小坍落度长保坍清水混凝土的研究及应用

　　【摘要】随着中国建筑市场的转型，人们对建筑结构体的异性化需求越来越多，加之国际化建筑设计师设计理念的标新立异，使得一些能拥有优良观感的混凝土实体在实际应用中越来越广泛。同时近年来在混凝土发展过程中不断引入新型聚羧酸系外加剂取代原有的萘系外加剂，这也让混凝土的外观和质量有了很多提升和改良的空间，实现了很多以前无法实现的特种混凝土需求。本文结合工程实例，对具有清水要求的小坍落度长时间保坍混凝土在其制备及应用方面进行了相应的研究与探讨。

　　【关键词】清水坍落度长保坍特种混凝土

　　引言

　　在当今社会经济蓬勃发展之际，基础建设也在持续不断的加大力度，如高层建筑、桥梁隧道、高速公路、城际高铁、海工、大城市的轨道交通网等建设有增无减，其中用量最大的建筑材料属于混凝土。工程建设者们为了能得到更优的结构体，对混凝土的工作性及功能性提出了大量的要求。而聚羧酸系外加剂因拥有较好的减水及保坍性，同时通过复合一些外掺料丰富其它性能，便可为我们解决大量的技术难题。小坍落度长时间保坍是目前比较难攻克的课题之一。

　　作为市场上的保坍型聚羧酸系外加剂，在大坍落度情况下2小时保坍均较容易实现。而在一些特殊结构体或者特定要求的混凝土工程中，它不需要混凝土有较好的流动性，但其浇筑时间又较长。在整个浇筑过程中(不包括运输时间)，工程上需要混凝土能保持1-2小时较好的可操作性。本文则根据某一清水工程项目所提出的混凝土实际需求，进行了试配、研究及实际应用。

　　1.工程概况

　　本工程项目为吴中路红星美凯龙顶层球状体内部装饰工程。该项目为工程后期的装饰工程，前期外部装饰已基本完工，从而使此次混凝土的浇筑受到了较严重的影响，浇筑孔径狭小，浇筑空间无法伸展。业主对该项目有一定的清水要求，且浇筑结构体为楼梯及平台。故对混凝土提出了几项基本要求：(1)混凝土为清水混凝土(2)混凝土出泵坍落度控制在(140±30)mm(3)现场浇筑时混凝土在2小时内保持坍落度不损失。根据工程的实际情况，考虑从胶凝材料体系和外加剂性能两方面做出调整以满足业主对混凝土的要求。外加剂我们选择BASF公司旗下产品作为此次试验的主选外加剂，该公司高性能外加剂产品除拥有良好的减水率外通过采用SDC(增加包裹性能)技术及SUTEC(长时间保坍性能)技术来实现对混凝土的各项性能的实现。

　　2.小试情况

　　2.1试验材料确定

　　2.1.1混凝土强度等级C40，满足清水混凝土性能要求，坍落度符合(140±30)mm。

　　2.1.2水泥选用上海建筑材料集团水泥有限公司生产的符合《通用硅酸盐水泥》(GB175)质量要求的强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。

　　2.1.3细骨料选用芜湖喜运材料有限公司的中砂，根据《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52)细度模数达到2.4以上，筛分析符合II区颗粒级配，含泥量≤3.0%，泥块含量≤1.0%。

　　2.1.4粗骨料选用芜湖东方绣品运贸有限公司的连续级配5-20mm碎石，根据《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52)含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.5%，针片状≤8%。

　　2.1.5矿粉选用上海宝田新型建材有限公司生产的符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T18046)质量要求的S95级磨细矿渣粉。

　　2.1.6粉煤灰选用上海洪渤建材有限公司生产的符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596)质量要求的II级灰。

　　2.2配合比确定

　　根据工程提出的小坍落度清水混凝土要求，通过前期研究分析得知胶凝体系中不同品种的外掺料及其外掺量对混凝土状态的影响较为明显，故对本工程设计了7组试验来确定施工配合比，分别考虑了单纯水泥、水泥与粉煤灰和(或)矿粉按不同比例的搭配，来寻找出最优的配合比(砂石等材料用量按普通自密实混凝土设计，暂定砂率44%，砂率过高会影响混凝土流动保坍性能)。通过对试验配合比的小试验证，我们可以发现在混凝土胶凝体系中加入外掺料后，对混凝土状态存在一定影响，其主要表现为能一定程度上增加混凝土的拌合物性能，单就提高混凝土的初始状态而言最明显的还是矿粉，粉煤灰为其次。

