清水镜面混凝土的绿色二次流化与实施方式研究.pdf

钎 建蟓 拇 中 国 科 技 核 心 期 刊 清2 1 ( n 面混凝土的绿色二次流化与 实旋方式研夯 徐本梁， 涂晨龙， 徐本睿， 王林伟， 李萍， 陈军超， 李薇 ( 十九冶成都建设有限公司， 四川 成都6 1 0 0 3 1 ) 摘要： 配制了新型混凝-次流化剂， 开发了一种混凝土罐车自带二次流化剂精确计量添加装置， 在不影响清水混凝土强度 及清水饰面效果的前提下， 成功实现了混凝土在施工现场的二次流化。 所开发技术 已应用于成都市二环路 改造工程 中， 有效地减少 了混凝土坍落度损失过大造 成的经 济损失和质量 波动， 减少了建筑 垃圾的产生 ， 实现了混凝土绿色二次流化。 关键词： 二次流化剂； 二次流化剂添加装置； 清水镜面混凝土； 坍落度损失 中图分类号： T U 5 2 8 3 7 ； U 4 1 4 1 8 文献标识码 ： B 文章编号： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 4 ) 0 5 0 0 3 7 0 3 Th e s t u d y o n g r e e n e n v i r o n me n t a l p r o t e c t i o n s e c o n d a r y flu i d i z a t i o n a n d r e a l i z i n g wa y o f f a i r - f a c e d c o n c r e te l XU B e n l i a n g ， T U C h e n l o n g ， XU Be lz l u i ， WANG L i n we i ， L I P i n g ， C HEN J u n c h o o， ， We i ( C h e n g d u C o n s t r u c t i o n Co mp a n y o f 1 9 t h MCC， C h e n g d u 61 0 0 3 1 ， S i c h u a n， C h i n a ) a d d i n g s e t o n c o n c r e t e c a n b e flu i d i z e d a g a i n t h e S e c o n d Ri n g Ro a d o n wa s t e o f a b a n d o n e d c o n c r e t e i s r e d u c e d t o o T h e e n v i r o n me n t a l p ro t e c t i o n o f c o n c r e t e i nd u s t r y i s r e a l i z e d Ke y wo r d s ： s e c o n d a r y fl u i d i z a t i o n a g e n t ； s e c o n d a r y fl u i d i z a t i o n a g e n t a d d i n g s e t ； f a i r - f a c e d c o n c r e t e ； d l u mp l o s s 成都市二环路改造工程是成都市交通先行战略发展的重 点建设工程， 工程用高架桥贯通整个二环路。 因穿过多个闹市 与城市标志性地段， 为了不破坏城市的整体美观性， 工程要求 所有混凝土构件达到清水镜面效果。 在由中国十九冶集团有 限公司承建的东二环E P C 2 段工程中，由于C 4 0 、 C 5 0 清水混 凝土的胶凝材料用量大、 混凝土运距远、 市区堵车严重等因素， 经常造成混凝土坍落度损失过大而不能满足施工要求。 