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混凝土外加劑在工程建設中突顯重要作用
剛剛過去的2021年，對于混凝土外加劑行業來說注定不平凡。雖然面臨原材料價格多次上漲，生產成本不斷加大；但作為“十四五”開局之年，更多的利好消息，也讓混凝土外加劑行業為之振奮。
我國基礎設施建設的持續推進、現代建筑結構設計個性化的發展、建筑工業化程度的提升，以及近年來綠色建筑相關政策的陸續出臺，現代混凝土外加劑的發展有了更多差異化的需求：從應用領域來看，海工結構、嚴酷地區基礎設施等越來越多，對混凝土耐久性能的要求越來越高；從施工方式來看，泵送、噴射、高拋、頂升等施工仍然是目前的主要施工方式，但在混凝土原材料日益多樣化、復雜化的前提下，對混凝土外加劑技術提出了更高的要求；同時，3D打印作為新的綠色高效施工方式，近年來也一直在持續推進在實體建筑結構中的應用。從結構形式來看，現代混凝土建筑往高、大、精方向發展的趨勢明顯，除了滿足建筑的功能需求外，還要迎合日益提高的審美要求，超高、超大跨度、超厚、薄殼、預應力等結構形式越來越多，對混凝土材料及外加劑技術的要求也越來越高。從材料性能來看，應用領域、施工工藝、結構形式等對混凝土都提出了差異化的要求，包括高流動性、高層泵送性、高填充性、高早期強度、凝結時間可調、高抗滲、高耐久性等中的一種或多種。
我國是全世界混凝土生產和消費量最大的國家，作為混凝土的重要材料，目前我國混凝土外加劑的研究與生產技術處于世界的前列，其產量約占全球的60%。目前，我國在建筑工程、水電工程、核電工程、大型橋梁、高速鐵路和高速公路等多個方面對混凝土有著極高的要求，外加劑在很大程度上決定了混凝土的性能。隨著我國建筑業的發展，大量海工工程的出現、鐵路交通向著邊緣地區的擴展，為混凝土提出了更高的要求。
1．白鶴灘水電站
白鶴灘水電站位于川滇之交的金沙江上，是金沙江下游四個水電梯級的第二級，發電量最大。白鶴灘大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高 289米，厚83.9米，壩頂中心線弧長709米，共計31個壩段。大壩主體混凝土澆筑總方量達800萬立方米，是世界低熱混凝土澆筑量最大的 300米級大壩工程。
為保障工程質量，提高大壩混凝土抗裂性與耐久性，江蘇蘇博特新材料股份有限公司針對白鶴灘采用的低熱水泥性能特點及工程實際需求，研發出白鶴灘水電站低熱水泥專用外加劑。自第一倉大壩混凝土澆筑開始至最后一倉混凝土澆筑結束，蘇博特的技術團隊根據原材料波動及季節變化，及時調整優化外加劑配方，以保障混凝土的順利施工。此外，水電站位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界處的金沙江峽谷，屬于典型的金沙江干熱峽谷地帶，常年受大風天氣的影響，環境干燥，造成了混凝土澆筑后養護困難，尤其是大壩混凝土倉面較大，很容易因表面失水而引起塑性裂縫。
混凝土水分蒸發抑制劑很好地解決了這一難題，有效防止混凝土塑性階段水分散失，減少混凝土表面的干燥收縮和龜裂現象，改善混凝土抗滲透性，從而提高其耐久性能。
2．福能三川平海灣 F 區海上風電場
此次植入的單樁嵌巖樁長62米、直徑6.7米、重740噸，刷新了全球海上風電嵌巖單樁最大直徑的世界紀錄。單樁嵌巖樁穿入海水層、海底淤泥層、覆蓋層、弱風化巖層共數十米，猶如在大海里插入一根“定海神針”，高性能灌漿料充填于嵌巖樁與巖石層間隙實現鋼管樁的快速固定和長期防護。項目地處福建平海灣海域，場址風大浪高，水深近30m，給項目施工帶來了極大的難度與風險，且水下水平流動距離超10m，水下垂直頂升高度超30m，漿體極易出現水下分散導致強度大幅度衰減以及流動性不足無法完整充填鋼管樁與巖石層的間隙，從而對風機基礎的長期運行安全帶來嚴重隱患。
項目采用JGM?-SP系列風機基礎灌漿料及專用外加劑實現了水下灌漿施工，為海上風電建設工程質量安全保駕護航。隨著海上風電功率更大、矗立更高、水深更深，海況更復雜等趨勢的發展，對于連接鋼管樁與上部結構的重要結構材料——高性能灌漿料提出了更高的要求和挑戰。
3．成都綠地 468 項目
圖片來源：人民日報
