聚羧酸鹽外加劑在基礎(chǔ)特大體積泵送混凝土中的應(yīng)用

聚羧酸鹽外加劑在上海***金融中心主樓基礎(chǔ)特大體體積泵送混凝凝土中研究與應(yīng)用1工程概況正在建設(shè)中的上上海***金融中心實(shí)實(shí)體高度492米，大樓地地上101層，地下3層，位于上上海******金融貿(mào)易易區(qū)，北臨***大道、西西鄰***大廈，為為多功能摩天天超高層建筑筑。主樓筏板板基礎(chǔ)混凝土土設(shè)計(jì)要求為為R60C440，基礎(chǔ)外包包尺寸為69m×669m，主樓底板板厚度有4.5m、4m、2m及不同板厚厚之間的過渡渡區(qū)域。根據(jù)據(jù)施工方案，該該基礎(chǔ)混凝土土分三次澆搗搗，前二次分分別澆筑4400mm3和4500mm3，最后一次次澆筑為280000m3，一次澆搗搗量在本市基基礎(chǔ)大體積混混凝土方面堪堪稱第一。該工程早在19998年已完成地地下樁基施工工后因金融風(fēng)風(fēng)暴而擱淺，這這次由****和上海****集團(tuán)聯(lián)合中中標(biāo)復(fù)工建設(shè)設(shè)，顯示了我我國政治經(jīng)濟(jì)濟(jì)上的穩(wěn)定快快速發(fā)展，再再一次證明改改革開放的強(qiáng)強(qiáng)大動(dòng)力，表表明上海對(duì)外外商投資的巨巨大吸引力。建建成后的上海海***金融中心將將和***大廈一一起成為上海海又一座標(biāo)志志性建筑，增增添新的景觀觀。在技術(shù)上上業(yè)主要求各各強(qiáng)度等級(jí)的的混凝土使用用聚羧酸鹽外外加劑，圍繞繞該工程所展展開的超高層層泵送、自密密實(shí)混凝土、超超大體積混凝凝土等課題對(duì)對(duì)提升公司技技術(shù)水平也帶帶來了機(jī)遇和和挑戰(zhàn)。2大體積混凝土土的配制研究究2.1聚羧酸鹽鹽外加劑的選選擇及與水泥泥的適應(yīng)性傳統(tǒng)的萘磺酸甲甲醛縮聚物在在水灰比較低低時(shí)對(duì)水泥顆顆粒的分散性性較差，1-2小時(shí)后的坍坍落度損失較較大，加之有有限的化學(xué)多多樣性無法滿滿足水泥成分分波動(dòng)帶來的的流動(dòng)度變化化，不能適應(yīng)應(yīng)施工現(xiàn)場(chǎng)的的應(yīng)用要求，而而當(dāng)前大力提提倡發(fā)展的聚聚羧酸鹽高效效減水劑是一一類新一代的的高效減水劑劑，如今市場(chǎng)場(chǎng)上有近百種種不同化學(xué)成成分的聚羧酸酸鹽，由于該該類高效減水水劑合成時(shí)在在分子主鏈或或側(cè)鏈上引入入強(qiáng)極性基團(tuán)團(tuán)羥基、磺酸酸基、聚氧化化乙烯等，使使分子具有梳梳形結(jié)構(gòu)，通通過極性基與與非極性基不不同比例調(diào)節(jié)節(jié)引氣性，通通過調(diào)節(jié)聚合合物分子量增增大減水率，通通過調(diào)節(jié)側(cè)鏈鏈分子量增加加立體位阻作作用而提高分分散性，使預(yù)預(yù)拌混凝土具具有較好的坍坍落度保持性性、較高的早早期強(qiáng)度、比比萘系高效減減水劑更低的的摻量，同時(shí)時(shí)與水泥不適適應(yīng)性相對(duì)較較小，使得聚聚羧酸鹽外加加劑擁有萘系系外加劑無法法替代的優(yōu)越越性，得到了了工程技術(shù)界界的青睞。在確定使用422.5普硅水泥后后，我們對(duì)數(shù)數(shù)種聚羧酸鹽鹽外加劑產(chǎn)品品按規(guī)定摻量量對(duì)配制的R60C440P8混凝土（設(shè)設(shè)計(jì)坍落度為為150mm±30mmm）進(jìn)行坍落落度、擴(kuò)展度度經(jīng)時(shí)損失的的試驗(yàn)，由于于距施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)最遠(yuǎn)的攪拌拌站單程運(yùn)輸輸時(shí)間需50min，加上裝料料、卸料的等等候時(shí)間，因因此坍落度、擴(kuò)擴(kuò)展度的經(jīng)時(shí)時(shí)損失試驗(yàn)分分為初始、60miin、120mmin三個(gè)時(shí)間段段。結(jié)果見表表1。