缓凝高效减水剂在水泥混凝土路面的应用
白 著1,刘恩忠1,李晓忠2,黄仕阶2,庄建坤2,柯 蕾2,柯科杰2
(1.交通部第一公路工程总公司,北京 100000; 2.广东柯杰外加剂科技有限公司,广东南海 528247)
[摘 要]介绍KJ-45、KJ-70缓凝高效减水剂在京珠高速公路湘(潭)—耒(阳)路段十标、十一标水泥混凝土路面施工中,提高混凝土抗折强度,夏季高温季节采用翻斗车运输混凝土不离析、滑模机械化施工中碰到的难题,及取得的技术经济效益。
[关键词]高效减水剂;混凝土抗折强度;高速公路;滑模施工
[中图分类号]U416.216 [文献标识码]B [文章编号]1002-1205(2003)02-0116-03
京珠高速公路湘(潭)—耒(阳)段是国家“九五”计划的重要工程之一。该工程第十标、第十一标主线总长18 km,联络线3 km,全部采用水泥混凝土路面共12万m³混凝土。为提高水泥混凝土路面施工质量和适应大规模、高速度路面施工需要,使水泥混凝土面层的密度实、强度、表面的耐磨耗性等内在质量以及行车的平稳度、抗滑性能指标与沥青路面竞争,甚至超过沥青混凝土路面的最高指标,除搞好设计与施工组织管理外,必须采用现代化滑模混凝土摊铺机与优质材料,其中选择满足设计、施工要求以及与水泥适应性好的优质外加剂,是保证工程质量、提高混凝土抗折强度与耐久性的重要措施之一。通过对各种外加剂的优选,国家重点新产品———柯杰牌KJ-45、KJ-70缓凝高效减水剂,不仅解决了夏季高温、翻斗车远距离运输、滑模机械化施工等出现的难题,而且显著地提高了抗折强度,取得了明显的技术经济效果。现将京珠高速公路湘耒段工程应用情况介绍如下。
1 主要材料与设备
a.主要材料:①水泥:525#道路硅酸盐水泥;②砂:Mx=2.6~2.8优质中河砂;③碎石:5~16 mm50%,10~25 mm 50%,碎石压碎值低于12%,针片状含量小于15%,含泥量小于1%的优质石灰岩二级掺配使用;④粉煤灰:湘潭电厂Ⅱ级粉煤灰;⑤外加剂:广东柯杰外加剂科技有限公司“柯杰”牌(KEJIE)@KJ-45、KJ-70缓凝高效减水剂;山西“飞云”牌AE与上海SJ-2引气剂等。
b.主要机械、施工设备:拌和机为意大利产ORU大型拌和站,每次拌和4m³混凝土,每小时100~140 m³混凝土;②摊铺主板为德国产Wertgcn850型摊铺机,日摊铺混凝土800~1 200m³;③摊铺边板为美国产高马克2 600型摊铺机,日摊铺混凝土1 000m³。
2 KJ-45、KJ-70缓凝高效减水剂的性能与检验
由于工程地处亚热带季风型,最高气温达40.3℃,最低气温零下7℃。主要施工期在3~10月份,大部分属高温期,且是采用翻斗车长距离运输,滑模机械施工,要求出机坍落度大而损失小,所以外加剂必须采用缓凝高效减水剂为主剂,适当掺入少量引气剂,以利过冬,提高耐久性。
2.1 KJ-45、KJ-70缓凝高效减水剂的主要性能柯杰牌(KE JIE)@KJ-45与KJ-70缓凝高效减水剂经南京水利科学研究院与湖南省建筑材料质量监督检验授权站检测结果,见表1。
从表1的检测数据看出,KJ-45、KJ-70缓凝高效减水剂,减水率高达16.5%~21%,增强效果好(早期提高30%~60%,28d提高20%~40%);初凝增加2 h以上;可降低水泥的水化热,降低或延缓温峰,见图1、图2,这对大体积连续施工,防止温度裂缝特别有利。
2.2 KJ-45和KJ-70配制高等级水泥混凝土路面试验
我国水泥混凝土路面设计规范规定:路面用的水泥混凝土设计强度以龄期28 d的弯拉强度(抗折强度)为标准。28d的抗折强度为5.0~5.5MPa,7d龄期要达到90%以上,即大于4.5MPa,以保证28 d龄期强度。混凝土路面试验结果,见表2。
交通部第一公路工程总公司湘耒经理部湘耒路段要求水泥混凝土28 d抗折强度为5.5MPa。在湖南省质监站对KJ-45缓凝高效减水剂检验合格,以及对多种外加剂进行优选试验的基础上,最后决定选KJ-45与KJ-70进行混凝土配合比试验。其试验结果,见表3。从表3可看出,7 d抗折强度已达5.9~6.9MPa,超过了5.5MPa的设计要求,并经工程监理部的批准,正式确定了供施工用的滑模摊铺混凝土配合比。
3 工程施工应用情况
根据试验结果与监理部的批准,18 km主线及3km联络线从2000年1月开始到10月混凝土工作基本完工。
掺KJ-45缓凝高效减水剂0.45%,坍落度出场为9~11 cm,摊铺机前2~3 cm。掺KJ-70缓凝高效减水剂0.55%,坍落度出场为7~16 cm,摊铺机前2~3 cm,混凝土出场温度达35℃左右,气温38℃左右,使用KJ-70减水剂仍可保证混凝土路面摊铺正常进行,坍落度损失小,不开裂。混凝土用翻斗车运输最长可达18km,仍可正常施工,效果良好。
板宽8.25m,厚0.25m,一次成型施工长度为400m,混凝土量858 m³;边板宽3.5 m,施工长度为700多m,混凝土量637m³。摊铺完成后喷洒混凝土养护剂,湿麻袋布养生7 d,天气变化大时加盖大防雨棚。
工程施工质量良好。从1月~10月份施工过程中,抽样7 d抗折强度为5.41~6.87MPa,7 d抗压强度为36.1~49.2 MPa。28 d抽样449组,抗折强度在6.05~7.94 MPa之间,平均为7.26 MPa,标准差为0.31MPa;抗压强度39.8~54.1 MPa之间,平均为44.0MPa,标准差为1.65MPa,详见表4。
另外,KJ-45、KJ-70缓凝高效减水剂、KJ-30缓凝减水剂以及KJ-YF混凝土养护剂等已在由广东肇庆公路工程局承建的广肇高速公路与桥梁、广西路桥总公司路面处承建的广西钦州至北海高速公路、由柳州公路管理局等承建的平乐(二塘)至鹿寨二级混凝土路面路网改造工程桂林段与柳州段、海南公路工程总公司与交通部第一公路工程总公司南方公司承建的海南环岛东线高速公路陵山至三亚扩建工程,以及海南三亚建总承建的环岛西线高速洋浦出口至洋浦段等工程使用,均取得了显著的技术效果。
4 小结
从京珠高速公路湘耒段混凝土路面工程的应用情况证明,KJ-45、KJ-70高效缓凝减水剂工程适应性强,性能稳定,效果良好,混凝土抗折强度高(6.2~7.9MPa),保证了工程质量;适于夏季高温施工,混凝土出机坍落度大而损失小,适于远距离运输和滑模机械化施工,降低混凝土温升,路面尚未发现裂开等异常情况。
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