设计效果当前在隧道工程建设过程当中所面临的最主要问题在于：随着隧道工程建设规模的发展，建设地域的扩大，隧道工程的辐射范围越来越广，在软弱地层修建的隧道也越来越多，特别是针对软弱松散地层而言，由于这部分地层结构的自稳定性能相对较弱，为了确保在该地基基础之上，隧道工程施工，乃至后期运行的安全性以及结构的稳固性，就需要对工作面前方沿隧道轮廓线进行超前加固处理。在超前加固的基础之上进行开·+-+一+-+一+一+-+一+一+一+-+一+-—P一·+一性能减水剂对不同的引气剂也是有选择性的，而且与搅拌方式很有关系。例如在试验室中试配混凝土含气量可以满足要求，到现场浇注时再取样，含气量就变了，这一点尤其要引起注意。其原因可能是由于搅拌方式，搅拌时间所引起的。聚羧酸系高性能减水剂成分中含有低表面张力的物质对混凝土来说也有其有利的一面。从某种意上来说好比事先加入了一些减缩剂，因此聚羧酸减水剂的混凝土收缩值要小于普通高效减水剂，带来混凝土体积稳定性好的优良性能。3如何高效利用聚羧酸系高性能减水剂3．1提高技术水平，稳定产品质量，加强技术储备建议聚羧酸系高性能减水剂生产企业积极与高校及科研院所联合，充分了解聚羧酸系高性能减水剂产品性能的各种影响因素，适时调整合成工艺参数，以稳定产品质量，并通过联合或自主研发，创新产品，适应市场需求。3．2与工程实际相结合加强试配由于原材料的变化，项目招标时的试验结果并不能代表项目实施时的情况。《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119—2003中“2．1．4”明确规定：掺外加剂混凝土所用原材料如水泥、砂、石、掺合料、外加剂均应符合国家现行的有关标准的规定；试配掺外加剂的混凝土时，应采用工程使用的原材料，检测项目应根据设计及施工要求确定，检测条件与施工条件相同，当工程所用原材料或混凝土性能要求发生变化时，应再进行试配试验。3．3严禁其它品种外加剂的混入聚羧酸系高性能减水剂的复配(如与木质素磺酸盐、引气、消泡、缓凝等组分)只能由外加剂生产厂或供应商进行，减水剂使用者只需对其相关性能检测验收，不得在其中复配任何其它组分，也不得将其它组分混入其中。混凝土搅拌设备、运输车辆、泵送设备最好固定用于掺聚羧酸系高性能减水剂的混挖作业，以确保安全施工目标的达成。考虑到传统意义上静压注浆及对应加固方法在防渗性能、以及浆液渗透均匀性方面均存在一定的局限性。而对于水平旋喷桩预支护技术而言，作为建立在常规旋喷注浆技术基础之上发展起来的新型支护技术之一，在承载力、地表沉降控制、以及围岩变形抑制等方面的优势突出，因而可将其应用于隧道工程的超前预支护。本文即围绕这一问题，展开详细分析与探讨。”+。+。+。+。+。+。十。十‘十。十。十。十。—P。十。十”十”十。十。十。十。。t一。‘。r”—’r。凝土，当共用搅拌设备、运输车辆和泵送设备时，必须彻底清洗这些设备后，才能用作掺其它品种Yl,iJn剂的混凝土，反之亦然。3．4严格计量减水剂和拌合水制备掺加聚羧酸系高性能减水剂的混凝土拌合物时，应严格按照试验室确定的最佳减水剂用量和用水量计量，切忌随意增加减水剂用量或用水量，以免所拌制混凝土出现离析、泌水、板结、含气量增加等不良现象，影响混凝土正常的泵送施工和浇注质量。必须准确测量原材料砂、石中所含的水分，并从总用水量中扣除，杜绝因对砂、石中所含水分检测不准而导致不良后果。3．5保证最低的胶凝材料用量由于聚羧酸系高性能减水剂塑化效果好，在配制较低强度等级混凝土时，混凝土的水泥用量不高，这种混凝土最易出现表面质量问题。如若采用聚羧酸系高性能减水剂配制CAO以下混凝土，水泥用量一般不会超过380kg／m3就可达到强度要求。工程中采用这种混凝土浇注后，往往结构表观质量较差。常见的问题有蜂窝、麻面、流沙等。为充分发挥聚羧酸系高性能减水剂优势，在这类混凝土中用较大量的粉煤灰、矿渣粉替代部分水泥，不仅保证了混凝土的最低胶凝材料用量(一般大流动度混凝土最低胶凝材料用量以400ke,／m3为宜)，所配制的混凝土更经济，绿色化程度更高。3．6加强初期养护，严防开裂与掺加其它外加剂的混凝土一样，掺加聚羧酸系高性能减水剂的混凝土浇注振捣密实后的表面二次抹压、薄膜覆盖或喷雾等，对防止其塑性收缩裂缝非常有效。而连续的7d或14d的保湿养护则不仅是混凝土强度正常增长的需要，也是防止其干燥收缩裂缝的保障。为增强掺加聚羧酸系混凝土的抗开裂性，同时掺加一定量的纤维同样十分必要，且这种混凝土仍然需要良好的湿养护，才能确保结构物不开裂。·19·