外加劑后摻法在恰甫其海水利樞紐2#橋施工中的應用

[摘　要] 　本文通過對外加劑進行先摻法與后摻法的對比試驗，最終選用后摻法進行了工程應用，解決了坍落度損失過快的問題，解決了外加劑與水泥不相適應性的問題。
[關鍵詞] 　坍落度損失　先摻法  后摻法

[中圖分類號] 　TU5281042 　　　[文獻標識碼] 　A 　　　[文章編號] 　1002 - 3550(2004) 04 - 0079 - 02

Latter admixture experiment was used in the qiafuqihai water pivotal project 2nd bridge’construction

GAO Jian2xin ， 　HE Zhuan2qing ， 　WANG Huai2yi ， 　SHA Ji2da ， 　TU Er2hong ， 　YANG Gui2quan

(Xinjiang Research Institute Of Water Resources And Hydroelectrics Science ，830000 ，China)

Abstract : 　This text contrasts the admixture experiment of first admixing method and latter admixing method. At last ，the second method was applied and solved the problem that slump loses quickly and the problem that admixture and cement are not suitable for each other.

Key words : 　the loss of slump　first admixing method  　latter admixing method

1 　工程概況

恰甫其海水利樞紐位于伊犁哈薩克自治州鞏留縣境內，是特克斯河干流規(guī)劃中最大的控制性工程。2^#橋位于恰甫其海水利樞紐壩址下游1.8km處。承擔著工程截流及工程竣工后的一系列交通運輸任務，是一座處于關鍵地位的永久性交通橋。2^#橋設計為1m～58.5m鋼管混凝土上承式拱橋，凈矢跨比1/6.5，拱軸線采用二次拋物線，橋面系為跨徑5.0m的多跨連續(xù)板，橋梁全長82.42m，共設三根拱肋，每根拱肋由兩根D500Vmm×10Vmm Q345D級鋼管和連接鋼板組成，呈啞鈴形。拱肋截面高度1.3m，拱腳段采用外包鋼板加固，形成0.7m×1.5m的矩形斷面，拱肋間距3.6m，拱肋之間設有12道橫撐，以增強拱肋的橫向穩(wěn)定。

2 　鋼管混凝土工程技術要求

    2^#橋鋼管混凝土設計要求強度等級為C40，微膨脹的一級配泵送混凝土，該混凝土配合比設計時，要求保持混凝土坍落度不損失或者少損失。

3 　鋼拱橋混凝土施工工藝

2^#橋的拱身是整座橋的承重結構，它是由鋼管拱與在鋼管拱中注入的混凝土共同組成的，鋼管拱中澆注混凝土的方式為，在拱的頂部與兩端的底部各開一個小孔，在頂部的孔位置再焊接一個向上長約1m左右的豎直管，在鋼管拱兩端同時用泵車將混凝土注入鋼管拱中，直到混凝土從頂部的豎直管中噴出，即表示混凝土已注滿。初步了解此種施工工藝在新疆還是首次使用。因此工程建設、監(jiān)理與施工單位對此都非常重視，施工前做了充分的準備，施工中的關鍵在于能否保持混凝土坍落度不損失或損失較小，否則，先注入鋼管拱中的混凝土將無流動性，后期混凝土將很難再注入鋼管拱中。如出現(xiàn)此種情況，先期注入的混凝土則無法掏出，造成整個鋼管拱的報廢，而重新制作到安裝一個鋼管拱則需要很長一段時間，且造價高，尤其是當時正面臨大壩截流需要該橋運送截流材料，工期非常緊張，如果該橋的施工不能按期完工，則將對整個樞紐工程的建設造成很大的影響。

4 　解決方案

4.1 　存在的問題

為保證整個施工過程的順利進行，我們在室內針對解決混凝土坍落度損失問題做了大量工作，由于施工工期緊迫，且混凝土配合比采用的水泥為南崗水泥。因此，水泥的選擇考慮到質量等多種因素，選擇的余地不大，只能選擇當?shù)匾患逸^大的水泥廠南崗水泥廠生產的普通32.5水泥，外加劑則采用不同廠家，不同品種的外加劑與南崗水泥進行適應性試驗，通過多種外加劑試驗，混凝土坍落度損失都很快，效果均較差。后來，通過在混凝土中加入多種緩凝劑，如檸檬酸、糖鈣、木鈣等，混凝土坍落度損失也仍然無法控制在施工要求范圍之內。

