Ｉ建筑施工 Ｉ ＣｏＮＳＴ ＴＩｏＮ 高性能混凝土施工技术分析 孙继刚 龙岩双永高速公路有限公司福建龙岩３６４０００ 摘要：高性能混凝土是近几年随着社会发展的需要而提出来的一种新型高技术混凝土。本文以高性能混凝土外加剂的要求及高性能混凝土施 工要点分析。 关键词：高性能混凝土；外加剂；施工要点； １．高性能混凝土的定义 要配制高性能混凝土，满足耐久性和其它各种性能，必须从以下 三个方面去做。 的原材料。现将各种组份的情况简单逐一介绍。 （１）减水组份：减水组份为混凝土减水剂。减水剂按一般划 分，可分为以下三类： １）普通减水剂，减水率＞５％（一等品＞８％） 主要有木质素磺酸盐类、多元醇类和腐植酸类等。最常用的为木 质素磺酸钙（简称木钙）、木钠等。 １）采用高性能混凝土外加剂。 ２）掺加矿物掺合料，如粉煤灰、矿渣粉、硅灰、沸石粉等。 ３）采用现代化的搅拌设备和输送设备。 掺加矿物掺合料能降低新拌混凝土硬化过程中的温升、改善施工 性能，增进抗腐蚀能力和提高强度。这在以前施工中也都用过，实践 而易见的。 ２）高效减水剂，减水率＞１０％（一等品＞１２％） 主要有萘磺酸盐甲醛缩合物（简称萘系高效减水剂）和磺化三 族高效减水剂）等。最常用的为萘系高效减水剂。 ３）高性能减水剂，减水率＞２０％ 证明效果是很好的。采用现代化的设备，可提高混凝土的性能也是显 聚氰胺甲醛缩合物（亦称水溶性密胺树脂）、酮基磺酸盐（又称脂肪 ２．高性能混凝土外加剂 ２．１高性能混凝土外加剂的要求 高性能混凝土外加剂是制备高性能混凝土的关键。它应当具备 主要有胺基磺酸减水剂和聚羧酸减水剂等。最常用的为聚羧酸减 水剂。 现在研制的高性能复合外加剂中，经综合比较，选用的减水剂组 减水率高，坍落度损失小，适当引气，对混凝土有害物质含量低，能 份就是聚羧酸减水剂。现就重点介绍一下聚羧酸减水剂的特性。 明显提高混凝土耐久性，质量稳定且与水泥之间有良好的相容性等特 聚羧酸减水剂是一种高分子化合物，多是三元聚合物，起分散、 点。《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中，对高性能混凝土外 减水作用的主要是羧酸基一ｃＯＯＭ。它与其它高效减水剂相比有以下 加剂的性能提出了１３项指标。见表１（技术条件Ｐ９表４．５．２）其内容涉 显著的特点： 及混凝土的匀质性、工作性能、力学性能、耐久性、体积稳定性和有 ａ有害物质含量很低。这是由其分子结构和合成工艺所决定的。 害物质的限定（对应分项加以说明） 表１高性能混凝土外加剂的性能 序号 ｌ 项 目 水泥净浆流动度，ｍ 指标 ≥２４０ 备注 ｂ减水率高。一般都在２５％以上。而且随混凝土坍落度的增加而 增加。即混凝土的坍落度越大，减水率越高。也就是说采用聚羧酸减 水剂的混凝土对用水量十分敏感。从试验资料介绍和我们实际应用时 观察的确如此。往往同一配合比的混凝土，用水量增加５～６ｋｇ，混凝 土坍落度就会增１５０ｍｍ以上。然而对强度影响相对较小。（水胶比变 化不大） ２ ３ ４ ５ 硫酸钠含量，％ 氯离子含量，％ 碱含量，（№２０ｔ０．６５８Ｋ２０）％ 减水率，％ ≤１Ｏ．０ ≤０．２ ≤１０．０ ≥２Ｏ ｃ对新拌混凝土性能的影响，主要体现在略有引气（含气量在２％ 左右）；有所缓凝（初、终凝时间有所延长）；增强效果显著（２８ｄ 强度可提高１倍左右） 用于配制非抗冻混凝土时 用于配制抗冻混凝土时 用于配制泵送漏凝土时 用于配制泵送馄凝±时 ６ 含气量，％ ≥３．０ ≥４．５ ｄ与其它的高效减水剂不相容。如萘系、氨基磺酸盐、脂肪族减 水剂等。如将它们相混，将起反应，失去减水功能。因此，这一点应 引起我们的高度重视。 （２）缓凝组份 缓凝组份为缓凝剂或缓凝减水剂。 常用的缓凝剂有醇类、糖类、磷酸盐类、硼酸盐类等。常用的缓 ７ 坍落度保留值，ｎｌｌｎ ３０ｍｉ１１ ６０ｒｎｉｎ ≥１８０ ≥１５０ ≤２０ ≤９０ ８ ９ 常压泌水率比，％ 压泌水率比，％ ３ｄ 用于配制泵送混凝土时 ≥１３０ １０ 抗压强度比，％ ７ｄ ２８ｄ ≥１２５ ≥１２０ 凝减水剂有木质素磺酸盐类、糖蜜、糖钙、低聚糖等。经综合比较， 现选用的是低聚糖类的缓凝减水剂。主要考虑其不含有对混凝土有害 物质，掺量小，调凝效果好，且有一定的减水增强作用。 （３）保塑组份 ｌ１ １２ 对钢筋锈蚀作用 收缩率比，％ 无锈蚀 ≤１３５ ｌ３ 相对耐久眭指标，％，２００次 ≥８０ 保塑组份采用的是具有保塑功能的保塑剂。它能减少混凝土的失 为了全面满足技术条件的要求，外加剂应为多功能复合外加剂。 ２．２高性能混凝土多功能复合外加剂的组成 为了满足技术条件的要求，复合外加剂应由减水、缓凝、保塑、 水，保持混凝土的坍落度。常用的保塑剂有纤维素醚、改性淀粉、羟 基羧酸盐类等。经比较，现选用的是一种羟基羧酸盐。具有二次塑化 效果。 （４）引气组份 引气和早强组份等组成。对于每一种组份，则应优选采用无氯、低碱 建筑施工 Ｉ ＣｏＮＳＴＲＵＣＴＩｏＮ Ｉ 引气组份采用引气剂。主要是为了调节混凝土的含气量，提高 筒中加水，而应采用后添加外加剂的方法来解决。因此，罐车上应备 混凝土的和易性、防水性、抗冻融和耐腐蚀性。常用的引气剂有松香 用一些外加剂。在需要时，添加至拌筒中，然后快速运转拌筒，搅拌 类、烷基磺酸盐和生物类等。现选用的是一种植物类的引气剂。该剂 至需要的坍落度。特点是起泡能力强，泡沫直径小，稳定性好。 （５）早强组份 ④混凝土泵在使用之前一定要全面检查，并按泵送距离和泵送高 度，调整好泵送压力。这是很关键的事，希望能引起高度重视。 该组份为调节性组份。一般在气温较低的时候使用，以提高混 凝土的早期强度。常用的早强剂有元机盐类（氯盐、硫酸盐）和有机 机类物质。如羟胺或羧酸盐。 ３．４浇筑和振捣 ①混凝土浇筑应注意浇筑点不要过于集中，宜采用多点浇筑向中 ②混凝土的摊铺厚度不要太厚，一般不宜大于５ＯＯｍｍ。浇注混凝 土过程中。如混凝土成堆时，应用铁锹人工摊平，严禁采用振动棒振 捣拖平。 类。对于高性能混凝土、无机盐类是不能采用的。因此，选用的是有 部推进的方式，以避免单端推进而造成浮浆过多集中的现象。 ３．高性能混凝土施工要点 关于高性能混凝土施工方面的要求，《客运专线高性能混凝土暂 强调以下几点： ③混凝土振捣建议采用高频振捣（附着式或振动棒），以排出 行技术条件》中，已做了很详细的规定。我只对施工中应注意的事项 表面气泡。采用插入式振捣器振捣混凝土时，建议采用快捕快拔的方 式，（传统方式为快插慢拔），每点的振捣达到表而泛浆或不冒大气 泡即可，一般不宜超过１ ５ｓ，以避免过振，造成混凝土分层和泌水。 ３．１外加剂的存放和使用 不同种类的外加剂应分别存放、使用，不得相混。特别是在不 ④浇注大体积混凝土应制定专门的施工方案。计算最高温度，采 同种类的外加剂交替使用时，对于计量罐中，原有的外加剂一定要放 取综合措施以保证混凝土内外温差不超过２５℃。如降低人模温度。覆 出，并要对罐内进行清洗干净，对搅拌机也要进行清洗，以避免不同 盖保温养护或预埋循环水管降低内部最高温度。 种类外加剂不相容而产生不良后果。（建议各站增设储存罐）。 ３．５养护 ３．２搅拌 （１）搅拌顺序 养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施。对于高性能混凝土更是 如此。