混凝土外加剂在白塔河钢坝闸工程中的应用.pdf

工程施工 东北水利水 电 2 0 1 4年第 6期 文章编号 1 o 0 2 0 6 2 4 ( 2 O 1 4 ) 0 6 0 0 2 O 一0 2 混凝土外加剂在白塔河钢坝闸工程中的应用 高树 天 ( 沈阳市水利规划院， 辽宁 沈阳 1 1 0 0 1 5 ) 摘 要混凝土外加剂是近些年来在混凝土施工中经常用到的辅助材料。 通过工程实践 。 证 实 了其在沈阳地区水工混凝土施工中， 能够很好地提 高混凝土的抗渗性和抗冻性等。文中以白 塔河钢坝闸工程为例 ， 从混凝土外加剂的选用、 使用外加剂对工程造价的影响以及提 高混凝 土性能等方面详细叙述了混凝土外加剂的实际应用， 并对其实践经验进行 了总结。 关键词】 混凝土外加剂； 抗渗性； 抗冻性； 白塔河钢坝闸 【 中图分类号 T V4 2 + 4 文献标识码 B 混凝土外加剂是一种在混凝土搅 拌之前或 拌 制过 程 中加入 的、 用以改善新拌和 ( 或 ) 硬化 混 凝 土性能的材料。混凝土外加剂作为产品在混凝土 中应用的历史有 8 0 9 0 年 ，目前按照混凝土外加 剂的材料组成分类 ， 可以分为减水剂、 早强剂、 抗 冻剂、 速凝剂 、 缓凝 剂、 引气剂、 消泡剂 、 膨胀 剂 、 防 水剂、 密实剂等 。本文重点论述在白塔河钢坝闸中 使 用外 加剂对提高 混凝土抗渗性和抗冻性 以及 对 工程造价 的影响。 1 概述 白塔河位于浑河左侧 ， 是浑河的一级支 流 ， 系 沈 阳市 主要 河流 之一。该河发源于东陵 区李 相镇 老塘峪村 ， 流经李相、 深井子、 南塔 、 浑南新区、 白 塔 、 浑河 民族 开发 区、 和 平 区 7个 乡镇 ， 在 曹仲 屯 汇入 浑 河 ，流域面积 为 1 7 8 k m2 ，河流 总长 4 8 5 k m， 河道比降 0 0 8 9 。 白塔河中上游河槽曲折， 属宽浅式河床， 中下 游比较顺直 ，属窄深式河床。白塔河平时水量很 少 ， 汛期洪水出现时， 洪峰流量很大 ， 破坏力很强。 为 满足 河 道景 观 建设 需 要 ，规 划 在 白塔 河 桩 号 3 6 + 9 5 8和桩 号 3 9 + 1 8 0修建钢坝 闸 2座。 2 0 根据 S L 1 9 1 2 0 0 8 ( 水工混凝土结构设计规范 中的相关规定 ：沈 阳地 区水工建筑物所 处的环境 类别多为二类 ， 属严寒地 区。钢坝闸混凝 土强度等 级为 C 2 5 ， 抗渗等级为 W4 ， 抗冻等级为 P 2 0 0 。 2 外加剂提高混凝土抗渗性与抗冻性 混 凝 土 的渗 透性 与 耐 久性 有 极 其 密切 的关 系。抗渗性是指混凝土抵抗水在混凝 土毛细孔 向 其内部渗透的能力，影响渗透的主要因素是水泥 内部有毛细管或某些微裂缝所形成的透水通路。 这些通路是由于配制混凝土时，为得到一定的施 工流动性而 多加 的水分在混凝 土硬 化时蒸发所 留 下来 的。通 常来说 ， 抗 渗性 好的混凝土 ， 其密实性 高 ， 混凝土 的耐久性也较好 。这是 因为许 多有害物 质是 随介质 渗透到混凝 土 内部 而起破 坏作 用的。 提高混凝土的抗渗性 ，除混凝土本身具有极低的 渗透性以外 ， 从实际意义上来说 ， 避免混凝土结构 出现裂纹和裂缝是更为重要的。 抗冻性是指混凝土抵抗冻融破坏的能力。影 响的主要因素是混凝土内部构造、混凝土中孔隙 率和空隙特征等。密实并具有闭口又不互相联通 的混凝土具 有较好 的抗 冻性能 ，因此在 实际工程 2 0 1 4 年第 6 期 东北水利水电 工程施工 中要保证混凝土的振捣密实。另外水泥品种及强 度等级对混凝土抗冻性也有影响。 使用混凝土外加剂提高抗冻性和抗渗性的方 法包括使用减水剂以大幅度地降低水灰比，提高 混凝土强度和致密性，切能够获得所需要的施工 性 ； 使用高效引气剂以使混凝土中产生孔径小、 间 隔均匀的封闭气孔 ， 提高混凝土的耐冻融性。 在白 塔河钢坝闸施工中， 采用的是 HI9 9 0 高效引气减 水剂 ，直接加入混凝 土拌 合料 中 ，延长搅拌 时间 3 0 6 0 s ， 掺量为 0 6 1 5 。其理论可使混凝土抗 冻等级达到 F 3 0 0 ， 抗渗等级达到 W8 。 3 外加剂对工程造价的影响 根据水利工程设计要求 ，白塔河钢坝 闸混凝 土强度等级 C 2 5 ， 抗渗等级 W4 ， 抗冻等级 F 2 0 0 。 