高效混凝土抗絮凝剂在地下室工程中的运用.pdf

5 6 江苏建筑 2 0 1 1年增刊( 总第 1 4 4期 ) 高效混凝土抗絮凝剂在地下室工程中的运用 杨上伟 。 井渊 ( 南 京金 浦房 地产 开发 有 限公 司 ， 江 苏南 京2 1 0 0 0 0) 摘 要 通过分析高效混凝土抗絮凝荆的作用机理， 借助在南京某住宅小区地下车库工程中的运用案例， 阐述高效混凝 土抗絮凝剂在 实际工程运 用中对提 高混凝土制品的抗裂、 抗渗效果和增强混凝土耐久性的显著作用。 【 关键词】 高效混凝土抗絮凝剂； 抗渗； 抗裂； 和易性； 强度； 致密性； 耐久性 【 中图分类号 T U 5 2 8 7 文献标识码 B 文章f 1 0 0 5 6 2 7 0 ( 2 0 1 1 ) S 0 - 0 0 5 6 - 0 2 Ap p l i c a t i o n o f Hi g h E ffi c i e n t Co n c r e t e An t i - flo c c u l a t o r i n Co n s t r u c t i o n o f Ba s e me n t YANG S h a n g w e i J I N Yu a n O N a n j i n J i n p u R e a l E s t a t e D e v e l o p m e n t C o ， L t d ， N a n j i n g J i a n g s u 2 1 0 0 0 0 C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e p a p e r a n a l y s e s t h e me c h a n i s m o f h i g h - e f f i c i e n t c o n c r e t e a n t i - f l o c c u l a t o r i n e n g i n e e rin g p r a c t i c e o f u n d e r g r o u n d b a s e m e n t i n a N a n j i n g r e s i d e n t i a l d i s t ri c t a n d e x p l a i n s i t s r e ma r k a b l e e f f e c t i n i n c r e a s i n g c r a c k - r e s i s t a n c e ， l e a k p r o o f a n d d u r a b i l i t y o f c o n c r e t e p r o d u c t s Ke y w o r d s ： h i g h - e ffi c i e n t a n t i - fl o c c u l a t o r ； l e a k p r o o f ； c r a c k r e s i s t a n c e ； wo r k ab i l i t y ； s t r e n g t h ； d e n s i t y ； d u r ab i l i t y O前 盲 由于对 大流动量 的商 品混凝土 ( 坍落度 1 8 0 m l n ) 的广 泛应用 大量 的复合 型减水 剂在混凝 土中使用 。 因为降低 了 水 灰 比( 减少 了水 的用量 ) 。 混凝土 中的水泥 颗粒得不 到充 分 的水 化 ， 在混凝 土制 品中形成了水泥颗粒絮凝体 ， 加上在 混凝 土制品的浇筑振捣过程 中， 水泥随着振捣 ， 大量 的离析 出混凝 土制品表面 水 泥“ 胶凝” 作用 大大降低 了。 使 得成型 后 的混 凝土制品抗渗 、 抗 裂的能力降低 ， 成 型的混凝 土制品 中的水 泥颗粒成絮凝状 ， 水 泥随着振捣大量的损失 。 