聚羧酸系减水剂在大桥主塔高性能混凝土中应用.pdfVIP

聚羧酸系减水剂在大桥主塔高性能混凝土中的应用 孙振平 蒋正武 ( 同济大学材料科学与工程学院，上海200092) 胡孟其 关令苇 (马贝建筑材料（上海）有限公司，上海 201314) 刘开阳 (广东省长大公路工程有限公司第二分公司湛江海湾大桥东岸项目部) 摘 要：简要论述了高性能混凝土对原材料及配合比设计的基本要求。针对湛江海湾大桥 47#墩主塔结构工 程特点施工现状和所处环境特点，讨论了其对混凝土新拌阶段性能、凝结时间、硬化后性能的设计要求。通 过系列试验对比了采用2种萘系减水剂和1种聚羧酸系减水剂所配制混凝土的各项性能，认为聚羧酸系减水 剂由于减水率高、控制坍落度损失能力强、对凝结时间影响较小，所配制混凝土早期强度发展迅速、抗Cl- 渗透性好等优点，完全满足工程设计要求。解释了聚羧酸系减水剂在流动性保持性方面优于萘系减水剂的机 理。实际施工表明，聚羧酸系减水剂用于该大桥主塔高性能混凝土不仅具有良好的技术效益，而且经济效益 亦十分明显。 - 关键词：聚羧酸系减水剂；流动性保持性；抗Cl渗透性；机理；经济效益 高性能混凝土(High Performance Concrete, HPC)是强度满足实际工程需要，具有良好工作性，体积稳 定性好，耐久性优异的混凝土，是各工程领域混凝土材料的必威体育精装版发展方向[1-4]。目前，高性能混凝土已受到 国内外工程界广泛关注，并开始在实际工程中应用，尤其是在大跨度桥梁、沿海海工工程中[5]。一般来说， 高性能混凝土配制时均掺加高性能减水剂和适量的高性能矿物掺合料，且其水胶比要求低于 0.38。这样， 高性能混凝土的水泥石中毛细孔孔径非常细小，且硬化水泥浆体矿物组成更加合理，集料-浆体界面结构得 到优化，因此具有较高的抗渗性、抗化学侵蚀性和抗碳化性等。 对于具体工程，面对众多品种的掺合料和外加剂，要使采用的配合比适合于工程施工工艺要求的工作性 和良好的力学、耐久性，必须在混凝土材料科学基本理论的指导下，进行大量的试验研究。单就减水剂品种 来说，为满足高性能混凝土在低水胶比和大流动性方面的要求，则聚羧酸系高性能减水剂作为新一代减水 剂，应为首选外加剂[6-8]。然而，由于聚羧酸系减水剂生产成本相对较高，单价也高于萘系高效减水剂，一 定程度上影响了实际工程应用者的积极性。本文介绍了湛江海湾大桥 47#墩主塔高性能混凝土的原材料性 能、混凝土配合比优化试验，以及优化混凝土配合比的基本性能和施工应用效果，尤其是对比了掺聚羧酸系 减水剂和萘系减水剂所配制混凝土的各项性能，分析了聚羧酸系减水剂用于该工程高性能混凝土取得的技术 和经济效益，揭示了聚羧酸系减水剂在流动性保持性方面优于萘系减水剂的机理，希望广大工程界有所参 考。 1. 工程概况及对混凝土性能的特殊要求 湛江海湾大桥位于粵西湛江地区，大桥始于湛江市坡头区，在湛江平乐渡口上游 1.3km处跨越麻斜海 湾，终于湛江市乐山大道，全长 4.023km。该大桥 47#墩主塔为大半径曲线火炬状钢筋混凝土结构，单箱单 室截面，塔底高程为+4.5m，塔顶高程为+159.61m，自桥面以上塔高为 103m。整个主塔由下塔柱、横梁、 中塔柱、锚固区和塔尖组成。该主塔设计采用C50 高性能混凝土进行浇注，共需 7972m3混凝土。 因该大桥主塔高程 103m，加之结构物形体异形复杂，内部配筋密集，预埋件、预应力孔道位置复杂交 错，施工工艺难度很高。因此，必须采用具有优异施工性的混凝土拌合物进行浇注。再者，由于该工程地 - - 处Cl 侵蚀地区，所浇注混凝土必须具有足够的抗Cl 渗透性和抗钢筋锈蚀性，才能满足其高耐久性要求和延 长工程服役寿命。 考虑到该主塔的设计使用年限和实际浇注施工条件，工程施工单位会同设计、监理和材料单位参考了 大量文献，经反复研究，对混凝土配合比及其性能提出了以下具体要求：1)混凝土的设计强度等级为C50，