隧道管片混凝土外加剂的选用

地铁管片作为地铁区间隧道的主要组成部分，因其使用环境、用途的特殊性决定了制作管片的混凝土必须具备高强度、高抗渗性。目前上海地区制作地铁隧道管片一般都选用c55p10的半干硬性混凝土进行生产，为保证混凝土的高性能，减少水泥用量，所以必须选用高效减水剂。而且根据实际生产需要，隧道管片制作多采用蒸养工艺，这是厂家提高生产效率，提高钢模周转率通常采用的方法（在国内大多采用蒸汽养护）。由于要采用蒸汽养护工艺，因此混凝土外加剂必须满足蒸养要求，蒸养混凝土与自然养护混凝土有所不同，必须根据蒸养工艺特点，选择减水剂的品种，对那些引气量较大或有一定缓凝作用的减水剂，在蒸养过程中适应性差，如引气量大的外加剂，由于空气受热膨胀为固体的100倍，使混凝土易发生肿胀，疏松现象，因此，蒸养构件应选择好外加剂的品种。一般原则是，凡能提高混凝土初期结构强度的外加剂（具备促进水泥水化，含气量低，减水率大等特点）都较适应蒸养混凝土。

同时厂家为了缩短生产周期，必须减少抹面时间以便能提早进行蒸养，外加剂又必须具备早强作用。

综上所述，对管片制作用混凝土外加剂的要求是能够适应蒸气养护且具有早强的高效减水剂。

一、不同高效减水剂性能特点的比较与分析

高效减水剂目前有两大类：一是合成型，单一组分的高效减速水剂：二是复合型多组分高效减水剂。单一组分高效减水剂又称超塑化剂，对水泥和混凝土的减水剂增强效果十分明显，但往往难于满足新拌混凝土的工作性及硬化混凝土特殊性能的多种要求，因此目前直接用于工程的数量较少，取而代之以复合高效减水剂。在管片生产制作中为满足对混凝土的早强、引气等要求，一般也选用复合型多组分高效减水剂。

国内已有减水剂的产品性能对比如下：

高效减水剂的性能对比表

说明：聚次甲基萘磺酸钠甲醛缩合物简称萘系减水剂：磺化三聚氰胺甲醛缩合物亦称水溶性蜜胺树脂系

高效减水剂对新拌混凝土影响：

1.不同减水剂对混凝土早期强度影响的比较：

从图1中可以看出：在水灰比都为0.28的前提下，运用萘系减水剂的混凝土在早期的抗压强度是最高的，其次是蜜胺减水剂, 改性萘系减水剂强度相对较低。后期抗压强度增长也以运用萘系减水剂的混凝土为佳。

2. 不同减水剂在蒸养条件下强度的变化：

从图2中可以看出：在相同条件下，随着养护温度的提高，萘系减水剂混凝土的抗压强度比磺酸蜜胺混凝土高，更适合于蒸养工艺。

3. 不同减水剂在不同掺量下对混凝土坍落度的影响：

从图3中可以看出：不同高效减水剂对混凝土坍落度的影响有所不同，其中以甲基萘系造成的坍落度最大，其次是蜜胺树脂系，而萘系对混凝土坍落度损失影响相对较小。同时，在相同配比，相同用水量的前提下，减水剂在不同的掺量比例下，对混凝土坍落度的影响幅度也有所不同。

4.不同减水剂对混凝土凝结时间的影响：

值得注意的是，甲基萘系和蜜胺树脂减水剂若超掺，将会使混凝土严重缓凝，甚至长时间不凝。氨基磺酸系减水剂也具有强烈的混凝性。因此，萘系减水剂混凝土的凝结时间更适合管片的生产。

5.不同减水剂经济性对比分析：

减水剂的经济性由减水剂价格、掺量及对混凝土的改性与节约水泥多少来决定，在混凝土的易性、强度和水泥用量不变的前提下，就由减水剂的价格和掺量所决定，从上表中我们不难看出：虽然在同样的条件下，蜜胺树脂系和萘系减水剂的减水效果相近，但因蜜胺树脂系减水剂掺量大，所以每1m3增加费用比萘系减水剂要高得多，故使用后者较为经济。

从以上分析可以看出，蜜胺树脂系、萘系适合我们生产实际。因为我们选用的外加剂要求坍落度经时损失小，引气量要小，凝固时间要快，这样才能满足我们收水时间的要求，且其早期增强性较强。但从经济上考虑，蜜胺树脂系使用成本较高，因此，仅从上述几个角度分析比较，萘系减水剂在实际生产中较为理想。

但是，管片生产对外加剂功能的要求远不止于此。

例如混凝土的耐久性问题越来越受到重视，而混凝土中氯化物含量是影响混凝土耐久性的一个重要因素，因为氯化物是引起钢筋锈蚀的主要原因。

因此，在地下防水工程中，国家或地方已出台了对外加剂成分中cl－含量作出了限制性的条文，要求含cl－很低的外加剂或不含有cl－的外加剂。

二、小结

未来管片生产对外加剂功能的要求将会越来越高。除了保证其高的减水率和早强外，同时具有消气功能，具有因季节不同而变化的外加剂以及其它性能等等。总之，类似于一种专业型外加剂必须将越来越受到厂家的欢迎。