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超高层泵送工程外加剂的研发

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《商品混凝土杂志》2014年第七期

1试验

1.1关键设计参数

1.1.1外加剂设计关键技术要求C35设计关键点:C35混凝土应用于楼板混凝土工程,高层施工环境下,楼板作业面积超大,中间支撑柱较多,混凝土泵出后只有人工搂爬作业,无振捣辅助工具,造成混凝土施工过程中中间阶段性暂停次数多而长。因此,要求混凝土有大的流动性、长时间的扩展度保持性同时不可太过粘稠,以适应人工铺平作业。C60/C50设计关键点:C60/C50应用于墙体与巨型柱,需考虑混凝土高抛浇筑作业和实体密实度,需要混凝土有大的流动性且有一定的粘聚性。

1.1.2高性能外加剂关键组分P3——巴斯夫保坍母液,源自巴斯夫SureTEC技术,是经过特别设计的聚合物,可用来提供超长时间的扩展度而不损失凝结时间也不影响强度发展。在初始一小时内对混凝土工作性能没有增强的效果,可以更加自由搭配减水组分。F1——巴斯夫粘度调节剂,源自巴斯夫RheoMATRIX技术[1],通过使混凝土内水分子形成立体网状结构控制混凝土状态,能够有效改善混凝土的流变性能,即提高混凝土的整体包裹性,适当增加塑性粘度,但不显著影响混凝土流动性(低屈服值)。

1.2原材料C60、C50配合比试验所用水泥为P•II52.5水泥,矿渣粉为S95;粉煤灰为Ⅱ级;试验所用砂为中区天然砂,细度模数2.5~2.8。试验用石为最大粒径20mm的连续级配精品碎石。C35配合比试验所用水泥为P•O42.5水泥,矿渣粉为S95;粉煤灰为Ⅱ级;试验所用砂为中区天然砂,细度模数2.3~2.5。试验用石为最大粒径20mm的连续级配精品碎石。高性能聚羧酸减水剂:固含量25%,内含三类聚羧酸母液进行叠加组合,另外含有适量调凝组分和巴斯夫专利混凝土粘度调节剂辅助控制混凝土工作性能。拌合水为自来水。

1.3试验方法试验方法主要依据:GB8076—2008《混凝土外加剂》;GB50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》;GB50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》;JGJ/T283—2012《自密实混凝土应用技术规程》。

1.4试验选型过程

1.4.1混凝土配合比混凝土配合比见表1。保持每组混凝土配合比不变,分别研究外加剂对拌合物工作性能控制能力和力学性能表现。

1.4.2混凝土性能要求新拌拌合物性能要求C60/C50:3s<T60<8s,4h区间内流动度650~750m。4小时区间内混凝土无泌水、工作性能不可以有大的波动C35:4h区间内流动度600~750mm,且混凝土无泌水、低粘度,工作性能不可以有大的波动。混凝土力学性能要求:C60/C50混凝土28d平均强度达到120%;C35混凝土28d平均强度达到115%

1.4.3高性能外加剂选型试验试验温度:38℃,湿度:55%。选配巴斯夫母液分为减水、均衡和保坍型三种,编号成三种型号PCE母料和两种BASF专利辅料以备测试。P1——主控外加剂减水率和1.5h内混凝土工作性能。P2——辅助外加剂减水率和3h内混凝土工作性能。P3——初始基本无减水率,控制2~6h混凝土工作性能。F1——控制混凝土稠度、流动速度、防止离析、泌水情况出现。F2——控制混凝土凝结时间且保证不影响混凝土和易性和力学性能。(1)选型第一步分析客户混凝土要求,研发重点在低胶材配合比C35的适用配方,首先依据C35配合比要求配制适宜的配方,以确定保坍和缓凝皆合理的外加剂组分并验证强度富余值,之后微调至适用多配合比的配方。通过前期试验摸索,得出以下配方可以满足C35配合比要求,配合比见表2。并验证C35/C60配合比混凝土4h内工作性能,工作性能试验结果见图1。发现表2的配方针对C35配合比完全满足要求;针对C60配合比有滞后离析现象,外加剂降掺10%,但之后初始工作性能不足。(2)选型第二步根据第一步选型试验结果,抓住调整重点,通过设计P1(上调波动10%)、P3(下调波动10%)母料组分以扩展范围,推测出合理满足多配合比要求的配方,并验证个配合比4h内工作性能,详见表3、图2。由上述四组的试验对比可见,聚羧酸外加剂M4配方可同时满足混凝土多配合比工作性能要求。

1.4.4配方复核试验(1)高性能混凝土的拌合物性能针对聚羧酸外加剂M4配方分别配制对C60、C50和C35进行模拟高温下新拌性能验证和力学性能验证,试验结果见图3。C60混凝土的工作状态见图4。聚羧酸外加剂M4配方配制的混凝土新拌浆体均达到饱满程度,和易性与粘聚性性能良好,4h内无任何泌水或离析的现象。掺用此外加剂的前提为保障三个不同强度等级的混凝土配合比可同时在高温下达到高层泵送和性能保持的目的。经过拌站生产试泵后,通过泵压监控和现场取样测试,其完全满足高层泵送要求。(2)高性能混凝土的力学性能对不同强度等级的混凝土的抗压强苏进项试验,实验结果见图8。(2)高性能混凝土的力学性能从后期的抗压强度的监控数据来看,不同等级的混凝土强度满足率R28d(C60为121%,C50为124%,C35为156%)均完全满足设计要求。

2现场生产监控

针对上海中心大厦工程的混凝土,在施工现场进行生产监控,分别进行了同日多车、同车多次等不同情况下的工作性跟踪,于2013年08月26日19:00~23:35,环境温度为39~35℃,对应的混凝土工作性情况见图6~8。上海麦斯特建工根据长久在大项目工程上的经验,对本公司高性能外加剂进行大量试验与合理搭配,研发出了MasterGleniumSky8325产品完全满足了上海中心工程在特殊条件下对混凝土性能的要求。在实际工程的混凝土生产、运输、泵送、浇筑以及力学性能跟踪上,也验证了MasterGleniumSky8325产品的优异性能。

3结论与展望

(1)由于RheoMATRIX产品在混凝土拌合物的游离水有良好稳定作用,降低不同配合比下用水量的敏感性,同时由于对拌合水有效控制,侧面降低了选配混凝土外加剂的难度。(2)验证了SureTEC产品的优异性能,通过保坍组份的经时缓缓释放,保障了在高温下长距离运输混凝土的和易性平稳发展。(3)本次项目展现了上海麦斯特建工在高层泵送混凝土上的技术研发能力,能够按照客户要求提供相适应的产品,并在混凝土施工过程中提供周到的售后服务,保障工程的顺利完成。(4)在国内愈来愈多的高层建筑的外加剂选配中,需要更多有效组份经过试验进行叠加使用。没有万能的产品只有更合适的产品。在施工前综合考虑实际混凝土生产中要使用的原材料和碰到的技术和工程难点,抓住重点,通过大量的试验和选配分析逐步推进,才能够获得最合适的产品。

作者:王克琼沈剑锋陈建大单位:上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司上海建工材料工程有限公司

商品混凝土杂志责任编辑:田老师    阅读:人次