表1坍落度、擴(kuò)擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損損失試驗(yàn)外加劑編號(hào)坍落度//擴(kuò)展度（mm）初始60min120minn1215/5200×510200/5000×480165/4300×4302210/5000×500205/5000×490190/4700×4803180/4000×400170/3900×380140/3400×3604190/4000×400180/3800×380145/3500×360對(duì)表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)分析可知編編號(hào)2的2小時(shí)坍落度度、擴(kuò)展度損損失較其他試試樣要小，說說明該品種的的聚羧酸鹽外外加劑對(duì)該水水泥有良好的的適應(yīng)性。2.2聚羧酸鹽鹽外加劑配制制R60C440P8的驗(yàn)證試驗(yàn)驗(yàn)在初步確定采用用某品牌的聚聚羧酸鹽外加加劑的基礎(chǔ)上上，我們對(duì)參參與大體積混混凝土生產(chǎn)的的公司所屬7家混凝土攪攪拌站開展驗(yàn)驗(yàn)證試驗(yàn)，配配合比如表2所示。表2R60C440P8配合比（坍坍落度150mm±30mmm）單位：kkg/m3材料名稱水水泥砂石粉煤灰礦粉外加劑品種規(guī)格自來水P·042.55中砂5-25mm=2\*ROMANII級(jí)S95聚羧酸33011單方用量170270780104070702.72注：外加劑摻量量為（水泥+礦粉）×0.8%%驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果如如下見表3。表3驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)攪拌站編號(hào)R7MPaR28MPaR60MPaR90MPaR60達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)值（%）60min坍落落度損失mm120min坍坍落度損失mm含氣量（%）1#浦新53.472.988.489.122120252.12#浦蓮60.276.678.279.51950201.63#長橋47.166.377.279.8193051.54#宏成55.470.980.078.32003045/5#富康53.879.488.689.5222525/6#湯臣48.962.974.376.81862035/7#南航58.475.686.888.72171030/平均53.972.181.983.12051226/表內(nèi)各攪拌站77d強(qiáng)度值說明明聚羧酸鹽外外加劑在混凝凝土早期強(qiáng)度度發(fā)展方面所所具有的優(yōu)勢(shì)勢(shì)，是其它類類型外加劑所所不具備的。其7天至90天強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律遵循了一般混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律。上述試驗(yàn)中，RR7最低為47.1MPa，最高為60.2MPa，兩者相差13.1MMPa，R28最低為62.9MPa，最高為79.4MPa，相差16.5MMPa，R60最低為74.3MPa，最高為88.6MMPa，兩者相差14.3MPa，R90最低為76.8MPa，最高為89.5MPa，兩者相差12.7MPa。之所以造造成各齡期強(qiáng)強(qiáng)度極差偏大大的原因是，除除了各攪拌站站水泥、外加加劑統(tǒng)一外，其它原原材料的品質(zhì)質(zhì)有所區(qū)別，而而且設(shè)計(jì)坍落落度為150±330mm即在120mm至180mm范圍內(nèi)的坍坍落度都視為為合格，允許許坍落度的范范圍較寬，雖雖然7天強(qiáng)度已全全部達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)要求，60天強(qiáng)度平均均達(dá)到設(shè)計(jì)值值的205%，考慮到大大生產(chǎn)中原材材料品質(zhì)指標(biāo)標(biāo)的波動(dòng)，以以及7家攪拌站參參與超大體積積混凝土生產(chǎn)產(chǎn)，其不確定定因素較多，為為此應(yīng)留有強(qiáng)強(qiáng)度富裕量。此外，2小時(shí)坍坍落度損失值值最小為5mm，最大值為45mm，說明該聚聚羧酸鹽外加加劑不僅與水水泥的適應(yīng)性性好，同時(shí)顯顯示了聚羧酸酸鹽外加劑在在坍落度保持持性上所具有有的獨(dú)特優(yōu)越越性。從三次次含氣量測(cè)定定值看聚羧酸酸鹽外加劑所所配制的混凝凝土含氣量的的波動(dòng)較小，說說明混凝土內(nèi)內(nèi)部因空氣含含量所產(chǎn)生的的體積穩(wěn)定性性的變化也將將很小。