干硬性混凝土掺外加剂对混凝土性能的影响及施工对策

  1、道面混凝土技术要求

  根据〈公路工程水泥混凝土试验规程》和《民航机场场道工程施工技术要求》及Ⅸ机场建筑工程试验手册》等有关技术要求，其混凝土设计要求如下：

  1)混凝土配合比，应按设计要求保证混凝土的设计强度、耐磨、耐久和混合料和易性，抗冻标号不小于F200，道面混凝土强度以28d龄期抗折强度5.0Mpa为标准。

  2)混凝土的单位水泥用量300~330Kg/m3，选用的水灰比一般不大于0.46，冬季施工不应大于0.44。

  2、原材料技术要求

  1)水泥：应选用收缩性小，耐磨性强，抗冻性好，碱含量不大于0.6%的水泥。应选用年产量大，旋窑生产的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，其强度为42.5Mpa或52.5Mpa，28d实测水泥抗折强度不小于7.5Mpa，不宜选用快硬早强R型水泥。水泥的各项技术指标应符合国家现行标准。

  2)砂：宜选用细度模数为2.65-3.2的天然中粗河砂，颗粒适中，级配良好，质地坚硬、耐久、洁净，泥土杂物含量不大于3%，硫化物、云母含量不大于1%，进料前应做砂的碱活性检验，有潜在危险时，禁止该砂进入现场。

  3)碎石：应选用质地坚硬、耐久、耐磨、洁净，颗粒级配应按5-20mm，20~40mm两级控制，石料强度等级大于3级，压碎值≤13%，泥土含量≤1%。碎石应进行活性检验，严禁采用含有非晶质活性二氧化硅的岩石做粗集料。

  4)水：拌和用水，冲洗集料及养护用水宜采用饮用水。

  5)粉煤灰：水泥混凝土道面可掺用适量II级以上原状或磨细干粉煤灰，II级灰的质量指标是：细度≤20%，烧失量≤8%，需水量≤105%，含水量≤1.0%，混合砂浆28d活性指数≥80。

  根据设计道面混凝土有抗冻要求，抗冻标号不小于F200，因此在混凝土中掺入引气剂，在混凝土掺入引气剂的施工中，出现情况总结如下：

  1、好的方面：提高了混凝土的抗冻性、抗渗性和抗蚀性，降低了水灰比，提高了耐久性，增大了混凝土拌和物的流动性，便于摊铺和振捣。

  2、不利的方面：晚上或温度较低时，混凝土容易产生泌水，做完混凝土面层后，个别地方仍泌水，严重时表面脱皮。刮风或太阳直射温度较高时，混凝土表面起鼓，拉毛时出现细微裂缝，增加了提浆抹面难度。混凝土道面拉毛时，容易翻砂，导致混凝土面层纹理深度不均匀，影响外观质量。

  1、外加剂的分类，混凝土外加剂的种类繁多，按其主要功能归纳起来可分为下列四类。

  ①调节混凝土凝结时间，硬化性能的外加剂：缓凝剂、早强剂和速凝剂；

  ②改善混凝土拌和物流动性能的外加剂：减水剂、引气剂和泵送剂：

  ③改善混凝土耐久性的外加剂：引气剂、防水剂和阻绣剂。

  2、外加剂作用机理

  根据工程需要混凝土有抗冻F200要求，在施工中混凝土必须掺入引气剂，现将引气剂的作用机理介绍如下：引气剂掺入混凝土中经搅拌能引入大量分布均匀的微小气泡，以改善混凝土拌和物的和易性，并在硬化后仍能保留微小气泡以改善混凝土抗冻性。

  1、组成：水泥是一种水硬性胶凝材料，在机场道路工程中通常应用的水泥有：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或道路硅酸盐水泥。其主要矿物组成是，硅酸三钙(Ca3S)硅酸二钙(Ca2S)铝酸三钙(Ca3AL)铁铝酸四钙(Ca4AF)，经过水化作用主要产物有水化硅酸凝胶(质量占70%)，氢氧化钙晶体(质量占20%)，水化硫铝酸钙(质量占7%)。