混凝土 制 品的品质受到很大的影响 ， 一些需要防水的混凝土工程 ， 不得不 采用外防水的措施 。 由于外防水属 于后 置方案 ， 而 当 外 防水“ 胶 ” “ 粘布” 等材料一 旦失效 ( 一般 2年左右 ) ， 其后 期 的处 理( 修补 ) 将是非常困难 。 要长期 的有效 的防治混凝土制品的一 系列危 害 ，就必 须 提高混凝土 自身的品质 ( 致密性 、 耐久性 ) 。 根本就在于让 混凝 土中的水泥 ( 胶凝物 )颗粒在混凝土制 品中分 布更充 分 、 均匀 ， 水泥颗粒 更充分 的水化 ， 以保证 其发挥胶 凝物 的 作 用。 1 高效混凝土抗 絮凝 剂及 其作用机理 高效混凝 土抗 絮凝剂主要用于混凝土制 品抗 裂 、 防渗 、 抗 冻害 、 混凝 土制 品刚性增强( 可替代钢纤 维使 用) ， 大大提 高混凝土制品的耐久性 。 高效混凝 土抗絮凝 剂可有效 增强混凝 土 的和 易性 ， 有 效 防止混凝土合成 的离析 ，可使混凝 土制 品在 成型过程 中 产生超叠加效果 ， 混凝 土内在应力重分布 。 对水 泥具有强烈 的分散作用 ， 具有 极性吸附作用 ， 可大 大降低水 泥颗粒间 的 吸引力 。 有效地阻碍和破坏颗粒问 的絮凝作用 ， 释放 出絮凝 体 中的水 。使硬化后混凝 土的毛细孔隙结构的分布情况得 到改变 ， 孔径和总孔数量显著减少 ， 提高混凝土的密实性 和 抗渗性能 ( 抗渗 W 1 5 ) ， 抗裂等级超过一级 ( 裂缝降低数 8 O ) ； 增强混凝 土耐久性 ( 反复冻 融循环 F 2 0 0 、 质量损 失 率 3 ) 。 增强 耐化学腐蚀性 能 ( 2 8 d碳 化= o O 0 ) ； 很好 的提 高混凝土制 品的品质。 2 高效 混凝土抗絮凝剂在实际工程使用 中的实验研 究 针对上 面所述 裂缝 对混 凝土的影响和危害 ，结合不 同 纤维对混凝 土性 能的影 响和作用机理 。在南京某住宅小 区 地下 车库 ( 面积 约 2 8 0 0 0 m 2 。 共 计 2个标段 ， 地下室混凝 土 强 度设计 等级 C 3 0 ， 设 计抗 渗等 级 S 6 ) 中的一个 标 段使 用 新型 高效混凝 土抗 絮凝剂产品 。通过与另一个标段不使 用 新 型高效 混凝 土抗 絮凝剂产品的对 比，期望通过使用新 型 高效 混凝 土抗 絮凝剂 产品验证其 改善混凝 土抗裂性 能 、 提 高混凝 土韧性 、 提高混凝 土耐久性 能的切 实能力 。 高效混凝 土抗 絮凝 剂是一种含有多种功能 团的复合 粉 体材料 。高效 混凝 土抗絮凝剂 中的纤维则是一种耐 久性 较 好 的合成纤 维 。 它具有较 高的分散性 、 抗 紫外线性 、 较 高的 断裂延伸 率和较高的抗拉强度等特点 。高效混凝土抗 絮凝 剂可 以和各种 高效 减水剂进行叠加 ，用于生产高强 高性 能 混凝 土 、 致密性混凝土 、 轻骨料混凝土等各种混凝 土。为了 进 一 步研究 高效 混凝 土抗絮凝 剂对 混凝 土各 种性 能 的影 响 我们 和生产厂家共 同委托 中国建筑科学研究 院建筑科 收稿日 2 0 1 1 - 0 7 - 0 7 【 作者简 介】 杨 上 伟 ，南 京 金 浦 房 地 产 开 发 有 限 公 司 ， 高 级 工 程 师 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建筑 2 0 1 1 年增刊( 总第 1 4 4期 ) 5 7 学研究所进行本次试验 。通过配制 C 3 0等级大流动度混凝 土 坍落度控制 2 0 0 2 0 m m。对掺加高效混凝土抗絮凝剂 、 F D N萘系高效 减水剂 的混凝 土进行性 能对 比， 进而评价 高 效混凝土抗絮凝剂对混凝土工作性 能 、 力学性能 、 耐 久性能 等的影响 。 3 混 凝 土 配 合 比 在正式试验前 。