3大體積混凝土土的裂縫控制制由于該工程大體體積混凝土澆澆筑定于1月28日正值本市市冬季，最低低氣溫在-2℃，最高氣溫溫僅4℃，作為大體體積混凝土，冬冬季施工的主主要難點(diǎn)在于于內(nèi)外溫差的的控制不應(yīng)超超過25℃，避免溫差差裂縫的產(chǎn)生生，為此要求求較低的水泥泥用量，以降降低水化熱。配配合比設(shè)計(jì)上上采用粉煤灰灰及礦渣微粉粉雙摻技術(shù)，以以減緩水泥水水化過程中放放熱速度，同同時(shí)提高混凝凝土的后期強(qiáng)強(qiáng)度，增強(qiáng)抗抗裂性，對(duì)此此許多試驗(yàn)研研究已作了詳詳盡的報(bào)導(dǎo)，在在此不再贅述述，本文需要要論述的是聚聚羧酸鹽外加加劑在大體積積混凝土的裂裂縫控制方面面也較其他類類型外加劑有有獨(dú)到的一面面。眾所周知知外加劑的廣廣泛使用促進(jìn)進(jìn)了混凝土技技術(shù)的發(fā)展，尤尤其是泵送混混凝土、自密密實(shí)混凝土、噴噴射混凝土等等方面更離不不開外加劑技技術(shù)的研究與與應(yīng)用，但外外加劑所導(dǎo)致致的混凝土早早期收縮的增增大，也引起起各方面的重重視，在《混混凝土外加劑劑》（GB80776-19997）中，作為為摻外加劑混混凝土性能指指標(biāo)之一的收收縮率比，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定無無論是普通減減水劑還是高高效減水劑，無無論是早強(qiáng)減減水劑還是緩緩凝減水劑，其28天摻外加劑混凝土與基準(zhǔn)混凝土干縮率比值都應(yīng)不大于135%。因此在大體混凝土裂縫控制中選用干縮率盡可能小的外加劑，對(duì)改善混凝土早期干燥收縮是有利的。根據(jù)生產(chǎn)廠家提提供的各種外外加劑，其收收縮率比見表表4。表4各類外加劑劑收縮率比生產(chǎn)廠編號(hào)品種普通型（木鈣）普通型（木鈣）緩凝中效（萘系）高效（萘系）高效（聚羧酸鹽）1111/114105922105//94/3////984116130109109/5115122/118103變動(dòng)范圍105~1166122~1300109~114494~11892~103表4檢測(cè)結(jié)果表表明，聚羧酸酸鹽外加劑較較木鈣類、萘萘系外加劑的的收縮率比都都要來得小。幾幾年前研究人人員發(fā)現(xiàn)聚羧羧酸鹽外加劑劑具有減縮功功能，他們通通過砂漿試驗(yàn)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)摻有0.2%聚羧酸鹽外外加劑的砂漿漿收縮值比摻摻有1%萘系外加劑劑的相同砂漿漿小40%，而且兩種種砂漿試件具具有同樣的流流動(dòng)性、擴(kuò)展展度和水灰比比。進(jìn)一步的的分析表明，聚聚羧酸鹽的減減縮功能來源源于聚乙烯支支鏈，試驗(yàn)表表明帶有不同同長度聚乙烯烯支鏈的聚羧羧酸鹽可以提提供更好的減減縮效果。盡盡管目前對(duì)不不同長度支鏈鏈的聚乙烯產(chǎn)產(chǎn)生減縮效果果的機(jī)理尚未未明確，但它它至少說明聚聚羧酸的減縮縮特性似乎類類似于傳統(tǒng)的的減縮劑。由由此可見聚羧羧酸鹽外加劑劑以較低摻量量獲得混凝土土良好工作性性的同時(shí)，在在減縮方面所所表現(xiàn)出來的的作用，說明明在大體積混混凝土施工中中利用外加劑劑達(dá)到改善混混凝土早期裂裂縫控制的目目的是可行的的。4大體積混凝土土的施工控制制4.1混凝土初初凝時(shí)間的確確定預(yù)拌混凝土由于于集生產(chǎn)、運(yùn)運(yùn)輸、泵送施施工于一體化化，能夠大大大減少澆搗過過程中的施工工縫，但隨著著建設(shè)規(guī)模的的擴(kuò)大以及結(jié)結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)計(jì)的日益新穎穎，一些超大大、超高、超超厚、超長的的工程也隨之之增多，這就就要求預(yù)拌混混凝土的生產(chǎn)產(chǎn)、運(yùn)輸、泵泵送、施工組組織更加嚴(yán)密密、更趨合理理，否則任何何環(huán)節(jié)上的疏疏漏都將產(chǎn)生生混凝土冷接接縫。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的沖沖擊下，預(yù)拌拌混凝土攪拌拌站的合理布布局已被打破破，偏離市中中心的有些地地段已成為混混凝土攪拌站站一條街，運(yùn)運(yùn)輸半徑過大大，預(yù)拌混凝凝土的時(shí)效性性受到了影響響，因此控制制混凝土坍落落度損失，確確?；炷猎O(shè)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的同同時(shí)又具有良良好的泵送性性尤為重要。