1、聚羧酸高性能减水剂在桥梁工程中的应用摘要：本文结合聚羧酸高性能减水剂的技术特点，从混凝土配合比设计与施工等方面介绍了其在桥梁工程中的应用。 关键词：聚羧酸 减水剂 特点 问题 1、前言 近年来，国家基础设施建设显现出逐年持续高速增长的态势，高铁、公路桥梁、机场、市政工程、核电站、水利工程等大型项目，对混凝土减水剂的需求一直很旺盛，我国的减水剂行业也逐步处于高速发展的新阶段。而具有梳状分子结构的聚羧酸高性能减水剂因其减水率高、保坍性能好、掺量低、无污染、缓凝时间少、成本低等优异性能，适宜配制高强、高流动性及自密实混凝土，逐渐在桥梁工程中得到广泛推广。 但相对传统萘系减水剂，聚羧酸高性能减水剂对混
2、凝土配合比设计及施工控制也提出了更高的要求，掌握其技术特点并在施工中有针对性的加强质量控制，已成为桥梁工程从业者无法回避的课题。 2、聚羧酸高性能减水剂的主要技术特点 相比传统减水剂，聚羧酸高性能减水剂主要存在以下一些特点： 2.1、减水效果对混凝土原材料和配合比的依赖性大 聚羧酸高性能减水剂被证实在较低掺量情况下就能具有较好的减水效果，其减水率比其他品种减水剂大很多，但值得注意的是，与其他减水剂相比，聚羧酸系减水剂的减水效果受试验条件的影响更大。 首先，聚羧酸系减水剂的减水效果与混凝土中水泥用量的影响很大，在采用相同掺量对同一种减水剂进行的试验中，当基准水泥用量分别为330Kg/m?、350
3、Kg/m?、380Kg/m?、420Kg/m?时，测得的减水率分别为18%、22%、28%、35%。 其次，混凝土中集料的颗粒级配及砂率，对聚羧酸系减水剂的塑化效果影响也非常大，与萘系等其他高效减水剂相比，聚羧酸高性能减水剂的塑化效果受细集料含泥量的影响很大。 另外，减水率得大小还取决于搅拌工艺及搅拌时间，如果采用手工拌合，测得的减水率往往比机械拌合低 2%-4%，同样，如果搅拌时间过于短，通常减水率也会低于正常值。 当然，如果混凝土中掺入粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料时，减水率也会受掺合料品种、内部成分及掺量的影响，对于大掺量混凝土而言，减水效果更优于萘系等普通减水剂。 2.2、减水剂掺量影响减
4、水效果 聚羧酸系减水剂的减水效果对其掺量的依赖性很大，一般情况下，随着减水剂掺量的增大，减水率也会增大。但也经常出现意外，那就是随着掺量的增加，减水效果反而不好，出现降低现象，其实这并不是真的降低了，而是随着掺量的增加，混凝土出现严重的泌水现象，拌合物板结、拔地，坍落度检测已经没有意义。因此，关于产品的质量检测反映的只是一些基本数据，真正能说明减水剂实际效果还得以工程实际的试验结果为准。 2.3、配置的混凝土拌合物的性能对用水量十分敏感 反应混凝土拌合物的性能指标有流动性、粘聚性、保水性，掺加了聚羧酸减水剂的混凝土并不总是满足要求，经常出现各种问题，其性能对用水量十分敏感，有时候用水量只增加（
5、1-3）Kg/m?，拌合物就会出现泌水现象，采用这种混凝土便无法保证浇注的均匀性，而且，容易导致结构物表面出现起砂、孔洞、麻面等缺陷，同时，构件强度和耐久性也会受其影响。 2.4、配置的大流动性混凝土容易分层离析 多数情况下，采用聚羧酸高性能减水剂配置的大流动性混凝土，即使减水剂掺量、用水量控制的很好，拌合物也没有泌水现象，还是很容易出现分层、离析现象，具体的表现就是粗集料下沉，浆液上浮，究其原因，主要是掺加了聚羧酸系高性能减水剂的混凝土在流动性较大时，浆体的粘度迅速减小所致。 2.5、产品性能的稳定程度还有待关注 目前，国内减水剂行业真正能做到精细化的企业并不是很多，就生产控制来说，原材料的