如果不掺混凝土外加剂，按照水利定额中有 抗渗抗冻要求的混凝土水灰比采用值 ：抗渗等级 W4 ， 对应 水灰 比 0 6 0 0 6 5 ； 抗 冻等级 F 2 0 0 ， 对应 的水灰 比小于 O 5 ；在 同时满足抗冻抗渗要 求时 ， 以抗冻等级要求水灰 比 ， 即水灰 比小 于 0 5 。 - r - 程 采 用 4 2 5水 泥 ， 水灰 比 0 5 0 ， 如要 满足工程要求 ， 需采用 C3 0纯混凝土配合 比及材料量计算混凝 土 单价 ， 配合比及。水泥： 砂： 石子= 1 ：2 2 5 ：4 4 3 ， 预算 量 ： 水泥 3 1 0 k g ； 粗砂 6 9 9 k g ， 0 4 5 m3 ； 卵石 1 3 8 9 k g ， 0 8 1 m3 ； 水 0 1 5 m3 。 根据预算量计算混凝土价格，主材价格参考 辽宁省价格信息网指导性材料价格 ，其中，水泥 4 2 5单价 为 4 8 6元 t ， 粗砂 单价 8 3元 ms ， 碎 石单 价 8 5元 m3 。根据( 辽宁省水利工程设计概( 估 ) 算 编制规定 中的相关规定 ， 工程预算中主要材料采 用限价计入单价， 主要材料限价为： 水泥 3 0 0元 t ， 砂 3 5元 c ， 碎石 5 5元 c 。 如果掺外加剂，采用 C 2 5 混凝土掺外加剂混 凝土即可满足抗冻剂抗渗要求，采用 C 2 5 掺外加 剂混凝土的配合比及材料用量计算混凝土单价 ， 水 泥强度 等级 4 2 5 ， 水灰 比 O 5 5 ， 配合 比水泥 ： 砂 ： 石子= 1 ： 2 9 2 ： 5 4 4 ， 材料预算量： 水泥 2 5 4 k g ； 粗砂 7 4 3 k g ， 0 5 m ；卵石 1 4 0 0 k g ， 0 8 2 m3 ；外加剂 O 5 2 k g ； 水 0 1 5 m o 通过以上计算可知： C 2 5 ( W4 ， F 2 0 0 ) 纯混凝土 材料价格为 2 5 9 1 2 元 m 3 ， 其中计入工程单价材料 费 1 5 4 6 0元 m e ，材 料 限价 1 0 4 5 2元 me ； C 2 5 ( W4 ， F 2 0 0 )掺外加剂混凝土材料价格为 2 3 8 8 8 元 m3 ， 其中计入工程单价材料费 1 4 3 0 4元 m 3 ， 材 料限价 9 5 8 4 元 m 3 。 以现浇混凝土墙为例，根据 ，采用 C 2 5纯混凝土计算 ，混凝土墙单价为 3 5 6 4 6 元 me ：采用 C 2 5掺外加剂混凝土计算 ， 混 凝土墙单价为 3 3 1 2 8 元 m 3 。由此可知， 采用掺外 加剂可降低混凝土墙单价 7 。 4 结语 合理使用外加剂， 不仅可以降低工程造价 ， 方 便施工， 提高效率 ， 起到事半功倍的效果 ， 而且节 省了 自然资源。白塔河钢坝 闸工程 中所采 用的 H D一 9 0 高效引气减水剂，经过工程的运行检验 ， 地下混凝土启闭机室基本没有渗漏 ， 处于水位 变动 区的混凝土表面也没有冻融剥蚀破坏 ， 能够满足沈 阳地区的抗冻抗渗级别， 即抗冻等级 F 2 0 0 ， 抗渗等 级 W4 ， 可在沈阳地 区水工混凝土 中推广应用。 参 考 文 献 1 刘其城， 徐协文 ， 陈曙光 混凝土外加剂 M 北京： 化学 工业出版社， 2 0 0 8 2 熊大玉， 王小虹 混过凝土外加剂 M 七 京 ： 化学工业 出版社 ， 2 0 0 2 3 田培， 刘加平， 王玲 混凝土外加剂手册 M 北京 ： 化学 工业出版社， 2 0 0 9 4 夏寿荣 混凝土外加剂生产与应用技术问答 M 北京： 化学工业出版社 ， 2 0 1 2 5 中国标准出版社第二编辑室 混凝土外加剂及相关标准 汇编 M 北京： 中国标准出版社 ， 2 0 0 4 6 中国建筑学会混凝土外加剂应用技术专业委员会 混凝 土外加剂及其应用技术新进展 M 北京 ： 北京工大学 出版社 ， 2 0 0 9 7 辽宁省水利经济定额站 辽宁省水利工程设计概( 估 ) 算编制规定 M 沈阳： 辽宁省科学技术出版社， 2 0 0 6 8 辽宁省水利工程造价管理中心 辽宁省水利水电建筑工 程概( 预 ) 算定额 M 郑州： 黄河水利出版社 ， 2 0 0 7 【 收稿 日期】 2 O 1 3 0 6 2 7 21