虽然混 凝土从原材料到配合比都采取了坍落度损失控制措施， 但是市 区各种突发情况还是经常让混凝土等待时间过长而导致坍落 度损失过大， 传统泵送剂二次流 化又 会损失 清水混 凝土的性 能， 就地报废混凝土会造成污染和浪费。 为了保证工程的清水 镜面效果和混凝土的强度耐久性， 减少污染和浪费， 工程对混 凝土在施工现场的二次流化及其实施方式进行了研究。 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 7 1 1 作者简介： 徐本梁， 男， 1 9 8 6年生， 四川凉山人， 硕士， 主要从事混凝土 材料研究与应用。 地址： 成都市崇州市大洋工业园区顺安路中国十九 冶商砼站 ， E m ail ： x u b e n l i a n g 1 0 2 3 h o t mai l c o m。 1 混凝土二次流化的研究现状 国内对混凝土坍落度损失控制研究比较多， 但对二次流 化的研究不多， 徐苏申【 1对混凝土的二次流化复塑剂做了初步 的实践工作， 对复塑剂性能的设计和使用注意事项提出了初 步的概论， 并实际研制出了一种针对当地材料的混凝土复塑 剂， 实现了在混凝土强度损失小的情况下对混凝土实施y- 次流化； 洛阳中集凌宇汽车有限公司2 】通过信息处理设备监控 混凝土坍落度的变化并适时调节， 避免了混凝土搅拌运输车 在炎热气候下长距离运输过程中混凝土中水分加速蒸发导致 的混凝土坍落度损失情况的发生， 提高了混凝土质量。 本文针 对成都地区材料研制了一种新型的混凝土二次流化剂和二次 流化剂添加系统， 实现了混凝土二次流化剂 在施工现场的 精 确计量， 在保证混凝土清水镜面效果和强度耐久性的情况下， 实现了混凝土的二次流化。 2 新型混凝土二次流化剂的研究 目 前工地常用的 加水和传统泵送剂的方式实 施混 凝土二 NE W B UI L D1 NG MA T E R I AL S 3 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 徐本梁， 等： 清水镜面混凝土的绿色二次流化与实施方式研究 次流化， 在成都二环路改造工程中， 前期用此方法二次流化后 混凝土遇到以下问题： ( 1 ) 坍落度保持时间较短， 在短时间内 失去流动性， 且泵送困难； ( 2 ) 混凝土强度出现一定程度的损 失； ( 3 ) 清水混凝土表面出现大尺寸气泡和色差。 究其原因， 是 因为传统泵送剂是针对新拌混凝土配制的，在面对水泥熟料 已经开始初凝， 混凝土呈塑性状态时， 传统泵送剂中的减水和 引气组分不能很好地打开水泥的絮凝结构，流化后混凝土流 动性差， 流阻大， 导致了泵送的困难和内部气孔溢出困难， 使 得表面可见气孔的产生， 影响了清水镜面效果； 糖类缓凝剂的 叠加作用导致混凝土坍落度二次损失更快； 同时， 混凝土因为 泵送剂添加方式的不妥， 导致混合不均匀， 进而出现了色差。 本文针对以上情况， 研制了一种新型的二次流化剂， 并测 试了其二次流化后坍落度二次损失情况、 L型流动速度、 强 度、 表面气孔和色差。 新型二次流化剂主要原料为聚羧酸系减 水剂、 K 1 2 系列引气剂、 增塑剂和水。聚羧酸系减水剂为醚类 聚羧酸减水剂， 固含量为4 0 ； K 1 2 系列引气剂的是十二烷基 硫酸钠、硬脂酸和磺化三聚氰胺按7 8 ： 1 0 ： 1 2 质量比制备的十 二烷基硫酸钠系混合物， 其作用不只是引气， 主要作用是增加 混凝土二次流化后的流动性和延缓混凝土坍落度的二次损失。 2 1 新型二次流化剂的坍落度二次损失 选用 3 种传统泵送剂和水与新型二次流化剂对比二次流 化混凝土。取2 0 L正常搅拌的混凝土放置 3 h 后， 混凝土坍 落度损失到 1 5 0 m i l l ， 经过不同剂量的泵送剂和二次流化剂二 次流化混凝土坍落度到2 1 0 m m ， 测试二次流化后坍落度二次 损失情况如表 1 所示。 