混凝土外加剂在衬砌工程中的应用研究.pdf

4 2 垄堡皇里里 2 0 1 箜 塑 田中刚 ( 新疆生产建设兵团农十师水利工程管理处 北屯8 3 6 0 0 0 ) 【 摘要】 本文根据北屯灌区的实际， 介绍了渠道衬砌混凝土工程中混凝土外加剂的应用情况， 指出了实际应用中 应注意的事项。 【 关键词】 混凝土外加剂 引气减水剂衬砌工程应用研究 混 凝 土外加 剂 是指掺 量 一般 不大 于水 泥重 量 的 5 ， 能对混凝土的正常性能按要求进行改变 的工业产 品 ， 被公认 为混凝土中除水泥 、 砂 、 石和水 以外的第五 种成分。目前， 生产的品种有减水剂 、 高效减水剂 、 早强 剂 、 早强减水剂 、 缓凝 剂 、 引气剂 、 速凝剂 、 防冻剂 、 膨胀 剂 、 养护剂 、 防水剂等 。 为了提高抗冻和防渗等级 ， 北屯 灌区的引水总干渠工程( 控制灌溉面积 2 2 6万 h m2 ) 和 二 干渠 扩建工程 ( 控制灌 区面积 1 4 1万 h m z ) ，在衬 砌 混凝土 中都掺 和了混凝 土外 加剂 ，衬砌 混凝 土量 达到 2 1 4万 r n 3 。经过几年来 的运行 ，工程运行 状况 良好 。 1 混凝土衬砌板设计 指标 北屯灌区引水总干渠全长 2 8 O 0 7 k m，平面布置由三 段组成 ，第 一段为一级 阶地 段 ，长 4 9 k m，第二段长 9 0 5 k m， 第三段为台地段 ， 长 l 1 4 2 7 k m。1 3 + 9 5 0 1 6 + 5 8 0 段 ，采用现浇 C 2 0混凝土与 O 3 mm塑膜双防渗 ，梯形断 面， 现浇混凝土板厚 8 e m， 渠道设计流量 1 3 m 。 渠道纵坡 1 6 0 0 ，渠宽 1 5 m，渠道内坡 1 ： 1 7 5 ，渠深 2 1 2 m，水深 1 5 3 m。 北屯灌 区二于渠长 6 8 9 k m， 采用 C 2 0预制混凝 土板 与 0 3 mm塑膜防渗 ， 预制板厚 8 c m， 设计流量 2 0 O m3 ， 梯形断面， 渠道纵坡 1 6 5 0 0 ， 底宽 2 8 m， 糙率 0 0 1 7 。 渠道 内坡 1 ： 1 5 ， 外坡 l ： 1 5 ， 水深 2 8 8 m。根据经验 ， 渠道衬砌 采用预制混凝土板与塑膜双 防渗 ， 坡 比以 1 ： 1 5为宜 ， 如 采用现浇混凝土板与塑膜双防渗 ， 坡比宜采用 1 ： 1 7 5 。 以 便于施工。 2 减水剂和引气剂的作用与原理 2 1 减水剂 减水剂能使混凝土显著地减少拌和用水量 ，减水剂 大多属于阴离子型表而活性剂 ，在水 中极易离解为带负 电荷的阴离子和金属阳离子，这样水泥颗粒表面吸附着 大量的减水剂阴离子 ，使水泥颗粒之间的吸引力为电斥 力 ， 水泥充分扩散 ， 改善和易性 ， 另外还能改善水泥的水 化过程 ，促进水泥矿物品体的成长 ，改善水泥石的孔结 构 ， 提高混凝土密实度。 掺人减水剂后可起到以下四方面 的作用 ： a 在保持和易性和水灰比不变的情况下，可减少水 泥用量 ， 节省水泥。 b 在保持混凝土配合 比和水灰比不变的情况下 ， 可 提高混凝土的和易性 ， 并且不降低混凝土强度。 C 在保持和易性和水泥用量不变的情况下 ，可降低 水灰比， 提高混凝土强度和耐久性。 d 有的减水剂对混凝土有缓解作用 ，终凝时间推迟 2 3 h 。 2 2 引气剂 引气剂使混凝土中产生细小 、互不连通的均匀分布 的通道 ， 直径大部分在 0 0 2 5 0 3 0 m m之间 ， 硬化后能保 留微气泡， 其作用如下 ： a 提高耐久性。 由于引气剂产生的互不连通的气泡 ， 隔断了毛细管渗水通道 ， 提高了抗渗性 ， 并且这些气泡能 田 中刚 混凝土外加剂在衬砌工程 中的应用研 究 4 3 缓解债温下混凝土水分冻结时产生的膨胀压力， 了抗 冻性 也提高 3 衬砌 时采 用的外加 剂品种及 掺量 b 提高和易性 。 气泡在水泥颗粒之问起润滑作用， 增 加流 动性 c 降低强度 。