先通过混凝土拌合物性 能试 验 ，确定 C 3 0等级混凝土的试验配合 比如表 1 所示 。 此外 补加 1 组 C 3 0混凝 土试 验。只测试其坍 落度 、 扩 展度 和抗压强度值 ( 见表 2 ) 。 4力学性能测试 将各组现场取样混凝土按 照标准要求 进行 成型 、 养护 ， 分别 测量 混凝土 的 7 d和 2 8 d抗压 强度 、 抗 折强 度 、 轴压 强度 、 静 力受压 弹性 模量 、 劈拉 强度等指标 ， 结果分 别见表 3。 从表 3中可以看 出 高效混 凝土抗絮凝剂 明显影 响不 同等级混凝土 的力学性能 。对于 C 3 0混 凝土来说 ， 掺加 高 效 混凝土抗 絮凝剂 的混凝土 J S 2的 7 d抗 折强度 和 7 d抗 压 强度分别 是对 比混 凝土 J S 1的 1 0 7 9 和 l l 7 5 。 而 J S 2 的 2 8 d抗折强度 和 2 8 d抗 压强度分别是 J S 1的 1 0 4 9 和 1 1 6 2 。 对 比 J S 3和 J S 1 可 以发现 ， 降低 胶凝 材料总量和水 泥用量并加入 F L S和纤维后 ，混凝 土的强度并 没有 降低 ， 从 而说明混凝土掺加高效混凝土抗 絮凝剂 可以节 约水泥用 量 。 对于混凝土劈拉强度来说 ，掺加高效 混凝土抗絮凝剂 的混凝土 J S 2对比混凝 土 J S 1 增长 9 8 。 对于轴压强度和静力受 压弹性模 量来说 ，掺加高效混 凝土 抗絮凝剂 的 J S的轴压强 度 比对 比混凝 土 J S 1提高 了 1 3 2 ， 但 是在静力受 压弹性模量 方面 ， 掺加高效 混凝土抗 絮凝剂 的 J S 2比对 比混 凝土 J S 1有所提高 ， 但 不明显 ， 结果 说明掺加高效混凝土抗絮凝剂对混凝土的静力受压弹性模 量影 响不 大 即两者没有什么明显规律。 从 以上可 以明显看 出。高效混凝土抗絮凝剂 的复合作 用能够较 大地提高混凝 土的抗折强度 、 抗压强度 、 劈拉 强度 和轴 压强度 。 但是对静力受压弹性模量的影响作用较小 ， 没 有 明显 的规律 。 5耐 久 性 能 测试 混凝土耐久 性能测 试项 目主要包括 ： 抗裂 、 抗冻( 快 冻 法) 、 氯离 子渗透 和碳化 。测试结果见表 4 。 从表 4中可 以看 出， 在达到相同冻融循 环次数时 ， 掺加 F L S和纤 维 的混凝 土 J S 2比相 同强度 等级 的 对 比混凝 土 J S 1 或 者降低质量损失率 ，或者保持相对 高的相对 动弹模 量。这说 明高效混凝 土抗 絮凝剂 的复合作 用可 积极 改善混 凝土抗 冻融循 环性 能。 由于纤维在混凝土 内均匀分布 ， 并能 起到裂缝的桥接作 用 ，所 于改善 混凝 土的质量损失率 更加明显。 从表 4中也 可 以看 出 ，加入 高效 混凝 土抗 絮凝 剂的 C 3 0混凝 土的电通 量明显降低 。说 明混凝 土的致密性得到 表 1 混凝土试验配合 比 编 号 面 _ 电 通 量 积 上 r l l m 的 2 总 m 2 冻融次数 质量损失率 相对动弹模 量 开裂 面 2 8 d碳化 m m ( 下转 第 6 1页 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建筑 2 0 1 1 年增刊 ( 总第 1 4 4期 ) 6 1 只能降低粉土的液化指数 ，与桩基挤密法 的加 固处理 效果 有 一定差距 。粉土的桩侧摩阻力全部都需按 1 3折减 。 5主 要 结 论 ( 1 ) 场地 2 0 m以内分布有饱和的一 1 层粉土， 经综合 判别结果为严重液化 土层 ， 局部为 中等液化场地 ， 液化指数 1 2 6 8 4 5 91 。 ( 2 ) 采用 满堂 预制 桩进行液 化粉土层 处理 经济 、 合理 ， 并可完全消 除 1 0 m以上粉土液化 问题 ，并大大降低 1 0 m 以下粉土的液化指数 。 