  2、特性：水泥的特性主要取决于水泥的矿物组成。

  ①反应速度C3A最快，C3S较快，C4AF也较快，C2S最慢。

  ②释放热量C3A最大，C3S较大，C4AF居中，C2S最小。

  ③强度C3S最高，C2S早期低，但后期增长率较大，C3A强度不高，C4AF含量对抗折强度有利。

  ④耐化学侵蚀性C4AF最优，其次为C2S，C3S，最差C3A。

  1、原材料选择

  a、水泥水泥是影响混凝土质量关键材料，根据民航机场材料技术要求，结合我们多年的施工经验，对水泥质量提出了18项要求：

  (1)碱含量<0.6%(2)28d实测抗折强度>7.5MPa(3)铝酸三钙≤5.0%(4)铁铝酸四钙≥15.0%(5)游离氧化钙≤1.0%(6)氧化镁≤5.0%(7)三氧化硫≤3.5%(8)28d干缩率≤0.1%(9)耐磨性≤3.6kg/M(10)混合料种类：不得掺窑灰，煤干石，火ft灰和粘土，有抗盐、抗冻要求时不得掺生石灰粉(11)安定性：合格(12)初凝时间2h左右，终凝时间4h左右(13)细度5%左右(14)比表面积控制在310～320kg/M(15)烧失量<3.0%(16)标准稠度需水量<30.0%(17)不宜选用快硬早强R型水泥(18）水泥温度运至现场不超过600C。

  b、碎石除了满足技术要求外，重点控制颗粒级配和泥土含量。c、砂含泥量≤3.0%，细度指数控制在2.6—2.9之间为宜。d、粉煤灰选用I、Ⅱ级原状或磨细干粉煤灰。e、外加剂选用引气减水剂。

  2、最优配合比

  以抗折强度、耐久性、耐磨性、工作性和经济合理的原则选用原材料，通过试验和必要的调整，确定混凝土单位体积中各种组成材料的用量，一个混凝土配合比设计是否合理，其关键取决水灰比、水泥用量、砂率、碎石级配四个参数对道面混凝土抗折强度的影响。为满足混凝土抗冻F200的要求，我们在混凝土中掺入减水引气剂。虽然混凝土满足了抗冻要求，但混凝土抗折强度降低19%，为弥补混凝土抗折强度的损失，我们采用超量取代法进行配合比计算。粉煤灰掺量每立方米混凝土50kg，基本满足强度、工作性的要求。通过108组混凝土试验最后确定引气剂掺量18%，水胶比0.37，砂率28.3%，大小石比70：30，每立方米混凝土原材料用量(kg/m3。)

  3、搅拌站控制

  a、搅拌站应采用电脑控制，能逐盘打印记录。

  b、计量器具必须经过计量局校检，其允许误差水泥、粉煤灰水、外加剂±1%，砂、碎石±2%。

  c、试验室根据天气变化每天测定砂、碎石含水量，及时调整施工配合比。

  d、严格控制搅拌时间，不得随意缩短。

  e、外加剂采用直接加入法，不得放入水中稀释加入。

  4、施工过程控制

  a、请水泥厂做水泥与外加剂相溶试验，发现问题及时调整。

  b、道面混凝土应尽量避免在大风天(风速4--6m/s)以及干热风天中施工，以防面层失水干裂起鼓。

  c、拉毛过后，手按道面没有明显指印，覆盖养生布，2小时后在养生布上轻轻洒少量水，保证道面水分不过早蒸发，6小时过后，在养生布上浇透水养生。

  1、混凝土道面均匀一致，纹理清晰，克服了翻浆、漏石等问题；

  2、混凝土道面的平整度合格率在99%以上，无积水现象发生：

  3、掉边掉角，脱皮起壳，粘浆，麻面等混凝土道面的质量通病明显减少；

  4、由于采取高频自行排式插入振捣，混凝土振捣均匀密实，板块断板率几乎是零。

来源：网络

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