所所謂冷接縫是是指在已澆灌灌的混凝土超超過初凝時(shí)間間后，新的混混凝土又在原原來混凝土上上進(jìn)行澆灌，使使該作業(yè)段的的混凝土不能能成為整體，而而人為形成的的施工縫，因因此必須在初初凝時(shí)間以內(nèi)內(nèi)進(jìn)行再澆灌灌，顯然，初初凝時(shí)間的確確定關(guān)系到整整體混凝土的的質(zhì)量。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，上上海***金融中心主主樓基礎(chǔ)底板板厚度達(dá)4.0m及4.5m，電梯井處處厚達(dá)12.044m，主樓大底底板（包括臨臨近塔樓的2m厚裙房基礎(chǔ)礎(chǔ)），最大施施工直徑為100m，計(jì)劃每臺(tái)臺(tái)泵車平均每每小時(shí)泵送量量為35m3，每臺(tái)泵車車澆筑垮度為為5m左右，澆筑筑時(shí)依靠混凝凝土流動(dòng)性形形成大斜面分分層下料，分分皮振搗，每每皮厚度為50cm，據(jù)此可以以計(jì)算出每皮皮混凝土量為為100×00.5×5==250mm3，以每小時(shí)時(shí)泵送量為35m3計(jì)，連續(xù)澆澆灌時(shí)間t1=（小時(shí)），以以每輛攪拌車車裝載量7m3計(jì)，需攪拌拌車=35（輛），若若每輛攪拌車車進(jìn)入指定卸卸料位置所需需時(shí)間t2為1min，則35輛攪拌車需需時(shí)t2為35miin即0.58h，加之澆灌灌時(shí)泵管長度度的拆卸調(diào)整整，以每段泵泵管2m計(jì)，以最大大施工直徑處處需拆裝泵管管50次，每次耗耗時(shí)1min計(jì)，泵管移移位時(shí)間t3為50miin，即0.83h。據(jù)此分皮皮澆筑總計(jì)時(shí)時(shí)間T=t1+t2+t3=7+0..58+0..83=8..41小時(shí)，考慮慮到施工中不不可預(yù)見因素素，初凝時(shí)間間確定為9~10小時(shí)。4.2攪拌拌運(yùn)輸車輛的的確定由上述分析可知知，為了避免免施工中冷接接縫的產(chǎn)生，混混凝土澆灌容容許時(shí)間應(yīng)該該小于混凝土土的初凝時(shí)間間，為了確保保混凝土澆灌灌的連續(xù)性，公公司組織了所所屬七家攪拌拌站參與大底底板的混凝土土生產(chǎn)，該七七家攪拌站距距工地現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)運(yùn)距及單程所所需時(shí)間如表表5所示。表5運(yùn)距與所需需時(shí)間攪拌站名稱運(yùn)距（km）單程所需時(shí)間（min）1浦新新22352長橋橋26453浦蓮蓮8254宏成成22455富康康46506湯臣臣32507杜行行2850平均2643每臺(tái)泵車所需最最少運(yùn)輸車輛輛可由下式計(jì)計(jì)算：N=f式中：N為每臺(tái)臺(tái)泵車所需最最少運(yùn)輸車輛輛；ff為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)數(shù)通常取1.1~1.3；QQ為每臺(tái)泵車車計(jì)劃最大泵泵送量m3；GG為每輛運(yùn)輸輸車裝載量m3；SS為攪拌站至至施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)運(yùn)距km；VV為運(yùn)輸車行行車速度一般般取30km；TT為攪拌運(yùn)輸輸車往返、停停車、裝料、卸卸料所需時(shí)間間min。根據(jù)表66攪拌車往返返時(shí)間平均為為86min，考慮到攪攪拌車在生產(chǎn)產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)等候裝裝料的時(shí)間以以及在施工現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)等候卸料料的時(shí)間，取取T=1000min，七家攪拌拌站的平均運(yùn)運(yùn)距為30km，每臺(tái)泵車車的輸送量為為35m3，每輛攪拌拌運(yùn)輸車平均均裝載量為7m3，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)f取1.3，以上數(shù)據(jù)據(jù)代入上式，則則N=1.3（輛輛）根據(jù)施工計(jì)劃安安排19臺(tái)泵車布料料澆灌，因此此共需攪拌車車M=16×199=304(輛)實(shí)際施工時(shí)公司司集中了350輛攪拌車，確確保了混凝土