　　同时在对试验混凝土小样相应的泌水率及压力泌水率试验我们看到，随着外掺料的增加混凝土的泌水性也会有一定程度的增加，并且矿粉与粉煤灰相比更容易泌水。而采用纯水泥情况下，虽能较好的降低混凝土泌水性，但混凝土坍落度的经时损失也是相对比较大的。综合考虑到该工程，因为清水混凝土工程对结构体表面有一定的饰面要求，故混凝土不能有较多的泌水现象产生;同时生产拌站至工地运距长和施工条件较差，工地对混凝土的保坍性也是有一定要求的，故我们选择A4作为该工程的验证配合比。

　　2.3外加剂选择

　　由于工地浇筑的结构体为楼梯及平台，故对混凝土的坍落度要求为出泵140±30mm，而且其浇筑空间狭窄，致使浇筑时间将大幅度延长，则对所浇筑的混凝土的长时间保坍性提出了较高的要求。针对搅拌站至工地运距为1小时左右，且浇筑时间估算为1.5小时的浇筑时长，我们提出了在保证坍落度情况下，混凝土保坍要求达到3小时的基本设想。为此，我们选择了5种外加剂的调配方案来解决。根据对5种外加剂的比较我们发现GS8860SDC2其混凝土的保坍效率及混凝土的泌水情况均能较好的满足施工提出的要求。GS8860SDC2采用了BASF的两项技术作为支撑即SDC(增加包裹性能)技术及SUTEC(长时间保坍性能)。故我们选择了该外加剂型号作为此次生产所需的外加剂型号。

　　3.施工应用情况

　　3.1原材料的准备与堆放

　　由于该工程浇筑量较少，所需的原材料也较少，因此要求材料供应商在接到浇筑计划前预备各项材料，待检验合格后封存待用。而在原材料的堆放上根据生产拌站的实际情况作出如下规定：水泥：与厂家沟通，保证供应混凝土时，筒仓里为同一船同一批次的425水泥，如有变化及时通知，搅拌站协调工地调整供应计划。粉煤灰：保证供应混凝土时，筒仓里为同一船同一批次的粉煤灰。黄砂：发料前，场地上腾出一个仓堆放冲洗过并测过含水率的中砂，发料时，拌机上中砂筒仓进行清仓处理。

　　3.2等比例模型浇筑

　　根据以上相关的试验情况，我们协调施工现场验证了混凝土的可操作性及适用性，工地项目部进行了实体1:1模拟工况，浇筑实体同为该区域反向结构体。到现场浇筑混凝土坍落度控制在170mm。经过此次中试试验比较我们发现，该混凝土未能完全符合相关技术要求，混凝土饰面还是存在微分层现象。分析原因后，我们认为问题在于实际浇筑的混凝土坍落度还是略大，致使混凝土表面存在花斑现象。

　　3.3现场浇筑

　　为此，我们针对实体浇筑时的混凝土进行了出厂坍落度的控制，并参照设计要求中混凝土坍落度的中值140mm进行控制。通过对混凝土坍落度的相应控制后，满足了施工现场对结构体的相关要求。

　　4.总结与展望

　　在清水等特殊混凝土发料前，应当调整好拌机仓位里原材料，清洗拌机。对于清水混凝土工程，混凝土饰面色差我们可以通过对使用材料的严格把控来进行避免。对混凝土本身的泌水也是需要严格控制的，混凝土出现泌水后对结构会造成如砂线，分层等现象的产生。对于小坍落度保坍混凝土，其主要还是要可虑混凝土的触变性，当振捣棒赶料时需要混凝土有一定的流动性，而当振捣棒静止后，混凝土料不在流淌。

　　对于混凝土浇筑的日期也相应控制，对于浇捣时间跨度大的，尽量避开工作日高峰期，避开高温天气。混凝土的性能越丰富其适用面就越广，如何根据项目结构体的实际需求研发出性能优良、经济实惠的混凝土是今后行业发展的重点。外加剂作为混凝土中的一项重要原材料，其应用已越来越广泛，很多混凝土问题通过外加剂的调整与变化来解决，如何在众多的外加剂产品中优选出适合某一种特种混凝土的外加剂，也需要广大试验人员不断试验研究。

　　5.参考文献

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　　[2]袁为岭，郑阿芳，浅谈清水混凝土饰面工程施工技术[J]，山西建筑，2010(23)

　　[3]林齐武，浅谈清水混凝土结构施工技术[J]，科学之友，2010(14)

　　[4]盛喜忧，王万金，贺奎，郑丽丽.高保坍聚羧酸系高效减水剂的研发与应用[J].混凝土，2010，248(6)：68-70

　　[5]李琛.清水混凝土施工的质量控制要点[J].城市建设理论研究，2012(36)

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