6、来源和品质的不稳定一直是困扰聚羧酸减水剂的重要原因。聚羧酸系减水剂的主要原材料最开始主要从德国、韩国等地进口，现在，部分原材来自国内，其产品性能和质量已经出现很大的波动，这不仅表现在塑化效果方面，还有引气性、缓凝效果、坍落度损失及粘度等多方面。 3、聚羧酸高性能减水剂在应用过程中值得注意的问题 3.1、正确面对聚羧酸高性能减水剂与水泥或掺合料的适应性 水泥和掺合料内部成分复杂多变，不可能找到一种什么都适应的减水剂，因此，聚羧酸高性能减水剂虽然比萘系减水剂具有更好的适应性，但是仍可能对部分水泥适应性差。这种适应性大多反映在：减水率降低和坍落度损失增加，即使是同一种胶凝材料，不同的细度，减水率也不
7、会不同。 3.2、保证最低的胶凝材料用量 由于聚羧酸系高性能减水剂塑化效果好，在配置低标号混凝土时，混凝土的水泥用量不高，这种混凝土很容易出现表面质量问题，常见的问题有蜂窝、麻面、流砂等。为了充分发挥聚羧酸系高性能减水剂的优势，在这种混凝土中，往往掺入大量的粉煤灰和矿渣粉代替部分水泥，不仅保证了混凝土的最低胶凝材料用量，所配置的混凝土也更经济，性能更佳。 3.3、严格控制用水量 由于采用聚羧酸高性能减水剂后，混凝土的用水量大幅度减少，每方混凝土的用水量大都在 130 Kg -165 Kg，在低用水量的情况下，用水量的波动大可能会导致坍落度变化很大，在施工过程中，切忌随意调整拌合用水量，以免混凝
8、土出现离析、泌水、板结等现象，影响正常的浇注质量。同时，应严格控制砂石料的含水量，杜绝因检测失误而造成严重后果。 3.4、严禁其他品种外加剂的混入 严禁其他品种外加剂的混入，有两层含义。一是聚羧酸系高性能减水剂的复配只能有生产厂家或者供应商操作，施工单位只能对成品进行检测，验收其质量，不得添加其他组分。二是混凝土搅拌设备、运输车辆、泵车最好固定用于掺加聚羧酸系减水剂的混凝土，当必须共用车辆设备时，必须彻底清洗，才能用于其他品种的混凝土。 3.5、严格控制振捣半径和振捣时间 由于掺加聚羧酸系高性能减水剂的混凝土坍落度一般较大，再加上拌合物粘度较低，所以拌合物在浇注过程中的振捣半径和振捣时间应通过
9、试验确定，或者经同种作业的经验积累。振捣半径过小或振捣时间过长，都很容易破换混凝土的工作性能，主要表现在含气量下降，集料与浆体严重分离等缺陷。 3.6、加强初期养护，严防开裂 对于混凝土的拌合物来说，浇注后的初期养护尤为重要。掺加聚羧酸系高性能减水剂的混凝土浇注振捣密实后的表面二次抹压、薄膜覆盖或喷雾等措施，对防止其塑性收缩裂缝非常有效，而连续的 7d 或 14d 的保湿养护不仅是混凝土强度正常增长的需要，也是防止其干燥收缩裂缝的保障。为了增强掺加聚羧酸系高性能减水剂混凝土的抗开裂性，同时掺入一定量的纤维同样很有必要，且这种混凝土仍需要良好的保湿养护，才能确保结构物不开裂。 4、聚羧酸高性能减
10、水剂在工程中的应用实例 近年来，聚羧酸系高性能减水剂已在桥梁工程中得到广泛应用，有代表性的工程简介如下： 4.1、东海大桥水下灌注桩 混凝土强度等级 C30-C40，缓凝时间大于 16 小时，低坍落度损失。 4.2、洞头峡跨海特大桥 混凝土强度等级 C35-C50， 水泥用量仅占胶凝材料总量的 30%-40%，和易性较好，坍落度经时变化小，氯离子渗透系数满足要求。 参考文献： 1、马双平；我国聚羧酸高性能减水剂的研究展望；2010 年 2、王斌；黎思幸；聚羧酸高性能减水剂的性能及工程应用J；商品混凝土；2010 年 03 期 3、冉千平；丁蓓；游有鲲；田倩；聚羧酸系混凝土超塑化剂与萘系减水剂的性能比较A；混凝土外加剂及其应用技术C；2004 年 4、徐兆付；聚羧酸减水剂的合成及性能研究D；江南大学；2008年 作者简介： 1、张德明，2008 年毕业于北京交通大学，现就职于中交一公局第二工程有限公司，工程师。 2、吴若文，2008 年毕业于重庆大学，现就职于温州港城发展有限公司，工程师。
