公路用聚羧酸概述

1、公路用聚羧酸復(fù)配用小料概述一 緩凝劑 緩凝劑是一種延緩新拌水泥混凝土凝結(jié)硬化的專用外加劑，在水泥混凝土工程中的最大用途是延緩初凝時間，保證新拌水泥混凝土在施工過程中始終處在便于振搗抹面等施工操作的塑性狀態(tài)。緩凝劑主要有以下種類:(1)糖類及碳水化合物，如淀粉、纖維素的衍生物等；(2)輕基梭酸，如檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸以及其鹽類；(3)可溶硼酸鹽和磷酸鹽等。香麗項目擬使用蔗糖、葡萄糖酸鈉作為緩凝劑。二 引氣劑通常不摻加引氣劑的混凝土含氣量在1%一2%左右，然而這種氣泡很容易在混凝土攪拌與振搗過程中由小聚大而逸出，既不均勻又不穩(wěn)定，因此不會對混凝土的抗凍性能產(chǎn)生積極作用。要形成微小、穩(wěn)定、分布均

2、勻的氣泡，且氣泡直徑在20-300m之間，能夠?qū)炷量箖鲂杂幸?，一般就需要借助于引氣劑。引氣劑的活性作用主要發(fā)生在水、氣界面上，是一種憎水性表面活性物質(zhì)。摻入拌合物后，引氣劑分子能夠定向排列在氣泡表面，形成單分子吸附膜，提高了氣泡膜強度，氣泡變得堅固而不易破裂，同時氣泡可以排開水分吸附在水泥顆粒表面，從而能使拌合物內(nèi)引入的大量空氣形成穩(wěn)定而微小的氣泡，均勻分布在拌合物中。常用引氣劑主要有以下幾類: (1)可溶性樹脂酸鹽(松香酸)；（2）文沙爾樹脂； (3)皂化的吐爾油； (4)十二烷基磺酸鈉； (5)十二烷基苯磺酸鈉； (6)磺化石油經(jīng)類的可溶性鹽等。香麗項目擬使用引氣劑主要有：三萜皂苷、德

3、固賽聚醚類、DF2、贏創(chuàng)引氣劑601等。在引氣劑使用過程中有以下要求：A 在有抗冰凍、抗鹽凍、防滲、防泌水要求的素水泥混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中必須使用引氣型外加劑；B 對于有飾面要求的公路工程水泥混凝土，不宜使用與早強劑、防凍劑復(fù)配的引氣型外加劑，原因是早強劑、防凍劑對清水混凝土表面的色澤有影響。C 在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū).有抗冰(鹽)凍要求且強度要求較高的預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件中宜選用引氣高效減水劑；D 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)或構(gòu)件使用引氣劑及引氣型外加劑時一般引氣劑應(yīng)考慮彈性模量的下降(折減系數(shù)約為0.9-0.95)，當(dāng)使用高品質(zhì)的引氣劑使彈性模量與抗壓強度不降低時，可不予考慮。E 無抗凍要求

4、的混凝土含氣量不應(yīng)小于2.0% (干硬性混凝土除外)。當(dāng)混凝土有抗凍要求時，混凝土的含氣量應(yīng)根據(jù)抗凍等級的要求經(jīng)試驗確定，預(yù)應(yīng)力梁混凝土含氣量不大于3%。三 消泡劑消泡劑是一種表面活性劑，具有消泡的作用。它的作用機理是:以較快的速度降低物質(zhì)的表面張力，在原先生成的泡沫的表面上鋪展開，然后將物質(zhì)表面己經(jīng)存在的起泡劑分子替代，同時一并帶走臨近表面的溶液，以此來降低液膜表面強度、彈性以及黏度。然后，消泡劑會闖入到泡膜雙分子定向膜的中間，破壞其間的力學(xué)平衡，從而使其受到破壞而導(dǎo)致破碎，以此達到消泡的目的。從消泡功能方面來說，作用本質(zhì)分為抑泡和破泡。抑泡的作用本質(zhì)在于使原表面上加覆擴散快、不起泡、不內(nèi)聚