地下车库结合抗拔桩设计 ， 高层住宅 楼位置增加部分长桩处理 ，小 面积 的试 验结 果也肯定了该 方法的加 固处理效果 。 ( 3 ) 由于本场 地的厚层 粉土在宿迁地 区普遍分 布 ， 而且 目前新建的高层住宅小区 比例也较高 ，因此本工程用桩基 的挤密效 应来进行地 基液化处理 的方案具有 一定代表性 ， 对宿迁地 区的类似工程具有一定的借鉴作用 。 参考文献 【 1 】 G B 5 0 0 2 1 2 0 0 1岩 土工程勘察规 范 ( 2 0 0 9年版 ) S 北 京： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 0 9 2 】 G B 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0建 筑抗 震设计规 范【 S 】 北京：中国建 筑 工 业 出版 社 2 0 1 0 3 1 卢芳 武 汉市轨道 交通二号 线工程 场地砂 土液化分析 J 】 东北地震研 究 ， 2 0 0 5 ， 2 1 ( 3 ) ： 6 5 7 1 ( 上接第 5 7页) 表 5 后期观测情 况比较 注 ： 水 泥浆保失率 ： 掺加高效混凝 土抗 絮凝剂 的地下室砼为 9 8 ， 未掺加高效混凝土抗絮凝剂的地下室砼为 7 5 。 加 强。 从混 凝土 的 2 8 d碳化 结果 来看 ， C 3 0混凝 土 中 J S 2的 混凝土抗裂测试方法依据修订 中的 G B ( 普通混凝 土长 期性 能和耐久性能试验方法标准采用的约束收缩变形 性 能试验( 钢条 约束法) ， 即 C E C S标 准 中的方法 ， 具 体标准 见 附录。 将 不同种类的混凝土分别按照标准方法进行成型 、 吹 风 并观察 、 记录 、 测量 、 计算单位面积上 的总开裂 面积。混 凝 土上的裂缝如图 1 所示 。 一 图 1 不 同 混 凝 土 的 裂 缝 状 态 结果表明掺加高效 混凝土 抗絮凝剂 的混凝土 J S 2的抗 裂性能有明显改善 。 通过观察抗裂板上 的混凝 土可 以发 现， 不掺加高效混凝土抗絮凝剂 的混凝土很容 易在 板中间部位 形成较宽 、 较 长的裂缝。加入高效混凝土抗絮凝剂后 ， 由于 它们的复合作用使得 出现 的裂缝 宽度 急剧 变窄 。从 而降低 有害宽大裂缝 的数 目， 并形成宽度较窄 的微观裂缝 。 最终能 显著提高混凝土 的耐久性能 。 碳化值 比 J S 1降幅明显。 从 现场 实际跟 踪和 后期 观测 情况 进行 分析 结果见 表 5。 6结 论 从上述一系列 混凝 土试 验和现场情 况跟踪观察可 以得 出下面的结论 ： ( 1 ) 大流动度混凝土掺加高效混凝土抗絮凝剂 后 ， 不 同 等级混凝土的稠度均受到影响 坍落度和扩展度均有一定 程度降低。但拌合物并没有出现离析 、 泌水现象 。 对混凝土 的凝结时间影响也不大。 因此 ， 高效混凝土抗絮凝剂对混凝 土的拌合物性能的影响较小 ，可以通过配合 比优化等技术 措施进行调整 。 ( 2 ) 与对 比混凝土相 比， 掺加高效 混凝 土抗絮凝剂后 明 显提高 了混凝土的抗折强度 、 抗 压强度 、 轴压强度和劈拉 强 度 ， 进而表明使用 高效 混凝 土抗 絮凝 剂可以节约水 泥用量 。 但是掺加高效混凝土抗絮凝剂对混凝土静力受压弹性模量 的影响 。 没有发现 明显 的规律 。 ( 3 ) 掺加 高效混凝土抗 絮凝剂 的混凝 土具有更 好耐 久 性能 ， 表现 为抗冻性 、 抗碳化 、 抗裂 性能的提高 以及 电通量 的降低 ， 观察抗裂试验 和现场裂缝分 布数 发现 ， 掺加高效 混 凝土抗絮凝剂后混凝土 的缝 隙数 目和宽度得到 明显改善 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m