由于气泡的存在， 减少 了水泥石 的有效 面积 ， 使强度降低， 一般含气量增_J J I 】 l ， 抗压强度大约降 低 4 6 ： 灌 区防渗衬砌采用的是 c A S 一 型混凝土引气减水 剂 ， 该产 品符合 国家标 准 引气减水剂 ( G B 8 0 7 6 1 9 9 7 ) 中一等品的质量指标 。于 1 9 8 9 个 1 0 月通过 区级鉴定并 获得兵团科技成果二等奖。该产品南引气 、 减水 、 缓凝等 多种组分复合而成 ， 除具有引气 、 减水功能外 ， 还可提高 混凝土早期强度 ， 节约水泥 保持强度和坍落度不变的 预制混凝土配合比表 坍落度 含气量 水泥 水 沙 子 石子( k g m ) f- J tr 剂( 占水 工程 水泥品种 水灰 比 石 于级配 ( r n llq ) ( ) ( k g m ) ( k m 】 ) ( k g m ) 5 - 2 0 m m 2 0 4 0 ra m 泥重量 ) ( ) 总 r现浇混凝土扳 普硅 3 2 5 MP a 0 4 5 二级 3 0 4 6 3 2 2 l 4 5 4 9 5 7 0 4 7 0 4 O 8 二干预制混凝土板 普硅 3 2 5 MP a 0 4 7 二级 3 0 4 - 6 3 2 2 1 5 2 6 o ( ) 6 3 8 6 3 8 O 6 5 情况下 ， 可减水 1 0 左右 ( 见上表) 。 采川陔产 品后 ， 根据实验结果 每立方米混凝土节约 水泥 2 7 k g ， 3灭试 强度提高了 1 2 ， 2 8 天提高 r 1 0 。 陔类产 品可广泛用于对抗冻 、 抗渗 、 抗侵蚀有设计要求的 混凝土 ， 针对北方寒冷地 区水利工程 时间紧、 任务重的特 点 ， 建议厂 泛使用。 4使用 方法 该产品使用非常简便 ， 随水泥有接掺入 ， 掺 量一 般为 水泥重量的 O 5 0 8 。如与其他品种外加剂同时使用 ， 掺量必须经试验验证后确定。 5 质 量控制 a 所用砂石料必须按照 要求 过筛 、 洗净 ， 去掉泥土 杂物。 b 注意减少用水量 1 0 左右。 c 加 入此类 外 加剂 的 混凝 土 ，一般 拌 和 时 间为 茗 3 5mi n。 6 注意事项 a 外加剂掺量必须严格控制 ， 不能多加 ， 也不能少 加 ， 为方便计量 ， 施工现场则可用废 旧矿泉水瓶子改制 成提 子 ， 称 量好 每提 的数 量 ， 每盘 浆一提 子 ， 便 于施工 掌握。 b 严格监测含气量 。 含气量过高则降低混凝 土强度 ， 过低又达不到抗渗、 抗冻要求 ， 必须严格控制。 c 掺入该产品的混凝土宜采用机械拌和、 机械振捣 ， 拌和时间不小于 3 m i n ， 振捣 时间不大 于 2 0 s ， 停放时间不 大于 1 h 。 d 该产 品用带 内衬 的塑料编织袋包装 ，运输和贮存 时谨防破损 ， 保持干燥 ， 如受潮结块 ， 必须粉碎达到细度 要求后使用 ， 如此性能才能不变 。 e 贮存时， 应避免与其他类似产品混杂以防误用。 A ( 上接第5 2页) 经济某些不规范的因素影响 ， 出现很多不 按程序办事的情况 ， 执行国家质量管理体系标准有一定 的难度 ， 但最 终贯彻执行 国家质量 管理体 系标准 ， 是 大 势所趋 ， 毋庸 置疑 ， 实验室不 实行 质量管理体系认证 和 计量认证是行不通 的 ， 质量管理体 系是提高水利工程检 测成果质量的根本保证 。 4 严 格执行检 测技术 标准 随着我 国工程建设检测市场的 日 臻完善 ，对实验室 的检测和校准方法要求更为严格。所有实验室必须按 照 相关技术规范或者标准 ， 使 用适合 的方法和程序实施检 测活动 。实验室应优先选择国家标准 、 行业标准、 地方标 准 ， 如果检测和校准方法发生了变化 ， 应重新进行确认。 中心现有 5个专业的检测技术规范 4 0 0余种，并且均为 现行有效版本 ， 由专人管理 ， 时时处于受控状态 。中心从 事的所有检测项 目， 都必须按照相应检测技术规范执行 ， 对没有检测依据 的，不允许开展检测业务和出具检测报 告 ，检测技术标准是从事水利工程质量检测活动的唯一 工作 指南 。