5、、表面張力恒定的一層膜，這層膜僅有適度表面活性的組分以達到降低表面彈性的目的，從而能在較長時間內(nèi)使其保持破泡狀態(tài);破泡的作用本質(zhì)在于可以降低局部表面的表面張力，令膜很快就可以變薄，這樣周圍的高張力區(qū)就會拉裂膜進而形成破裂點，或者使液膜中的液體排出速度增快，達到縮短泡沫壽命的目的。消泡劑主要有：有機硅、DF-4等。四 保水劑：a 水溶性樹脂類，如聚乙烯醇、纖維素醚、水溶性淀粉等；b 聚合物電解質(zhì)類，如堿性聚乙烯吡啶；c 丙烯酸類，如酸性聚甲基丙烯酸鹽、聚丙烯酸鹽；d 纖維素類，如羧甲基羥乙基纖維素、羧甲基纖維素等；f 蛋白質(zhì)類，如兩性水解蛋白質(zhì)、明膠等。常用保水劑主要是纖維素醚類。五 早強混凝土

6、（早強劑）5.1 主要早強劑品種 ( 1)強電解質(zhì)無機鹽類:硫酸鹽、硫酸復(fù)鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽、氯鹽等。其中，氯鹽已基本不允許在公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)中使用；亞硝酸鹽有劇毒，使用的也較少。 ( 2)水溶性有機物:三乙醇胺、尿素、甲酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽等。三乙醇胺、尿素等易揮發(fā)損失。 (3)其他:有機化學(xué)成份、無機鹽復(fù)合物等。表 5.1常用早強劑摻量限值香麗項目擬使用早強劑主要有甲酸鹽、三乙醇胺、硅酸鹽、碳酸鹽等。5.2 早強劑在使用中有以下要求：A 早強劑、早強型減水劑和早強型高效減水劑(通稱為早強型外加劑)主要用于公路工程常溫施工時有快通早強要求和低溫施工的水泥混凝土與鋼筋混凝土

7、結(jié)構(gòu)、加快生產(chǎn)效率和模板周轉(zhuǎn)的蒸養(yǎng)水泥混凝土構(gòu)件、需要提前張拉和放張的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)性。B 氯鹽類早強型減水劑不得用于下列公路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu):預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件；相對濕度大于80%環(huán)境中使用的露天、水淋水沖刷、水位變動區(qū)及暴露在海水中、處于海風(fēng)環(huán)境范圍的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件；大體積和薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件；直接接觸酸、堿或其他腐蝕性介質(zhì)的水泥混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；橋梁上部主梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；承受中、重、超重動載橋梁下部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；集料有堿活性的公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)。C含有強電解質(zhì)無機鹽類的早強型減水劑不得用于下列公路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu)中:有照明和排風(fēng)設(shè)施的隧道鋼筋混凝土

8、襯砌；埋置照明線路的橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；使用直流電源以及距離直流電源1 m以內(nèi)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；有鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結(jié)構(gòu)，以及有外露鋼筋預(yù)埋鐵件而無防護措施的結(jié)構(gòu)；海水、鹵水及地下水含有酸、堿腐蝕介質(zhì)中橋墩鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。D 含鉀、鈉離子的早強劑及其復(fù)合早強劑不得用于含有堿活性集料的公路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu)。F 含乙醇胺類的早強型減水劑不宜用于蒸汽養(yǎng)生或干熱養(yǎng)生的水泥混凝土構(gòu)件。G 不得采用硫酸鹽類、氯鹽類的早強劑及與其復(fù)配的早強減水劑，避免使用防凍劑。六 速凝噴射混凝土（速凝劑） 速凝劑是專門為噴射水泥混凝土施工特制的一種超快硬早強的水泥混凝土外加劑，摻配后水泥混凝土的初凝時間不超過3

