摘 要: 探討了清水混凝土配合比設計及施工工藝過程,并介紹了清水混凝土在首都機場樓前交通工程中的應用情況,提出了聚羧酸高效減水劑在清水混凝土配制中所起的主要作用。
關鍵詞: 清水混凝土; 聚羧酸高效減水劑; 經時損失
Application of Polycarboxylate Superplasticizer in As - cast Finish Concrete Project
Abstract : The design of mix proportion and construction techniques of as - cast finish concrete were discussed. And the application of as - cast finish concrete in the traffic engineering of capital aerodrome was introduced. The main effect of polycarboxylate superplasticizer in preparation of as- cast finish concrete project was presented.
Key words : as- cast finish concrete ; polycarboxylate superplasticizer ; gradual loss
隨著國家基礎設施的大力發展,城市橋梁建設大幅增長,人們對城市道路橋梁外觀質量要求也越來越嚴格。目前,世界上許多建筑師采用清水混凝土工藝,如貝聿銘、安藤忠雄等都在設計中大量采用清水混凝土[1 ] 。所謂清水混凝土,是指采用現澆工藝一次成型,且在拆除澆筑模板后不再作任何外部抹灰等工序,以混凝土自然色作為飾面的混凝土施工工藝。清水混凝土要求其表面必須平整光滑,棱角分明、色澤均勻、無碰損和污染,外觀極具裝飾效果。但是盡管多數施工單位在橋梁中采用了優質鋼模、性能優越的脫模劑以及精益求精的施工工藝,但在混凝土拆模后蜂窩麻面、水線、魚鱗斑等缺陷仍很難避免,這些缺陷已嚴重阻礙了清水混凝土推廣應用,尤其成了橋梁施工中的一個重要難題。筆者認為:要想根本解決這個問題,除選擇好鋼模、脫模劑外,還必須配制施工性能優異的混凝土。
1 清水混凝土在施工中存在的問題
清水混凝土在模板選用、運輸、澆搗及成品養護等多方面都與一般混凝土施工工藝有所不同。試驗表明,混凝土施工和易性差是產生麻面、蜂窩的主要原因。施工人員施工時為了排出混凝土中的氣泡往往會加大振搗力度,這樣又容易形成“過振”,從而導致固體顆粒沉降,水分上浮,易離析泌水,再加上模板密封性良好“, 振”出的水分不易排出,最終形成了麻面、水線、魚鱗斑等缺陷。如果所用模板密封性不好,又容易出現“露骨”或“露筋”現象,同樣影響混凝土外觀質量[2 ,3 ] 。筆者認為要想完全解決混凝土的和易性問題,只有從配合比設計入手,并選用性能優越的減水劑,既能使混凝土自身具有良好的易密性和排氣能力,同時又具有抗離析泌水的能力。
2 首都機場T3 航站樓樓前交通工程清水混凝土的配制
2. 1 工程說明及相關要求
首都機場擴建工程T3 航站樓樓前交通工程位于新建T3 航站樓南側,呈燈泡狀。本單位承建橋
梁總長度3 686 m ,總面積53 450 m2 ,清水混凝土約5 萬m3 ,共38 聯124 跨。C45F200 墩柱、C50 箱梁均采用泵送施工,要求坍落度大于150 mm ,5 d 抗壓強度達到設計強度100 % ,以滿足張拉需求。
2. 2 清水混凝土的合比設計
根據以往的施工配合比、施工方法和施工經驗,進行了大量的室內試驗和生產性試驗。第1 階段,
將新拌混凝土從攪拌站運輸到施工現場,以模仿混凝土經時損失后造成的影響,按照現場情況裝入直徑1. 5 m ,高1. 5 m 的圓形鋼模內,讓現場施工振搗操作人員用高頻振搗棒分層澆筑振搗,拆模后對不同的振搗工、不同的振搗時間、不同的振搗方案、不同的脫模劑進行了比較,尤其對不同的減水劑,得出以下的結論:
(1) 聚羧酸系減水劑與水泥的相融性好,即使摻量較低時也能使混凝土具有高的流動性,同時還有相當大的減水和增稠效果,混凝土分層和泌水現象得到較大改善,抗離析能力大大提高,90 min 經時損失小于15 %。
(2) 坍落度控制在180～200 mm 效果最佳。
(3) 壓力泌水率比應小于20 %。
(4) 振搗時間控制在30～35 s ,10 min 后復振一次效果更好。
(5) 分層厚度30～50 cm 為宜,振搗棒抽出速度為70 mm/ s。
通過第1 階段的試驗,發現粘度系數大的混凝土過于粘稠,振搗時氣泡難以排出;而粘度系數過小混凝土又容易產生離析。因此,在第2 階段的探索試驗中,把主要矛盾集中在控制新拌混凝土粘度系數上。通過努力嘗試,配制出的清水混凝土取得了較好的工作性和外觀質量。表1 是C45F200 清水混凝土、C50清水混凝土配合比及拌合物工作性指標。
2. 3 試驗用原材料
水泥采用北京新港水泥廠生產的P. O. 42. 5 水泥,28 d 實測強度54. 2 MPa ;粗骨料采用北京天利采石廠制備的5～25 mm 碎石,連續級配,級配合理;細骨料為北京昌平的河砂,細度模數為2. 7 ,中砂,級配滿足Ⅱ區要求。粉煤灰利用秦皇島熱電廠生產的Ⅰ級粉煤灰;礦粉利用唐山新泰S95 級,比表面積為450 m2/ kg。外加劑采用西卡Viscocvete 聚羧酸鹽系高效減水劑,液體,固含量為20 % ,摻量在1. 1 %～1. 4 %(相對膠凝材料) 。模板采用脲酸樹脂壓制的竹膠板;脫模劑采用石蠟乳液。
2. 4 施工配合比
在實際工程施工中,所用清水混凝土的配合比如表2 所示。在施工過程中,混凝土拌合物和易性
好、無離析、分層等現象。有效的保證了混凝土的外觀質量。
2. 5 施工中的注意事項[4 ]
(1) 清水混凝土振搗要求高、難度大,施工前要
(2) 對使用的原材料要保證顏色一致,不含任何雜物;
(3) 運輸工具要清潔,最好做到專用;
(4) 澆筑前模板內應清理沖洗干凈,無積水;
(5) 養護應在混凝土澆筑成型后,并在混凝土終凝前開始,養護時間不少于14 d。
3 結 語
聚羧酸鹽系高效減水劑減水效率高,與水泥相容性好,能很好地滿足清水混凝土的施工要求,不僅增加了新拌混凝土和易性,而且增強了拌合物排氣能力,極大地降低了混凝土蜂窩、麻面、水線、魚鱗斑等缺陷;硬化后的混凝土強度高,飾面效果好。