表 1 不同方法 二次流化混凝土坍落度二次损失对 比 由表 1 可以看出， 使用传统泵送N-次流化混凝土后， 混 凝土二次 损失更快， 2 h 后已 经损失N-次流化前的 坍落度。 使用水二次流化的 混凝 土坍落度二次损失最快， 2 h 后就不能 满足施工要求。而经二次流化N-次流化后的混凝土在3 h 内能保持施工性能。 2 2 新型二次流化剂二次流化混凝土的流动性 为了对比几种方法二次流化混凝土后的流动性，用同样 剂量的泵送剂、 水和二次流化N-次流化混凝土， 不同方法二 次流化混凝土L 型透明 槽的流动速度见表2 。 3 8 新型建筑材料 2 0 1 4 5 表 2 不同方法二次流化混凝土 L型透明槽的流动速度 由表2 可以看出， 因为使用了减水剂母液和复合引气剂， 使用二次流化剂二次流化的混凝土流动性和流动时间都优于 传统泵送剂和水。 2 - 3 新型二次流化剂二次流化混凝土的强度 用3 种传统泵送剂和水与新型二次流化剂对比二次流化 混凝土的强度。取2 0 L正常搅拌C 3 0 混凝土放置3 h后， 混 凝土坍落度损失到 1 5 0 m m ， 经过不同剂量的泵送剂和二次流 化剂二次流化混凝土坍落度到2 1 0 m m， 测试二次流化后混凝 土的强度， 结果见表 3 。 表 3 不同方法二次流化混凝 土的强度 项目 7 菰 由 表3 可以看出，新型二次流化剂二次流化混凝土后强 度损失最小， 直接用水二次流化后会降低混凝土强度等级。 2 4 新型二次流化剂二次流化清水镜面混凝土的 外观质量 为了保证清水混凝土施工现场二次流化后的镜面效果， 试验取4 O L 新拌清水混凝土， 放置3 h 后， 坍落度损失到1 5 0 m i l l ， 用不同 泵送剂和二次流化剂对其进行二次流化后入自 制 轻钢模板成型， 2 4 h 拆模后检验其外观质量， 结果见表4 。 表 4 不同方法二次流化清水混凝土的外观质量 由表4 可以看出， 经新型二次流化N-次流化后的清水镜 面混凝土， 表面气孔数量虽然不是最少， 但是气孔的最大直径 是最小的， 且无色差， 很好地保证了混凝土的清水饰面效果。 2 5 新型二次流化N-次流化混凝土的最佳掺量 新型混凝土二次流化剂在混凝土坍落度损失到不同范围 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 徐本梁， 等： 清水镜面混凝土的绿色二次流化与实施方式研究 后再流化坍落度到2 2 0 m m时， 有一个最佳掺量， 在最佳掺量 下与 1 0 k g m 水混合后加入混凝土罐车内流化混凝土，最佳 掺量如表5 所示。 表 5 二次流化剂的最佳掺 量 坍落度 mm 1 4 5 1 5 0 1 6 0 1 7 0 流化到 2 1 0 mm掺 ( k g m 3 ) 3 0 3 0 2 8 2 5 流化到 2 2 0 mm掺量 ( k g m 3 ) 5 0 4 5 3 0 3 0 3 新型混凝土二次流化剂的具体实施方式 项目所开发出的混凝土二次流化剂，在施工现场使用时 需要精确计量， 这就给实际操作带来了困难， 每次由试验室人 员现场称取添加会耗费大量的时间和精力。而目前市场上运 营的混凝土搅拌罐车都没有配备专门的外加剂添加设备， 有 的只是 增加了 简易的 储存设备，没 有精确计量和自 动添加功 能， 操作繁琐且因不能精确计量而效果不能保证。 为了 精确计量二次添加 外加剂， 方便携带安装和操作， 项 目开发了一种混凝土搅拌罐车自带具有精确计量的、 简单易 操作的二次流化剂精确计量添加系统， 系统示意见图l 。 