9、 min，初凝后就具備了抵抗水泥混凝土自重脫落的能力。速凝劑的這些優(yōu)異特性，使其廣泛應(yīng)用于公路隧道支護、邊坡防護、地下洞室、邊坡防護、水池、薄殼、修復(fù)加固等噴射或噴錨水泥混凝土結(jié)構(gòu)，也可用于需要速凝堵漏的水泥混凝土或砂漿中。在公路工程中，使用速凝劑的噴射或噴錨水泥混凝土與使用其他外加劑的水泥混凝土最顯著的不同點是:無論噴射水泥混凝土工藝使用干法或濕法，噴射水泥混凝土都是在噴口處將速凝劑或水分摻進水泥混凝土的，不是拌和進入的，所以，其強度等力學(xué)性能的試件制作也是使用噴射法制成的，也非拌和加振動臺制作成形的。試件制作方法詳見公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應(yīng)用技術(shù)指南附錄K，噴射水泥混凝土及其試驗

10、方法。6.1 速凝劑的技術(shù)指標(biāo)要求按物質(zhì)形態(tài)分，速凝劑有粉狀和液狀2種。粉狀速凝劑是以鋁酸鹽、碳酸鹽、硫鋁酸鹽等無機鹽為主要成份。液體速凝劑以偏硅酸鈉、硫酸鋁膠、水玻璃等為主要成份，或與重鉻酸鉀、亞硝酸鈉、三乙醇胺等其他無機鹽復(fù)合而成。速凝劑性能指標(biāo)見表1、表2。表1.摻速凝劑凈漿及硬化砂漿性能要求常用速凝劑有：鋁酸鹽、碳酸鹽、硫鋁酸鹽、偏硅酸鈉、硫酸鋁膠、三乙醇胺等。表2.速凝劑勻質(zhì)性指標(biāo)6.2 噴射混凝土原材料要求 為保證噴射水泥混凝土快速凝結(jié)，提高1d強度，應(yīng)優(yōu)先采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥實際工程也可采用礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，有防腐或其他特殊要求時，亦可采用相應(yīng)的特種水

11、泥水泥強度等級應(yīng)不低于32.5級。 噴射水泥混凝土應(yīng)采用堅硬耐久的卵石或碎石，粗集料最大粒徑不宜大于15 mm，使用纖維噴射水泥混凝土?xí)r，粗集料最大粒徑不宜大于10 mm。由于速凝劑中往往具有高堿性，當(dāng)使用堿性速凝劑時，嚴(yán)禁使用堿活性集料。 噴射水泥混凝土細(xì)集料應(yīng)采用堅硬耐久的中粗砂，細(xì)度模數(shù)宜控制在2.5-3. 5之間。干法噴射時，砂的含水率宜控制在5%-7%的范圍；當(dāng)采用防粘料噴射機時，砂含水率可為7%-10%。粗、細(xì)集料組合級配應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3 噴射水泥混凝土粗、細(xì)集料通過各篩孔的累計質(zhì)量百分?jǐn)?shù) %6.3 噴射混凝土配合比要求強度應(yīng)符合設(shè)計要求;濕法噴射水泥混凝土坍落度宜控制在80

12、-120 mm之間；能滿足工程的抗凍、抗?jié)B耐久性要求；盡量節(jié)約水泥，配合比應(yīng)通過試噴試驗或根據(jù)經(jīng)驗確定。噴射水泥混凝土在剛噴射到附著體上時，主要依靠水泥漿和砂漿本身提供的粘聚性，因此，水泥用量不可偏少，砂率要求很大。一般水泥用量宜為400 kg/m3左右。態(tài)砂率宜控制在45%一60%之間。但過高砂率在大風(fēng)干熱、曝曬環(huán)境下，噴射水泥混凝土極易開裂。因此，在噴射水泥混凝土施工時，要考慮環(huán)境條件，同時兼顧回彈率和防裂的要求，在不增大回彈率的前提下，選用較偏低的砂率。 速凝劑摻量宜為水泥質(zhì)量的2%-8%，最優(yōu)摻量視其種類不同，通過試驗確定。當(dāng)噴射水泥混凝土摻入纖維時，除鋼纖維具有提高抗拉強度作用外，一

