高性能混凝土外加剂在地下室混凝土中的应用
水泥 2008-07-02
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陈玉彬① 姚 武② 邰德龙① 严永兵①
(江苏扬建集团有限公司商品混凝土分公司 225001 ，② 江苏博特新材料有限公司 224000)
摘要：
聚羧酸系外加剂是新型的高性能减水剂，利用高减水率、有效降低水泥用量和混凝土水化热的性能配制大体积地下室混凝土，并在工程使用中取得良好的使用效果和经济效益。
引言
聚羧酸系高性能减水剂是目前国内外前沿的一类高性能减水剂，其优异的性能越来越被得到认可，特别是最近几年随着国内聚羧酸产品的开发与推广，其在工程上的应用也日趋频繁。JM-PCA聚羧酸具有低掺量、高减水率、高强度增长率、良好的保塑性等优点，配制的混凝土收缩率低，混凝土水化温升平缓。
1，工程概况
由扬州曙光电缆有限公司投产的电缆立塔工程，平面为矩形剪力墙筒体结构，总高114.0m，建筑面积6828ｍ2。该工程位于江苏省高邮市菱塘填，平面复杂，富有变化，立面高耸，属非常规建筑。该建筑地下1层，地上16层，地下室长为27米，宽为25米，底板高2.5米，混凝土强度等级为C40P8。
2，设计思路
针对该工程地下室底板的厚度达到2.5米， C40混凝土的自防水要求可以满足P8的抗渗等级的要求，其主要问题是要防止混凝土的内部产生的水化热造成混凝土内外温差过大产生裂缝而影响混凝土质量，因此在设计配合比时主要考虑混凝土收缩和防止水化热过大的问题，而防止混凝土收缩一般的传统做法采取补偿收缩，也就是在混凝土中掺加膨胀剂，而在本工程中却大胆的采用了低水胶比的方法，降低混凝土单位用水量，从而提高混凝土本身的密实度来减少收缩的。同时由于用水量的降低，单方混凝土的水泥用量也有所降低，从而使混凝土的内部水化热也有所降低。
3，原材料
（1）水泥：选用扬州绿扬P.O42.5，其物理化学性能指标如表1所示。
表1 水泥物理性能指标
（2）骨料：石子选用5～31.5连续粒级洁净碎石，含泥量控制在1％以下，砂选用细度模数在2.3以上的中砂，含泥量小于2％。
（3）粉煤灰：采用扬州华维Ⅱ级灰，烧失量小于8％。改善混凝土的和易性及可泵性，降低混凝土的水化热及减少混凝土的收缩。
（4）外加剂：采用江苏博特新材料有限公司的JM－PCA聚羧酸或JM-Ⅲ抗渗抗裂增强剂。
4，技术难点及试验研究
4.1 技术难点
根据该工程的施工要求及原材料供应紧张的特点，其技术难点主要有以下几个方面：
由于为减少混凝土收缩率，采用了低水胶比的设计思路，用水量少，因此混凝土拌合物状态比较粘稠，不易泵送；
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由于原材料供应紧张，采用的砂的细度模数一般在2.4左右，经筛分后0.315mm以下的偏多，从而加剧了对外加剂的吸附，因此加大了混凝土坍落度的损失；
由于该工程中标价低，因此要尽可能的降低成本。
4.2 试验研究
4.2.1外加剂的性能比较
表3 JM-PCA与JM-III匀质性性能的比较
通过表3可以看出JM-PCA比JM-Ⅲ具有更好的净浆流动度保持性、更大的减水率,为减少混凝土用水量、降低混凝土的水胶比、降低混凝土的坍落度经时损失提供了技术可能。
4.2.2混凝土性能的试验
根据工程中提出的一系列技术要求,经过大量的混凝土试配,进行筛选后按调配的配合比(表4)，混凝土拌合物试验、强度试验及抗渗试验见（表5）。
表4 混凝土配合比
表5 混凝土性能及成本
从表4、表5试验数据看使用JM-PCA的混凝土拌和物有着很好的坍扩度，经时损失也很小，有利于混凝土的运输和泵送，同时混凝土的早期强度也比较高，后期强度增长也同样比较明显，在抗渗性能上与JM-Ⅲ差不多，满足抗渗设计要求，但使用JM－PCA的含气量明显比JM-Ⅲ低，因而混凝土会有更好的致密性，减少混凝土的收缩率。在满足施工设计要求时，成本上使用JM-PCA要比使用JM-Ⅲ更低，每方混凝土可节约成本25.58元，考虑到综合情况，在地下室工程中使用了JM-PCA。
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5 工程应用情况
（1）混凝土内温度测试
预先埋入温度探头在大体积混凝土内，沿承台高度断面包括底面、中心和上表面布置如图1，具有代表性，能全面反映大体积混凝土内各部位的温度。测温从混凝土浇筑后12h开始，升温阶段每2h测一次，降温阶段每4h测一次，7天后，每8h测一次。
图1 测温探头预埋位置图
（2）底板温度测试情况分析
图2 测温点曲线图
如图2，混凝土逐日升降温情况1～3天承台中心最高温度值在64℃左右，室外平均温度3℃左右，内外温度差达61℃，大大超过规范要求温差控制在25℃内。在现场的保温方式在混凝土表面覆盖一层薄膜后覆盖一层草袋再覆盖一层薄膜，混凝土上表面温度为40℃左右，承台内外温差只有26℃，满足规范要求。同时承台底部温度为46℃度左右，与承台中心温差在18℃，也满足规范要求。15天后，承台中心温度已降至28℃左右，考虑到室外平均温度达3℃左右，混凝土内外温差25℃左右，符合规定要求，覆盖层可撤除，加强保湿措施养护混凝土。
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6.结论
（1）JM-PCA聚羧酸减水剂具有高减水率、低水化热、高增强效果、低收缩，在扬州高邮菱塘曙光电缆有限公司的电缆立塔工程中的应用所体现的效果比较好。
（2）在该工程中所浇筑的混凝土，通过检测各项性能符合设计要求，该施工配合比方案具有用水量低、胶材用量少、和易性好、方便施工等特点，同时节约了成本，取得一定的经济收益。
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