混凝土超缓凝剂在钻孔咬合桩施工中的研究与应用 [摘 要]针对钻孔咬合桩的施工特点配制出新型的混凝土超缓凝外加剂(HLC-NAF2),该产品具有较高的分散性能,掺加后混凝土坍落度经时损失小,缓凝时间可达60~80h,在南京地铁2号线深基坑围护工程钻孔咬合桩施工中得到了成功应用。 [关键词]超缓凝外加剂;钻孔咬合桩;应用 1 概 述 在一些大型的混凝土工程中,如用于深基坑围护结构的桩排式挡土墙,该结构为使桩与桩之间的衔接紧密而使挡土墙具有一定挡水的能力,常要求在后续施工的钻孔桩在施钻时,同时能对前期已浇筑完毕的钻孔桩桩身混凝土进行适量的钻削,以求后续施工的钻孔桩与前期施工完毕的钻孔桩相互咬合连成一个整体,而达到使桩排式挡土墙具有挡水的能力[1]。工程施工中的这些特殊的需求,通常需要混凝土的凝结时间延长十几小时甚至是几十小时,并且不能影响混凝土的后期强度。显然,普通缓凝剂已无法满足要求,为此研制超缓凝外加剂具有极其现实的意义。超缓凝剂研究较多的国家主要是日本,尽管研究开发品种较多,但在工程中有效使用和在市场销售的品种却不多。我国也有部分单位开展这方面的研究[2-5],南京瑞迪高新技术公司根据国内外最新科研成果,采用全新科技手段,研制成功了一种具有超常缓凝能力的新型混凝土外加剂HLC-NAF2超缓凝泵送剂。其缓凝效果显著,兼有高效减水、保塑、保水等性能。该产品分散性强,坍落度经时损失小,混凝土缓凝时间可达60~80h,有效降低了混凝土的水化温升。 2 超缓凝泵送剂的产品及性能 2·1 超缓凝泵送剂的产品检测 由于目前没有专门的超缓凝外加剂技术标准,因此对该产品的检测参考GB8076-1997《混凝土外加剂》的标准要求,检测结果见表1和表2。HLC-NAF2超缓凝泵送剂是根据工程特殊要求研制的外加剂,其掺外加剂混凝土的凝结时间较长,从而影响混凝土的3d抗压强度比,故检测中该指标不做要求。
2·2 超缓凝泵送剂的产品及性能研究
2·2·1 与水泥的适应性试验
针对三家不同厂家的水泥,采用测定掺超缓凝泵送剂的水泥净浆流动度和混凝土拌合物的坍落度、扩展度等指标,研究其与不同水泥之间的适应性,试验结果见表3、表4。可以看出,该外加剂与三种水泥都具有良好的适应性。
2·2·2 掺量对混凝土性能的影响
研究外加剂掺量对混凝土的性能影响,结果见表5。由表5可知,混凝土的用水量随外加剂的掺量增加而显著减少。试验中发现,外加剂掺量为3.0%的混凝土拌合物出现离析,静置0.5h后有较多泌水。从工作性看,混凝土的出机坍落度均在210~230mm之间,2h后外加剂掺2.5%的混凝土坍落度损失最大,其余均不超过4cm,这对钻孔咬合桩混凝土的施工十分重要,高保塑性能保证了钻机有足够的移位时间。
超缓凝外加剂的加入引起混凝土早期强度明显降低,掺量1.8%和2.0%的混凝土3d强度均小于4MPa,当掺量2.2%或以上时,混凝土72h内无法硬化。虽然混凝土早期强度偏低,但标养28d后,掺量在2.5%以下的混凝土强度均能达到设计强度,且强度相差不大。掺量2.5%的混凝土由于早期强度太低,其后期强度受到一定的影响。当掺量增加到3.0%时,混凝土出现了过度缓凝的现象,混凝土强度得不到发展,混凝土试件内部酥软湿润。该试验结果表明,在工程施工中对外加剂,特别是特殊功能的外加剂的计量一定要准确,以免出现由于外加剂超掺引起的质量事故。
2·2·3 养护方式对混凝土强度的影响
分析不同养护方式对超缓凝混凝土强度发展的影响,本文采用三种不同的养护方式,分别为:①标养:混凝土成型后放标养室带模养护至7天后拆模测强度;②自养:混凝土成型后用塑料薄膜包裹,隔绝空气养护;③干养:混凝土成型后即放在露天下干燥养护。不同养护方式下混凝土的强度见表6。
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