C60-C80高性能混凝土 采用聚羧酸减水剂取得显著的效果

　　随着国内近几年工程建筑日益宏大，几乎所有的重点工程，重要结构都采用高性能混凝土，如奥运工程，重大城市基础设施工程，公路和铁路建设，跨海大桥，核电，港口，冶金，几乎无一例外地采用高性能混凝土，高性能混凝土在国家建设和经济发展中起到了巨大的作用。
　　我国C60-C80高性能混凝土与国际先进水平的差距还有不少差距，在发达国家混凝土强度已达到40至50兆帕，大量应用的是C60，C80混凝土，最高强度达到200兆帕。而国内仍然大部分采用以C30为主，而C80至C100，虽然已成功开发出，但国内新标准水泥普遍过细和天然细集料普遍劣化的情况下，如何配制C60－C80高强、高性能混凝土确实存在一定的难度。新型聚羧酸外加剂的出现为此提供了一个良好的解决途径。
 
　　与萘系、蜜胺类外加剂相比，新型聚羧酸高效减水剂具有不同的作用机理。其梳形分子结构的特点是主链上带有多个活性基团，并且极性较强，侧链带有亲水的活性基团。主链吸附于水泥粒子表面，通过电荷排斥将水泥粒子与水分开；侧链对水泥粒子和水进行空间阻隔，达到极高的减水率，并增加混凝土的粘聚性，改善混凝土的匀质性。主链越长，侧链越短的外加剂保持性能越好；主链越短，侧链越长的外加剂减水率越高；生产时可通过计算机调整主链和侧链的长度，满足不同的混凝土工作性、保持性能和混凝土的粘度要求。由于主链并不将水泥粒子表面全部覆盖，因此未覆盖部分可进行水化，随着碱度的增加，破坏了电荷排斥和空间阻隔，水泥可迅速水化，所以此种类型的外加剂既有较长的工作性保持性能，又不影响混凝土的正常凝结。正是由于其特殊的作用机理，在较低掺量的情况下能够极大地提高和有效地控制混凝土的工作性，混凝土塑化能够保持更长的时间，混凝土拌合物如液体般柔软，混凝土内聚力强（不离析、分散或泌水），同时可以根据要求制定工作时间和含气量。硬化后的混凝土具有高强、低收缩、低渗透、抗碳化和化学侵蚀、均匀一致的混凝土表面。
 
在混凝土企业试验设备的基础上，对新型聚羧酸外加剂创造条件进行了大量的试验研究和工程应用，取得良好的应用效果。特别是C60－C80高性能混凝土的研究及应用值得重点说明。

1、试验用原材料及性能
（1）水泥：选择公司使用的三河冀东“盾石”P.O42.5，其物理力学性能见表。
（2）石：河北三河，粒径5－25mm的低碱活性机制碎石。
（3）砂：选用河北三河低碱活性的机制砂，细度模数3.0。
（4）拌合水：采用自来水。
（5）外加剂：天津希卡建材公司生产的聚羧酸高效减水剂Viscocrete3301。
（6）矿物掺合料：山东德州I级粉煤灰。
2、混凝土拌合物工作性能试验混凝土拌合物性能优良，流动性能好，不泌水、不离析，2小时后的工作性均能满足泵送要求。图为混凝土工作性能测试结果。  
从表中可以看出：
　　①新拌混凝土的扩展度及经时损失：由于聚羧酸系高效减水剂的电荷排斥和空间阻隔共同作用，使新拌混凝土出盘时扩展度在650mm以上，2h后仍保持在630mm以上。
　　②混凝土的粘聚性：用倒置的坍落度筒测定混凝土拌合物的排空时间，混凝土拌合物2h后均在15秒之内，说明混凝土拌合物不泌水、不粘稠、不板结，即混凝土拌合物很“软”，具有良好的可泵性。
　　③自密实性能：混凝土拌合物通过倒置的坍落度筒流动停止后，中心高度与扩展度之比为平面斜度。C60高性能混凝土2h后平面斜度仅为11%，说明混凝土和易性良好，具有较好的自密实性能，有利于混凝土浇筑成型时的均匀分布和气泡的排出。
3、混凝土的配制在原材料试验和拌合物试验的基础上，采用0.34—0.23水胶比的系列试配，配合比及强度见表3和表4。

　　从表4中可以看出：聚羧酸高性能混凝土各龄期强度发展正常，符合混凝土强度发展规律。
4、抗渗性能试验
　　按照标准方法进行混凝土的抗渗试验，W/C＝0.34的情况下，达到2.0MPa压力时稳压8小时后均不渗水，劈裂后测定渗水高度，见表5，证明聚羧酸高性能混凝土具有良好的密实性，适用于地下工程结构和自防水混凝土结构。 5、早期收缩试验
　　混凝土的早期收缩包括塑性收缩、干燥收缩和自收缩，收缩值越大对控制混凝土早期裂缝越不利。本次试验采用100mm×100m×515mm混凝土限制膨胀试模，标养24小时后测量初始长度，由于试验设备的限制，无法得到恒温恒湿环境，在冬季室内暖气旁，温度大致在16～22℃，相对湿度在50%左右，表6的测试结果表明：说明聚羧酸系高效减水剂早期收缩较小，权威部门检测：混凝土收缩率仅为基准混凝土的85%－103%，优于萘系高效减水剂，对控制高强混凝土的早期裂缝是非常有利的。
结论
　　聚羧酸减水剂外加剂配制的C60－C80高性能混凝土具有优良的和易性和可泵性，在28天强度满足设计强度评定要求，后期强度发展正常，良好的抗渗性能，早期收缩小，有利于混凝土早期裂缝的控制。在适当的养护条件下，聚羧酸外加剂配制的C60－C80高性能混凝土具有很好的抗裂性能，特别是对于墙、柱混凝土早期裂缝控制取得了实际的效果，可在大型工程大量的使用，涉及到墙、梁、柱各种复杂、超长结构，均取得良好的使用效果，同时对于提高混凝土的耐久性、保护生态环境具有广泛的社会效益。
 
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