中建西部建設新材料科技有限公司根據項目結構的特殊要求，組織攻關小組，從保坍減水母液、復合型高強降粘母液、緩凝劑三個方面改善混凝土性能，達到降低單方用水量、提升混凝土出泵工作性及推遲水化峰值、降低開裂風險的目的。從公司現有產品中選取四種母液搭配降粘、保水、引氣、消泡劑等小料，復配成綠地468超高層泵送專用外加劑，在綠地468超高層泵送過程中效果良好，取得了過程零堵管的優異成績。
4．貴陽龍洞堡國際機場 3 號航站樓
2021年12月15日，由中建三局承建、中建西部建設貴州有限公司承供的貴陽龍洞堡國際機場三期擴建工程3號航站樓正式通航。貴陽龍洞堡國際機場3號航站樓項目是貴州省“十二五”期間規劃的重點建設項目貴陽龍洞堡國際機場三期擴建工程的核心組成部分，也是貴陽市“臨空經濟示范區2018-2030年發展規劃”的核心組成部分。
圖片來源：中建西部建設
因龍洞堡機場地處喀斯特地貌區，地下部分結構松軟，存在多層巖溶裂隙和大量溶洞，且有著豐富的流動水。為起到穩固作用，需要將樁基打到地下數十米的巖層上，該工程約800根樁基中，29根為長度近百米、最大樁徑達到2.8m的超長樁基。為適應高回填土區域多溶洞、多流動水的特殊地質條件、匹配國內首創的雙套管雙驅動全回轉式樁基施工工藝，中建西部建設貴州有限公司經過深入研究，多次模擬試驗并反復復盤試驗數據，歷時50余天，進行百余次試驗，最終研發出了性能優異、客戶滿意的C40超緩凝自密實水下不分散混凝土。該產品可在72小時內保持良好工作性能，且具有優異的水下自密實抗沖刷不分散性能。
5．南寧國際空港綜合交通樞紐工程
南寧國際空港綜合交通樞紐(GTC）工程項目是廣西第一個集民航、城際鐵路、公路、城市軌道交通于一體的綜合交通樞紐。
該工程處于溶溝、溶蝕破碎帶、溶洞等不良地質帶上，巖溶發育強烈，地下溶洞較多易塌陷，對工程地基穩定性影響較大。壘知·科之杰新材料集團有限公司派技術人員迅速響應工程需要，展開混凝土配合比調整試驗。
圖片來源：南寧日報
施工方使用科之杰Point系列聚羧酸減水劑，經過連續施工，將1200立方米混凝土成功澆筑于城市軌道交通機場線引入機場隧道工程盾構機入口右側。此次澆筑混凝土強度等級為C35P10、C50P10，其中澆筑C35P10共計900余立方米，澆筑C50P10共計300余立方米。3天后，施工方經過22小時就將1300立方米混凝土成功澆筑于城市軌道交通機場線引入機場隧道工程盾構機入口左側，其中C35P10共計1000余立方米，C50P10共計300余立方米。
最終，使用科之杰外加劑的混凝土達到工程方要求的混凝土和易性、強度和電通量等要求。2021年3月23日，兩次施工共將2500立方米混凝土澆筑到城市軌道交通機場線引入機場隧道工程盾構機入口，混凝土質量優良，確保了工程進度與質量。
6．北京大興國際機場
北京大興國際機場的建設難度驚嘆了全世界。在混凝土施工過程中，廣東紅墻新材料股份有限公司根據當時的特殊情況，開發了抗敏感型外加劑產品，對多重特殊混凝土進行技術支持。如針對不便振搗成型的工程部位，提供了免振自密實混凝土技術服務，使施工易操作，加快混凝土的流動性，既節省了人工又加快了施工進度；他們還針對北方寒冷地區冷熱交替的情況提供了抗凍融混凝土技術服務等。
圖片來源：張紹武
7．滬蘇通長江大橋
滬蘇通長江大橋主跨1092米，是世界首座主跨超千米的公鐵兩用斜拉橋。主塔高330米，是世界最高公鐵兩用斜拉橋主塔。其中，28號橋墩鋼沉井橫截面達12個籃球場大小、高度超過100米。由于技術要求高、澆筑混凝土方量大，對混凝土工作性能的保持提出了很高的要求：緩凝時間大于24小時、4小時后的擴展度損失控制在初始擴展度10%以內。
圖片來源：奧萊特
為了解決這些技術難題，江蘇奧萊特新材料股份有限公司在這個項目中采用了ART-JR緩凝型聚羧酸減水劑產品，保證了28號橋墩沉井封底混凝土澆筑的順利完成。ART-JR聚羧酸緩凝型減水劑是奧萊特自主研制開發、擁有知識產權的具有堿反應活性的羧酸類接枝共聚物混凝土外加劑，具有超強保坍功能。產品對混凝土配制材料適應性強，摻量低。特別適用于需要長時間流動性保持，高溫保坍，中低坍落度保持，預制、泵送等混凝土工程。
混凝土外加劑行業的頭部企業參與了眾多國家重點大工程建設，他們的產品作用突出，功能化、多樣化的混凝土外加劑技術為推動混凝土向更高、更大、更強和更耐久的方向不斷發展。
作者：袁嵐
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