4.2 　外加劑與水泥相互作用的機理

在這種情況下，通過研究外加劑在混凝土中與水泥相互作用的機理，了解到摻外加劑的混凝土坍落度損失較大的原因，可大致歸納如下：其一、水泥中某些礦物吸附外加劑的能力有強弱，水泥中主要礦物吸附外加劑能力的順序為C₃A>C₄AF >C₃S>C₂S ，加水攪拌(指外加劑先摻法，即將外加劑與混凝土中的其他原材料同時加入攪拌機中進行攪拌) 就促使較多的分散劑涌到水泥顆粒表面，使整個液相中外加劑的濃度明顯下降，當澆灌成型時，對水泥起分散作用的外加劑漸顯不足，因而坍落度值將隨時間而逐漸減小。其二、氣泡外溢及水分蒸發(fā)，外加劑摻入混凝土中，即使是非引氣型外加劑也總有一定的氣泡引入，由于氣泡在運輸，停放過程中可能不斷外溢消散，并隨著水分蒸發(fā)，因而混凝土坍落度值較明顯下降。其三、摻加外加劑(尤其是高效減水劑) 后，由于分散、濕潤等作用，使水泥的初期水化速度有所加快，水化產物增多，固體量增加，故而整個體系的粘度增加，致使坍落度值下降較快，在高溫條件下更甚。綜上所述外加劑對水泥適應性差的原因主要在于水泥礦物C₃A之類的礦物對外加劑的吸附能力強， 如果將水泥與水和其它骨料、摻和料等原材料先進行攪拌，外加劑在攪拌一定時間后加入的方式，讓水泥顆粒表面先形成一層水膜，C₃A之類的礦物組分對外加劑的吸附能力就會大大減弱，使溶液中保持有足夠量的外加劑，因而外加劑對水泥的適應性將會得到改善。這就是我們通常所說的外加劑后摻法，它明顯提高了外加劑對水泥的適應性，以及顯著的減水增強作用。

4.3 　在工程中應用后摻法

根據(jù)這一原理我們對所要施工的混凝土配合比先在室內進行了外加劑先摻法與后摻法試驗，通過試驗發(fā)現(xiàn)外加劑后摻法對減小坍落度損失效果非常明顯，該混凝土配合比見表1。

該混凝土配合比在試驗室試拌時，試驗室室溫為23℃，分別采用先摻法和后摻法，坍落度損失情況見表2。

　  根據(jù)試驗室試驗的情況，考慮到施工現(xiàn)場與室內試驗的差異，隨即又進行了現(xiàn)場試驗，當時白天氣溫較高，大約35℃，為了盡量減少較高溫度對澆筑混凝土的一些不利因素，故混凝土澆筑選在夜間進行，當晚氣溫為27℃，在正式拌和澆筑混凝土之前，我們采用外加劑先摻法和后摻法在施工現(xiàn)場用容積為1m³的強制式攪拌機進行了拌和比較試驗，試驗結果見表3。

　  通過上述兩次試驗結果，非常有力的說明了外加劑后摻法在實踐中解決混凝土坍落度損失快的良好效果。后來在進行混凝土澆筑的過程中，兩臺泵車中的一臺因故障致使混凝土澆筑中斷了近一個半小時，導致罐車里的混凝土從拌和好到澆進鋼管拱里大約持續(xù)了兩個小時，而此時測罐車里混凝土的坍落度仍達120mm。對此我們由于采用了正確的施工方法，避免了因為一些不確定的因素而給工程造成的一些不可挽回的損失。

5 　結語

采用外加劑后摻法應用至水利工程中，較好的解決了混凝土坍落度損失較快的實際問題。在夏季炎熱高溫時期，采用外加劑后摻法對于保持混凝土流動性，保證混凝土的正常施工具有非常顯著的意義，尤其是對工程中水泥與多種外加劑均不相適應，導致混凝土坍落度損失快的情況。但是，外加劑后摻法也存在著一些弊端，如混凝土攪拌工序較先摻法繁瑣，給混凝土拌和單位增加了一定的困難。但總的來說，在特殊情況下澆筑混凝土，采用后摻法還是可行的。

[參考文獻]

[1 ]張冠倫，編著. 混凝土外加劑原理與應用. 中國建筑工業(yè)出版社.

(新疆水利水電科學研究院，新疆馬魯木齊　830000)