摘 要: 探讨了清水混凝土配合比设计及施工工艺过程,并介绍了清水混凝土在首都机场楼前交通工程中的应用情况,提出了聚羧酸高效减水剂在清水混凝土配制中所起的主要作用。
关键词: 清水混凝土; 聚羧酸高效减水剂; 经时损失
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
随着国家基础设施的大力发展,城市桥梁建设大幅增长,人们对城市道路桥梁外观质量要求也越来越严格。目前,世界上许多建筑师采用清水混凝土工艺,如贝聿铭、安藤忠雄等都在设计中大量采用清水混凝土[1 ] 。所谓清水混凝土,是指采用现浇工艺一次成型,且在拆除浇筑模板后不再作任何外部抹灰等工序,以混凝土自然色作为饰面的混凝土施工工艺。清水混凝土要求其表面必须平整光滑,棱角分明、色泽均匀、无碰损和污染,外观极具装饰效果。但是尽管多数施工单位在桥梁中采用了优质钢模、性能优越的脱模剂以及精益求精的施工工艺,但在混凝土拆模后蜂窝麻面、水线、鱼鳞斑等缺陷仍很难避免,这些缺陷已严重阻碍了清水混凝土推广应用,尤其成了桥梁施工中的一个重要难题。笔者认为:要想根本解决这个问题,除选择好钢模、脱模剂外,还必须配制施工性能优异的混凝土。
1 清水混凝土在施工中存在的问题
清水混凝土在模板选用、运输、浇捣及成品养护等多方面都与一般混凝土施工工艺有所不同。试验表明,混凝土施工和易性差是产生麻面、蜂窝的主要原因。施工人员施工时为了排出混凝土中的气泡往往会加大振捣力度,这样又容易形成“过振”,从而导致固体颗粒沉降,水分上浮,易离析泌水,再加上模板密封性良好“, 振”出的水分不易排出,最终形成了麻面、水线、鱼鳞斑等缺陷。如果所用模板密封性不好,又容易出现“露骨”或“露筋”现象,同样影响混凝土外观质量[2 ,3 ] 。笔者认为要想完全解决混凝土的和易性问题,只有从配合比设计入手,并选用性能优越的减水剂,既能使混凝土自身具有良好的易密性和排气能力,同时又具有抗离析泌水的能力。
2 首都机场T3 航站楼楼前交通工程清水混凝土的配制
2. 1 工程说明及相关要求
首都机场扩建工程T3 航站楼楼前交通工程位于新建T3 航站楼南侧,呈灯泡状。本单位承建桥
梁总长度3 686 m ,总面积53 450 m2 ,清水混凝土约5 万m3 ,共38 联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 抗压强度达到设计强度100 % ,以满足张拉需求。
2. 2 清水混凝土的合比设计
根据以往的施工配合比、施工方法和施工经验,进行了大量的室内试验和生产性试验。第1 阶段,
将新拌混凝土从搅拌站运输到施工现场,以模仿混凝土经时损失后造成的影响,按照现场情况装入直径1. 5 m ,高1. 5 m 的圆形钢模内,让现场施工振捣操作人员用高频振捣棒分层浇筑振捣,拆模后对不同的振捣工、不同的振捣时间、不同的振捣方案、不同的脱模剂进行了比较,尤其对不同的减水剂,得出以下的结论:
(1) 聚羧酸系减水剂与水泥的相融性好,即使掺量较低时也能使混凝土具有高的流动性,同时还有相当大的减水和增稠效果,混凝土分层和泌水现象得到较大改善,抗离析能力大大提高,90 min 经时损失小于15 %。
(2) 坍落度控制在180～200 mm 效果最佳。
(3) 压力泌水率比应小于20 %。
(4) 振捣时间控制在30～35 s ,10 min 后复振一次效果更好。
(5) 分层厚度30～50 cm 为宜,振捣棒抽出速度为70 mm/ s。
通过第1 阶段的试验,发现粘度系数大的混凝土过于粘稠,振捣时气泡难以排出;而粘度系数过小混凝土又容易产生离析。因此,在第2 阶段的探索试验中,把主要矛盾集中在控制新拌混凝土粘度系数上。通过努力尝试,配制出的清水混凝土取得了较好的工作性和外观质量。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标。
2. 3 试验用原材料
水泥采用北京新港水泥厂生产的P. O. 42. 5 水泥,28 d 实测强度54. 2 MPa ;粗骨料采用北京天利采石厂制备的5～25 mm 碎石,连续级配,级配合理;细骨料为北京昌平的河砂,细度模数为2. 7 ,中砂,级配满足Ⅱ区要求。粉煤灰利用秦皇岛热电厂生产的Ⅰ级粉煤灰;矿粉利用唐山新泰S95 级,比表面积为450 m2/ kg。外加剂采用西卡Viscocvete 聚羧酸盐系高效减水剂,液体,固含量为20 % ,掺量在1. 1 %～1. 4 %(相对胶凝材料) 。模板采用脲酸树脂压制的竹胶板;脱模剂采用石蜡乳液。
2. 4 施工配合比
在实际工程施工中,所用清水混凝土的配合比如表2 所示。在施工过程中,混凝土拌合物和易性
好、无离析、分层等现象。有效的保证了混凝土的外观质量。
2. 5 施工中的注意事项[4 ]
(1) 清水混凝土振捣要求高、难度大,施工前要
(2) 对使用的原材料要保证颜色一致,不含任何杂物;
(3) 运输工具要清洁,最好做到专用;
(4) 浇筑前模板内应清理冲洗干净,无积水;
(5) 养护应在混凝土浇筑成型后,并在混凝土终凝前开始,养护时间不少于14 d。
3 结 语
聚羧酸盐系高效减水剂减水效率高,与水泥相容性好,能很好地满足清水混凝土的施工要求,不仅增加了新拌混凝土和易性,而且增强了拌合物排气能力,极大地降低了混凝土蜂窝、麻面、水线、鱼鳞斑等缺陷;硬化后的混凝土强度高,饰面效果好。
