一、 上海聚羧酸系高效减水剂的生产、销售概况 种类 聚羧酸类 氨基酸类 脂肪酸类 萘系 总计 产量(万吨) 0.6882 0.3 1.4 15.9 18.35 百分比% 3.76 1.6 7.7 87.0 100
上海企业自2001年起,正式批量生产聚羧酸系高效减水剂,产量逐年提高,但增速不大。2004年全年生产、销售聚羧酸系高效减水剂6882吨,在全市高效减水剂产量中的比例仅在3.76%。
2004年全市高效减水剂产量
上海生产聚羧酸系高效减水剂的企业有八家。其中上海建研建材科技有限公司、上海麦斯特建材有限公司、上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司、格雷斯中国有限公司等四家的聚羧酸系高效减水剂产品在国内重大工程中得到大量应用。
二、聚羧酸系高效减水剂的应用
聚羧酸盐高效减水剂与萘系相比具有以下优异的性能:
---低 掺 量(浓度20%计)、掺0.8%--1.2%
---更高的减水率,可达 25-40%。---较小的坍落度损失
---与大掺量的矿粉及粉煤灰适应性好
---表面活性作用、收缩与徐变小
---低氯离子含量、低碱含量、无硫酸钠盐
聚羧酸系高效减水剂产品的优异的性能,适宜应用在高性能混凝土中。
按 ”海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范” (JTJ275-2000) 对高性能混凝土的定义:
---采用常规材料、工艺;
---在常温下,以低水胶比、大掺量优质掺合料和严格质量控制制作;
---高耐久性、高尺寸稳定性、良好的工作性及较高强度的混凝土。
上海企业生产聚羧酸系高效减水剂产品,恰恰都应用在所谓的高性能混凝土中。
1. 高性能海工混凝土
例如在杭州湾跨海大桥工程中,根据“杭州湾跨海大桥专用施工技术规范”的规定及箱梁施工工艺要求,预制箱梁现浇连续箱梁混凝土的主要技术要求:
① 水胶比≤0.33,坍落度:180±20mm、强度:C50
② 混凝土最低胶凝材料用量450kg/m3,最高不超过500 kg/m3. 12W氯离子扩散系数≤1.5×10-12m2/s
④ 混凝土拌和物流动度及粘度适宜,可泵性与施工性良好
⑤.为满足施工需要,14天弹模和强度达到设计值要求.
为满足这些技术要求,在杭州湾跨海大桥、东海大桥、洋山深水港码头等混凝土工程都使用格雷斯中国有限公司的ADVA-152、ADVA-180等聚羧酸系、上海麦斯特建材有限公司、上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司的SP-8等聚羧酸系、上海建研建材科技有限公司的LEX-9H等聚羧酸系高效减水剂产品。例如:
杭州湾跨海大桥箱梁混凝土配合比
胶凝材料总量kg/m3 |
砂 |
石5-25mm |
水胶比W/C |
外加剂ADM | |
480 | |||||
52.5P.I水泥 |
矿粉S95+粉煤灰 |
678 |
1107 |
152/480 0.32 |
ADVA 5.76 |
240 |
168+72 |
性能指标和实测值
坍落度mm |
抗压强度MPa |
14天弹模(×104Mpa) |
氯离子扩散系数Da | ||||
指标Index |
实测 Actual |
指标Index |
实测 Actual |
指标 Index |
实测 Actual |
指标Index |
实测 Actual |
180/400 |
190/500 |
C50R28 |
60.9 |
大于3.0 |
3.58 |
≤1.5×10-12m2/s |
1.16×10-12 |
东海大桥混凝土配合比
胶凝材料总量kg/m3 砂 石5-25mm 水胶比W/C 外加剂ADM 420 52.5P.I 水泥 海工Ⅰ型掺合料 770 1063 146/420 0.35 LEX-9H-R 5.04 126 294 坍落度mm 抗压强度MPa 电能量(28d)C 氯离子扩散系数Da 指标 实测 实测 实测 实测 160±30 190 C40R28 50.4 ≤1000 841 ≤1.5×10-12m2/s 1.26×10-12
性能指标和实测值
指标
指标
指标
2、 高尺寸稳定性混凝土
据上海建研院对C60混凝土测定结果:掺聚羧酸系混凝土的一年收缩值及徐变比传统混凝土统计数减少约三分之一。例如:上海磁悬浮轨道和中科院物理所(光源工程)大型试验室基础 (一万立米)的低收缩徐变高性能混凝土,就是采用了上海建科建材科技有限公司的LEX-9H、上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司的SP-8等聚羧酸系高效减水剂产品。
3、 低热大体积混凝土
环球金融大厦混凝土基础的工程量4万多立米混凝土,工程分三次施工(混凝土工程量分别为:4000,5500,28000立米)。为减少大体积混凝土的水化热及裂缝,特使用了西卡建材有限公司生产的Silka聚羧酸系高效减水剂产品。
环球金融大厦混凝土基础混凝土配合比
胶凝材料总量kg/m3 |
Sand |
石Stone 5-25mm |
水胶比W/C ratio |
外加剂ADM | |
410 | |||||
52.5P.I cement水泥 |
矿粉S95+粉煤灰 |
700 |
1050 |
170/410 0.41 |
Silka 2.87 |
270 |
70+70 |
4. 自密实混凝土
浦东机场二期综合楼中,其框架柱和连续墙的钢筋密集,要求采用大流动度混凝土,因此,使用了上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司的聚羧酸系高效减水剂产品。
5. 高强泵送混凝土
配制良好工作性(坍落度保留值高)的C80 高强度混凝土是较困难。但使用聚羧酸系高效减水剂产品配制C80成为易事。格雷斯中国有限公司的ADVA聚羧酸系高效减水剂,已成功地应用在广州新中国大厦C80(2小时坍落度180mm)高性能高强泵送混凝土工程中。
砼配合比(Concrete Mix)(kg/M3) |
水泥(Cement) |
360 |
水(Water) |
140 | |
矿粉(Slag) |
190 | |
砂(Sand) |
670 | |
碎石(Stone) |
1060 | |
外加剂(Admixture) ADVA liter/m3 |
3.5 | |
外加剂(Admixture) 水 化 稳 定 剂 |
1.1 | |
坍落度(Slump) (mm) |
9 min |
225 |
60 min |
210 | |
120 min |
190 | |
抗压强度 (Strength)(Mpa) |
3天 |
60.8 |
7天 |
85.5 | |
28天 |
98.8 |
广州新中国大厦C80的高性能高强混凝土配合比
三、聚羧酸系高效减水剂应用量较小的原因
1. 售价较高
* 外加剂生产厂价格(不含生产共聚物的化工原料厂)
* 产品浓度:以20%计
上海企业:5500~6500元/吨
外资合资:7500~9000元/吨
混凝土使用高效减水剂的材料费用
外加剂品种 |
单价 元/吨 |
掺量% |
C30 水泥用量 公斤/立米 |
外加剂费用 元/立米 |
萘系 (浓度33%) |
2000~2500 |
2.0 |
350 |
2.35*350*2=16.45 |
聚羧酸系 (浓度20%) |
5500~6500 |
1.0 |
350 |
6.0*350*1.0=21.0 |
2. 高性能混凝土在我国尚未被工程菅理及设计人员充分认识, 甚至设计C40以上的高强混凝土也较少。
3. 某些聚羧酸系高效减水剂技木性能尚待提高(水泥适应性、含气量稳定性等),品种及型号尚待增加。