l 一水 箱： 2 一进水 管： 3 一 带刻度 连通 器 的二次 流化 剂储 存桶 ； 4 一 下料管 ； 5 一 二次流化 剂三通管 ； 6 一混 合管 ； 7 一混 合鼓 ； 8 一进 料 管； 9 一下水管； 1 O 一下水三通管； 1 1 一加压管； 1 2 一刻度连通器； l 3 一 喷洒 管 ； 1 4 一进 料阀 门 ； 1 5 一下 水阀 门 ； 1 6 一加 压 阀 门； 1 7 一下 料 阀 门； 1 8 一通 孔； 1 9 一罐 体； 2 O 一罐车 ； 2 1 一空气系统 ； 2 2 一进料 口 图 1 混凝土搅拌罐车自带二次流化剂添加系统示意 利用罐车自 有加压水路，增加带 刻度连通器的 外加剂储 存桶， 外加剂桶带刻度连通器， 刻度可以先标定好， 使用时可 以精确计量。 外加剂桶固定在罐车左侧翼子板， 下面自带角阀 并用三通与原有水路连接， 在水管后设置水与外加剂混合鼓， 使得精确计量的外加剂与一定量的水在管路和混合鼓中充分 混合后加入到搅拌罐， 达N-次流化混凝土的目的。 通过以上装置的应用，在工地现场实现y-次流化剂的 精确计量添加， 保证y-次流化的效果。 4 研究意义 项目 研究成果已成功应用于成都市二环路改造工程。首 先， 该成果的应用推动了混凝土二次流化的系统研究， 前期的 混凝土研究更多的集中于新拌混凝土，二次流化后混凝土的 强度、 耐久性、 可泵性等是行业发展所急需的， 不管怎么采取 缓凝措施， 混凝土还是会在有限的时间失去流动性， 而商品混 凝土企业越来越广的辐射面积和越来越长的运输时间不可避 免地会产生混凝土二次流化的新问题； 其次， 项目 对二次流化 剂的研究， 推动了混凝土外加剂行业的发展， 传统的外加剂生 产企业只是生产各种功能型的泵送剂，很少有企业专门针对 混凝土二次流化研发产品，但是专业的混凝土二次流化剂在 性能针对性上有着不可比拟的优势； 最后， 该成果的应用推动 了建筑行业的绿色环保，混凝土坍落度损失过大后的传统处 理方法是返站报废，这样既增加了运输的能耗，又浪费了电 能， 还会产生大量的废水， 对环境造成污染。 课题成果的应用， 可以很大程度缓解以上现象， 为减少建筑行业的能耗， 减少建 筑行业的垃圾做出了一定的贡献。 在成都市二环路改造中， 该成果的应用发挥了重要的作 用， 利用搅拌罐车自 带二次流化剂添加系统和混凝土二次流 化剂， 不仅让坍落度损失过大的混凝土恢复流动性， 还保证了 混凝土的强度和耐久性，同时还保证了混凝土的清水饰面效 果。证明了该成果的实用性和领先性。 参考文献： 【 1 】徐苏申 复塑剂及二次流化技术的初步实践 J 】 商品混凝土， 2 0 0 8 ( 5 )： 48 5 O 2 洛阳中集凌 宇汽车有限公司 混凝土搅 拌运输车 中混凝土坍落度 监控调整系 统： 中国， C N 2 0 l 1 2 O 4 6 9 6 9 9 8 P 2 0 1 2 - 0 8 2 2 A ( 上接第 3 2页) 参考文献： 1 1 肖立光， 李睿博 利用铁尾矿替代石英砂配制聚合物水泥砂浆的 研 究 J 】 混凝土 ， 2 0 1 2 ( 3 ) ： 1 1 5 一 l 1 6 2 】 王培铭， 许绮 桥面用丁苯乳液改性水泥砂浆的力学性fl E J 建筑 材料学报， 2 0 0 1 ， 4 ( 1 ) ： 1 - 6 3 】 高建明， 森野奎聚合物改性硅灰水泥砂浆性能的实验研究 J 】 混 凝土与水泥制 品， 2 0 0 0 ( 5 ) ： 8 - 1 0 【 4 张秀芝， 付宝华黄河特细砂瓷砖粘结砂浆的配制及影响因素研 究 J 新型建筑 材料， 2 0 1 3 ( 9 ) ： 3 5 3 9 【 5 】 黄从运 聚合物乳液改性硫 铝酸盐水泥修补砂浆 的试验研究叨 化 学建材， 2 0 0 6 ， 2 2 ( 5 ) ： 3 4 3 6 A N E W B UI L D I NG MA T E R I AL S 3 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m