这是因为高性能混凝土保水性能好，内部水份不能及时补充至 施是： 搅拌顺序对高性能混凝土质量影响很大，如安排不好，将影响外 表面来，以至表面极易产生塑性收缩裂缝。目前采取的比较有效的措 加剂性能的发挥，导致混凝土坍落度损失加大。 关于这方面说法也很多，技术条件也有要求，要求是“宜先向搅 所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为 起加。从道理上讲，外加剂会被干料所吸附，作用将大打折扣。最 ’ ①混凝土浇筑收浆抹压后，暴露表面立即用塑料薄膜覆盖，避免 ②采取二次抹压措施，即在混凝土接近初凝时。进行一次全面抹 ③加强浇水养护，使混凝土表面保持湿润。有条件时，尽量采取 膜包裹，并加强浇水保湿养护。保湿养护的时间，应根据环境条件， ④对要求较高的混凝土结构表面，可采用喷涂养护液养护，但应 确保不漏喷涂。 拌机投入细骨料、水泥、矿物掺合料和外加剂，搅拌均匀后。再加入 混凝土表面失水硬结。 止。”其中有一点我认为不是对的，即外加剂不应和细骨料、水泥等 压，以消除塑性收缩产生的裂缝。 一佳的做法应该是细骨料、水泥、掺合料和水先混合搅拌均匀。然后再 蓄水养护。特别对于竖向结构构件。在拆模后，应采取麻袋和塑料薄 投入粗骨料和外加剂搅拌。 料加入干拌，然后加人拌和水，最后加入外加剂。 总之，不管哪种顺序，都应是外加剂最后加入为好。 目前通行的效果稍差一些的做法是将砂、石料、水泥、矿物掺合 按《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的规定执行。 （２）坍落度控制 混凝土出机坍落度控制一直是个难题。尤其是高性能混凝土搅拌 ４．其它需要说明的问题 时更是如此，根据现有的条件，应从三方面着手来加强控制： ４．１炎热季节施工问题： （ 剜量装置应在使用前校准，特别是水和外加剂的计量装置更要 校准。 炎热季节施工时，应采取有效措施，降低混凝土出机温度和人模 温度。人模温度宜控制在３ｏ￣ｃ以内。 ②加强对砂、石料含水量的测定。一般情况下，应每班抽Ｎ２ 次，雨天应随时抽测，并按结果及时调整混凝土施工配合比。 ③加强人工监控。即通过搅拌机上的观察口设人观察监控坍落 度。为配合监控，可采用二次加水方案。即第一次自动上水量为配合 ①在骨料堆场和水泥、矿物掺合料罐以及混凝土泵上搭设遮阳 棚。 ②采用低温水（深井水或冰水）搅拌混凝土。 ③搅拌浇筑混凝土尽量安排在晚上或夜间施工。 比设计用水量的９５％。人工监控时，如坍落度已够，则不再加水，如 ④混凝土泵的输送管上应用湿麻布等包裹遮盖，避免阳光直射泵 坍落度不够，则用手动加水至满足要求。 管。 那么究竟出机坍落度多大时为合适呢？根据国家有关规范以及施 ４．２关于热水泥问题：目前在搅拌站搅拌混凝土施工中，经常遇 工经验，泵送混凝土人泵时的坍落度以１６Ｏｍｍ～１８Ｏｍｍ。考虑运输过 到的困难是热水泥问题。由于各种原因，水泥厂供应的散装水泥温度 程中的坍落度损失，那么出机混凝土坍落度以２１Ｏｍｍ￣右为宜。 ３．３运输 达到５０％以上，在夏季甚至达到８０、９０￣Ｃ，储存到罐中以后，有时温 度甚至超过ｌＯＯ￣Ｃ以上。可是由于现场施工需要，还不得不用。因此 ①现场搅拌的高性能混凝土输送，除了泵送之外，还可以采用皮 造成了搅拌困难和坍落度损失太快。根据以往的经验解决这个问题的 带输送机或溜槽。 办法是加大外加剂掺量或加大拌合用水量，使拌合物坍落度达到配合 ②采用搅拌运输车运送的混凝土宜在１．０小时内卸料完毕。 比设计坍落度。外加剂加大量不宜超过原掺量的５０％；加大用水量措 ③在不可预见情况下，造成混凝土坍落度损失过大时，严禁往拌 施则须根据具体情况经试验后确定。