13、般有機纖維僅具有防裂作用，因此，其摻量配合比應(yīng)通過試配試噴確定。6.4 噴射方法選擇噴射水泥混凝土有干噴和濕噴2種工藝和施工設(shè)備。濕噴粉塵少，回彈量少，水泥混凝土強度高，質(zhì)量更穩(wěn)定，在公路隧道和封閉洞室噴錨支護中，應(yīng)優(yōu)先采用。但干噴法發(fā)展較早，技術(shù)較為成熟，設(shè)備投資較省，可在露天邊坡工程中使用。七 防凍劑7. 1防凍劑的主要品種 用于公路工程水泥混凝土中的主要防凍劑品種有防凍劑、早強防凍劑和復(fù)合型防凍劑。7.1.1防凍劑 （1)強電解質(zhì)無機鹽類 氯鹽類:以氯化鈉、氯化鈣等為防凍組分的防凍劑； 氯鹽阻銹類:含有阻銹組分，并以氯鹽為防凍組分的復(fù)合防凍劑； 無氯鹽類:以硫酸鈉、硫代硫酸鈉、亞硝酸鹽、

14、硝酸鹽、碳酸鉀等無機鹽為防凍組分的防凍劑； （2)水溶性有機化學(xué)成份類:以尿素、氨水、三乙醇胺、甲醇醋酸鈉等有機化學(xué)成份為防凍組分的防凍劑； （3)上述有機化學(xué)成份與無機鹽類復(fù)合防凍劑。7.1.2早強防凍劑（1)由無機鹽防凍劑與早強劑復(fù)配制成的早強防凍劑。（2)由有機化學(xué)成份防凍劑與早強劑復(fù)配制成的早強防凍劑。7.1.3復(fù)合型防凍劑采用各類引氣劑和引氣(高效)減水劑復(fù)配制成的即為復(fù)合型防凍劑。表7.1 摻防凍劑水泥混凝土的性能要求 注:(1)按本表規(guī)定溫度下檢驗合格的防凍劑.可在比規(guī)定最低溫度低式的條件下使用。(2)R-7為規(guī)定負(fù)溫養(yǎng)生7d的抗壓強度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生28 d的基準(zhǔn)混凝土抗壓強度之比；

15、R28為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生28d的受檢混凝土抗壓強度與標(biāo)養(yǎng)28 d的基準(zhǔn)混凝土抗壓強度之比； R-7+28（56）為規(guī)定負(fù)溫養(yǎng)生7d，脫模后.再轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生28 d( 56 d)的受檢混凝土抗壓強度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生28 d的基準(zhǔn)混凝土抗壓強度之比。7.2防凍劑適用范圍承受動載作用的公路主體露天工程如橋梁涵洞和混凝土路面在負(fù)溫環(huán)境下施工不得摻用防凍劑，即連續(xù)5晝夜平均氣溫0以下，夜間最低氣溫-5以下，必須停止主體水泥混凝土結(jié)構(gòu)的冬季負(fù)溫施工。在公路水泥混凝土工程中，露天負(fù)溫條件下僅允許摻用防凍劑施工低擋墻、低護坡、水溝、路緣石等附屬工程及隧道、洞室內(nèi)有保溫措施或遮避擋設(shè)施，及施工期間偶爾可能受凍的混凝土襯砌、水泥混凝土路面和地面工程等。使用前應(yīng)通過試驗確定防凍劑的品種和摻量，這是確保質(zhì)量和耐久性的措施。為防止氯鹽及電化學(xué)銹蝕，氯鹽嚴(yán)禁用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件、大體積混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等混凝土。因此在生產(chǎn)時考慮使用的防凍劑一般為硫酸鈉、硫代硫酸