超塑化剂是近年来在建筑工程,特别是高强、缓凝、泵送混凝土中广泛应用的外加剂,由于其本身所具有的特点和性质,使它在工程应用中体现出越来越多的优点,以本人施工的某工程大承台施工为例,就超塑化剂在大体积混凝土中的应用进行一些分析、探讨。
1工程概况
1.1主体工程概况
某工程建筑面积70065m2;主体南北向长113.48m,东西向宽65.69m;地上高度为105.85m,地下2层,标高-9.3m,结构形式为t;650m、;600mm沉管灌筑桩,钢筋混凝土承台;地上30层为框剪结构。XT承台为工程主楼承台,纵向64m,横向41.4m,承台厚度达3.25m,浇筑混凝土量861m3,混凝土强度设计等级C40、S8,是典型的大体积混凝土构件。
1.2XT承台施工难点
(1)施工期气温过高,各种原材料入槽温度高。
(2)混凝土浇筑量大,施工缝交接困难。
(3)单方水泥用量大,产生水化热大,给结构造成潜在危害。
(4)混凝土表面积大,混凝土养护及温控测量不便。
(5)场地地下水位高,混凝土防渗要求高,施工难度大。
(6)混凝土槽内浇筑,承台又与桩头相联,各种约束条件复杂。
(7)塌落度大(泵送)造成混凝土收缩、除变破坏的危害性大。
2超塑化剂的选用
2.1材料的选择
分析XT承台的施工难点,必须从改善混凝土性能入手,使混凝土性能满足施工要求,才能达到施工目的。
经分析比较,选择了“结墙”牌CSP27超塑化剂作混凝土外加剂,结合“A型混凝土抗裂防水膨胀AEA”,对混凝土配合比进行调整试验,其各项技术指标均达到施工与设计要求,很好地解决了施工难题。
2.2CSP-7超塑化剂对混凝土性能的影响
(1)对混凝土水化热的影响。由于超塑化剂通过吸附包裹水泥粒子,破坏正常的水泥物质水化反应速度,将混凝土中相对集中、快速的水化反应分散,使得水化热释放周期延长,水化热峰值降低。
(2)坍落度损失及缓凝作用的影响。由于超塑化剂延长水化反应时间,使得混凝土水泥成份不能短期内全部进水化反应,混凝土中胶凝成份数量少,混凝土粘性增长慢,同时降低水化反应耗水量,混凝土中自由水分损失减慢,混凝土坍落度损失减少,混凝土缓凝得到良好改善。
(3)对早期强度的影响。当水化作用达到混凝土缓凝、坍落度等要求后,其吸附作用减退,混凝土水化作用进入相对高峰期,产生大量热量,促使各种水化产物增多,并填充混凝土空隙,增加混凝土的密实程度,形成一定的早期强度。
(4)对混凝土后期强度的影响。由于后期水化作用逐渐放慢,水化热产生及数量也随之放慢,已水化特点占大量空间,使得尚未反应的水泥组份与水难以起作用,因而混凝土中存在部分尚未水化物质,正是这些物质形成混凝土后期强度储备。
(5)对水泥用量的影响。在混凝土拌合物中,由于减水剂各组分有效地使水泥组份进一步均匀扩散,并使水化热作用得到有效控制,使得用水减少,从而有效地提高水泥物质水化后胶凝物质在混凝土中的作用,减少由于施工用水过多而带来的水泥组份胶凝损失,从而达到降低水泥用量的目的。
(6)对混凝土抗渗作用机理。由于超塑化剂减缓混凝土水化作用,从而使混凝土水化热膨胀得到有效控制,材料热膨胀得到限制,减少混凝土水脂作用后的收缩量,有效避免了结构收缩的产生;同时,由于水化物形成胶凝质的填充作用,使得混凝土孙隙减少,密实提高;其三,由于施工用水的减少,使得混凝土中自由水存量减少,相应也减少了自由水蒸发后混凝土中的水份空隙,从而对混凝土抗渗效果起到积极的作用。
3CSP-7超塑化剂的施工应用效果
(1)试配调整后的混凝土配合比见表1~表3。
(2)混凝土改良技术参数①施工实测塌落度及损失值;②混凝土结实测值;③混凝土强度实测值。
(3)混凝土水化热控制①水化热降低率计算(以m3为单位)水泥水化热释放值取:461kJ?kg定额混凝土配合比水化热量532kg×461kJ?kg=245252kJ调整后混凝土配合比水化热396kg×461kJ?kg=182556kJ水化热降低率为25.6%
②掺入CSP27后混凝土水化热释放曲线图从图1中可以看出,水化热释放时间得到延缓,峰值得到降低。③混凝土浇捣后2~12d实测温度
(4)坍落度与调整后高性能混凝土(HPC)流动值的关系
从图2可见,随着坍落度的增加混凝土流动值增大。
4施工应用体会
4.1应用超塑化剂作用
(1)混凝土和易性得到较好改善,塌落度提高10~12cm,为泵送混凝土施工创造良好的施工条件。
(2)混凝土初凝时间延长2h,终凝时间延长6~8h,为混凝土构件浇筑及接缝提供了时间保证,对提高混凝土构件的整体性、抗渗能力起到促进作用。
(3)缓凝高强使混凝土早期强度提高,一般3d强度为60%~80%,7d强度为80%~92%,实现早拆模,从而提高了模板周转效益。
(4)增加混凝土后期强度储备,保证结构安全。
(5)水化热释量降低,避免了构件因此而造成的胀缩性破坏。
(6)增强了混凝土内部的密实度,提高混凝土的抗渗能力。
4.2经济效益
(1)由于采用CSP27后改善了混凝土性能,减少了混凝土抗渗和养护材料费用,提高了施工效益。
(2)加快了模板及顶撑材料的施工周转,降低了工程施工成本。
(3)CSP27使混凝土中水泥、水的用量分别减少为25.6%、16.5%,提高经济效益。
5结语
通过CSP27超塑化剂在工程ZT承台中的施工实践,认为:它对混凝土性能起改良作用,提高混凝土的适用性,克服了混凝土本身性能而造成的许多施工困难,提高施工质量、效益,降低施工成本,值得推广应用。
