外加剂在寒冷地区干渠防渗工程中的应用

关键词　外加剂　防渗工程　应用

中图分类号：TV42+4 文章标识码：C 文章编号：1009-0088(2003)01-0063-02

　　阿勒泰地区地处西北边陲， 气候严寒， 全年极端最低气温为-34℃～51.5℃。由于过去对混凝土的耐久性不够重视， 我区不少混凝土衬砌渠道遭受了冻融破坏， 混凝土出现露砂、露石现象， 严重的地方混凝土产生剥落， 板面呈现松散状。根据《工程建设标准强制性条文》(水利工程部分) 及《水工混凝土结构设计规范》DL/T 5057- 1996， 有抗冻要求的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级混凝土建筑物必须掺加引气剂。为确保工程质量， 顶山至3个泉引水干渠混凝土预制板工程中应用了引气剂， 以满足渠道混凝土的抗冻抗渗要求。

1　工程概况

　　引水干渠全长142km(第一期第一步)，底宽6m，深度3.6～4.4m，边坡1∶2.5， 纵坡1/10000， 采用聚乙烯塑膜防渗， 预制或现浇混凝土板护面， 混凝土板的设计指标为C20、F200、W6， 规格为六角板， 边长25cm，对角50cm，厚度6.7cm，6cm用于渠坡， 7cm用于渠底。为满足工程需要， 业主设立了6个标段， 用于混凝土板的预制生产。

2　工程所用原材料

2.1　砂子

采用顶山料场中砂，细度模数Fm=2.42，饱和面干吸水率W=0.85%，饱和面干视密度Q=2.66g/cm³， 含泥量为0.5%。

2.2　石子

采用顶山料场卵石，5～20mm一级配， 饱和面干吸水率W=0.8% ， 饱和面干视密度Q=2.67g/cm³， 含泥量为0.2%。

2.3　水泥

采用福海县水泥厂P₂O₃32.5MPa普通硅酸盐水泥， 其物理力学性能指标见表1。

2.4　水

采用当地地下水， 经阿勒泰地区地质四大队检测， 水质符合混凝土工程的要求。

2.5　外加剂

2.5.1　A E 引气剂

山西城南化工厂生产， 其物理化学性能指标： ①外观是棕褐色胶状体；②有效成份≥78% ，含水率≤22%；③起泡率≥3.5倍；④消泡时间≥7 h；⑤PH 值7～9；⑥混凝土中掺入A E 剂，抗冻性能可提高12倍以上；⑦拌制的混凝土坍落度损失小， 抗渗指标≥W10。

由于单纯掺用AE引气剂可使混凝土强度降低，一般含气量每增加1%，混凝土强度降低3%～5%，因此混凝土中还需掺加减水剂。

2.5.2　减水剂

使用北京高星工贸有限公司生产的高效减水剂RH-2，该减水剂为黄色粉沫状物质，据有关试验成果，减水率10%左右，可提高28d抗压强度10%以上。以上材料施工中均按规定进行复检， 检测结果全部合格。

3　混凝土配合比

　　混凝土试验室配合比见表2，施工中需根据石子超逊径、砂石含水率、砂子细度模数等把试验室配合。

4　施工工艺流程

　　施工现场应将AE引气剂用70～80℃的热水化开，按重量水∶引气剂=99∶1，也就是99 kg水加入A E剂1 kg，搅拌均匀即可。减水剂RH-2宜配制成10%的水溶液，搅拌均匀即可使用。注意外加剂溶液不可存留太长时间，最好是当天配制，当天用完，以免水份蒸发使溶液浓度变大。施工中应先将每罐所需的水量、外加剂溶液及水泥搅拌1 min， 再加所需的石子、砂子，搅拌2min 即可出罐使用，具体工艺流程为:

5　混凝土的检验及评价

　　由于笔者只参加了第6标段的工程建设， 因此这里仅对第6标段的混凝土进行检验及评价。第6标段2002年共生产混凝土板15000 m³，按照《水工混凝土施工规范》SDJ207-82的规定， 非大体积混凝土100m³取1组混凝土抗压试块， 共取试压块150组，全部合格。5～9月混凝土板的离差系数及强度保证率见表3。

　  根据业主总工办及项目监理部的规定， 全年取1组抗渗试块；每5000 m³混凝土板取1组抗冻试块，取抗冻试块时相应取1组抗压试块， 全年共取抗冻试块3组， 相应抗压试块3组。全部试块均进行28d标准养护， 然后进行抗渗、抗冻、抗压试验， 混凝土抗渗试验结果为抗渗等级W12， 混凝土28d抗冻试验及相应试块抗压试验见表4。

由于3组抗冻试块同时相对动弹性模量大于60%和失重率小于5%，所以抗冻合格。抗压试块组数n=3< 5，应选用GBJ 107-87《混凝土强度检验评定标准》进行混凝土强度检验评定， 计算结果如下:

M fcu=24.3Mpa； fcum in=22.7Mpa； fcu，k=20.0Mpa

M fcu=24.3>1.15fcu，

k=1.15×20.0=23.0Mpa

fcum in= 22.7Mpa> 0.95fcu，

k=0.95×20.0=19.0Mpa

检测结果表明， 第6标段全年混凝土抗压、抗冻、抗渗指标均达到规范要求， 评为合格。

6　结语

　　该工程混凝土制板工程中采用了引气剂AE和减水剂RH-2，很好地保证了混凝土的强度及耐久性，为寒冷地区其它类似工程提供了经验。