【2017年整理】RCC 超缓凝复合外加剂的试验研究.docVIP

RCC 超缓凝复合外加剂的试验研究外加剂的配方设计及混凝土拌合物性能，并按选定配方以最佳掺量掺入RCC混凝土中进行力学、热学和耐久性试验，测试结果满足设计和施工要求。 关键词：碾压混凝土； Vc值； 凝结时间； 缓凝剂；减水剂；复合外加剂 1　前　言 碾压混凝土(RCC)起源于20世纪30年代的干贫混凝土。30年来，这项技术经过美国、日本、中国等十多个国家坝工界和混凝土界广大技术人员的试验研究，碾压混凝土筑坝技术不但发展速度很快，而且不断有新的创造。碾压混凝土坝具有建设周期短、温控费用低等特点，已经成为当前的发展趋势。 不论是已建的、在建的还是正处于设计中的碾压混凝土坝，中国是世界上碾压混凝土坝最多的国家，其碾压混凝土总量超过3463.8万m3，平均总胶材用量为173kg/m3。 碾压混凝土属于干硬性贫胶材混凝土，为了降低水泥用量，延缓水化速度，要求外加剂必须具有高减水、超缓凝的特点。混凝土配合比设计上也采用低水泥、高掺粉煤灰的手段。因此设计对外加剂的选用除了要满足混凝土和易性的要求以外，还必须兼顾高性能、低价格的要求，既要符合高效减水剂的性能指标，又要具有强缓凝的特点。我国地域辽阔，气候差异大，单一成分的外加剂往往有其局限性，工程中大多采用复合外加剂以改善混凝土性能。而复合外加剂的研究， 主要依据其所应用的范围、性能要求，结合水泥品种，选择一种或多种原料进行复合，然后根据水泥净浆、砂浆或混凝土性能试验结果确定配方是否可行。考虑各组分的交互作用，为减少试验工作量也可采取正交试验设计，然后对试验数据进行分析处理，找出最佳的组分以及复合比例。本次试验采用高效减水剂与缓凝剂复合的方法，高效减水剂主要起减水的作用，缓凝剂主要起延缓凝结时间的作用，同时对减水率有所改善。 蔺河口水电站位于陕西省岚皋县境内，属于亚热带大陆性气候区，多年平均气温15℃。设计上要求外加剂减水率达到20%以上，掺外加剂混凝土Vc值为5～10s，初凝时间为18h以上。试验中结合蔺河口水电站的施工条件，选择标准温度20℃及试验环境最高温度30℃两个温度条件进行试验，找出合适的复合材料及比例，对外加剂性能进行调整改进，研究出适合碾压混凝土使用的超缓凝复合外加剂。 2　超缓凝复合外加剂配方的试验设计 超缓凝复合外加剂缓凝时间的长短主要决定于缓凝组分的种类及比例，各缓凝成分对混凝土的作用不仅仅是调节凝结时间，对其它性能影响也较大，比如减水率、强度比、和易性等，而减水率的大小主要取决于母料的品种和所占有的比例。因此，原料品种与复合比例是本次研究的主要对象。 2. 1　超缓凝复合外加剂主要原料的确定 目前常用的高效减水剂有奈磺酸甲醛缩合物、氨基磺酸盐、磺化三聚氰胺等系列，后两类高效减水剂虽然性能好，但价格高，使用上受到限制。奈磺酸甲醛缩合物对某些水泥的适应性能不好，通过复合其它成分、改善性能可以克服这一缺陷，因此奈系减水剂及其复合产品仍是当前外加剂应用的主要品种。国内外复合外加剂的母料一般也多采用萘系高效减水剂，其掺量一般为0.5%～1.0%，减水率大都在20%左右。 试验中以奈系高效减水剂为母料，根据厂家的实力和质量保证状况选择不同的品种进行性能试验对比，选出一种奈系高效减水剂作为复合外加剂的母料，其减水率必须达到20%以上，然后通过复合缓凝组分对其它性能进行改善。如果出现减水剂对水泥不适应的情况，可以通过与其它系列高效减水剂复合的方法进行调整。试验全过程采用蔺河口水电站碾压混凝土施工所用中热525#硅酸盐水泥。 缓凝剂可分为有机和无机两大类。有机缓凝剂包括：木质素磺酸盐、羟基羧酸及其盐、多元醇及其衍生物、糖类及碳水化合物。有机缓凝剂主要是使C3A水化减慢，木质素磺酸盐除能使C4A F水化延缓，还有一定的引气作用，对改善混凝土的和易性有利，还对高掺粉煤灰碾压混凝土的抗冻性能、耐久性能有所改善。各种羟基羧酸及其盐，如酒石酸、柠檬酸、苹果酸、水杨酸、葡萄糖酸及它们的盐是常用的缓凝剂，其中以葡萄糖酸盐的效果最佳。木质素磺酸盐是生产混凝土减水剂十分通用的原料，价格低廉，性能好，使用范围广。羟基羧酸及其盐价格较高，但调凝效果好， 适应性能好，使用量也持续增长。 无机缓凝剂包括：硼砂，氧化锌，碳酸锌，铁、铜和锌、铁、铜的硫酸盐，磷酸盐和偏磷酸盐等， 由于缓凝作用不稳定，因此不常使用。各种磷酸盐缓凝剂近年来研究的较多，有资料表明，正磷酸(H3PO4)的缓凝作用不大，而各种磷酸盐的缓凝作用却较强，二聚磷酸、三聚磷酸盐以及多磷酸盐都能大大延缓凝结时间，其中最强的缓凝剂是中性的焦磷酸钠。试验选用木钙作为缓凝组分，并根据混凝土的不同性能要求以及试验情况，复合其它缓凝组分进行调整。 2. 2　母料选择试验 选择不同厂家生产的11种奈系高效减水剂，其品质指标与水泥净浆流动度试验数据见表1。 从