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（中铁十六局集团物资贸易有限公司，北京 100018）
高保坍、高减水、低收缩是聚羧酸高性能减水剂的主要优点。近年来，聚羧酸高性能减水剂在我国的应用逐渐增加，早在2011年就达到了160万吨。根据聚羧酸减水剂掺量为总胶材的1%予以计算，立足于聚羧酸减水剂而进行生产的混凝土超过了2亿m3。同时，由于高速铁路建设进程加快，进而需要使用更多的聚羧酸高性能减水剂。
聚羧酸高性能减水剂分子结构、性能可设计性强，运用正确的方式组合原材料，以及调整分子结构，能够合成一系列性能不同的减水剂产品，且这些产品能够通过复配的方式达到性能互补[1]。水泥和掺合料成分复杂多变，存在与减水剂的适应性问题和最佳掺量问题。
立足于功能可以将聚羧酸高性能减水剂划分成以下类型：1）通用型。此类减水剂有收缩低、高减水、保坍能力强等优点，符合大多数混凝土工程的使用要求，在市场中的占有率较高。2）保坍型。该产品的减水能力较弱，但拥有良好的保坍能力，在实际应用中可以和通用型进行结合，能避免出现坍落度损失的情况。同时，单独使用也可以有效解决混凝土流动性保持问题[2]。3）早强型。在铁路工程对此类产品予以运用，能促进水泥早期在水化方面的进程，缩短混凝土凝结时间，提升早期力学强度，但在保坍方面能力较弱。4）减缩抗裂型。此类产品和通用型相比之下，减少混凝土收缩的能力更强[3]。
桩基、承台、墩身、箱梁、轨道板等属于铁路工程的主要构成部分，不同部位在施工性能以及工艺等相关方面存在较大的差异。在混凝土配比方面，各个结构也存在一定的差异。如何通过聚羧酸减水剂科学配置混凝土，需要进行深入探讨。
2.1 聚羧酸高性能减水剂在灌注桩混凝土的应用
就灌注桩混凝土浇筑施工而言，主要运用导管灌注施工，属于中低强、大流态混凝土，不具备振捣条件，且施工环境复杂，需要确保混凝土拥有较好的流动性、和易性，加强灌注施工所具备的连续性，避免产生断桩等事故。
聚羧酸高性能减水剂在灌注桩混凝土中运用时涉及以下特点：1）良好的减水率，即不低于25%。就灌注桩混凝土而言，其水胶比应控制在0.38-0.42，对于上述要求，普通聚羧酸减水剂方可满足。2）维持坍落度。在导管内放入混凝土的过程中，应确保扩展度不低于450mm，同时对流动度损失进行全面控制，若混凝土受原材料的影响产生损失较大的状况，应采取混凝剂等予以调控。3）引气能力。为了确保大流体高性能混凝土新拌性能、体系的稳定，以及力学能力的统一，浆集比应维持在0.35:0.65。由表1分析可得，水泥浆体含量为0.293，混凝土含气量应控制在3%-5%，予以适当调整，让水泥浆体含量在0.33-0.35，以便硬化性能和施工性能达到统一。
表1 铁路工程不同部位混凝土典型配合比
2.2 聚羧酸高性能减水剂在承台、墩身混凝土的应用
通常，承台、墩身混凝土主要运用泵送施工，属于中低强、高流动度混凝土，钢筋及预埋件密集，体积大，混凝土凝结期间存在物理降温的需要。将聚羧酸高性能减水剂运用到承台、墩身混凝土中，能达到承台、墩身施工对混凝土的性能要求。要注意的是，承台、墩身混凝土坍落度应控制在14-18cm。
2.3 聚羧酸高性能减水剂在箱梁混凝土的应用
泵送施工属于箱梁在混凝土施工方面的主要方式，属于中高强度、大流态混凝土，为预应力混凝土，构件的强度、刚度、抗裂性、耐久性和浇筑质量要求都很高，体积大、钢筋密集。将聚羧酸高性能减水剂应用于箱梁混凝土之中需要重视以下几点：1）较高减水率，即高于27%。箱梁混凝土在强度等级方面为C50，同时将水胶比控制在0.31-0.33，需要聚羧减水剂具备较强的减水能力。2）维持坍落度。通常情况下，箱梁混凝土在施工方面会持续8-10h，因此混凝土性能需要稳定，且流动度损失小。为了能够对箱梁混凝土流动度损失进行调控，需采取通用型或保坍型减水剂。3）降粘能力。就C50箱梁混凝土而言，会出现过粘的状况，进而影响泵送施工的正常进行，较严重的还会引起堵泵问题。在聚羧酸减水剂运用过程中，应尽量筛选减水率高、饱和掺量高的减水剂，并增强引气能力，也能够实现对混凝土粘度的改善，对此需调整聚羧酸结构将混凝土含气量控制在2%-4%。
2.4 聚羧酸高性能减水剂在轨道板混凝土的应用
轨道板混凝土主要通过温蒸汽进行养护生产，属于高强、中等流动混凝土，有预制和现场浇筑两种。轨道板混凝土中的钢筋密集，厚度小、精度要求高，承轨槽需打磨。将聚羧酸高性能减水剂应用于轨道板混凝土中需要做好以下方面：1）高减水率，即不低于30%。在混凝土强度方面，轨道板处在C55-C60，同时需要将水胶比维持在0.28-0.30，确保减水剂良好的减水能力。2）早强效果。轨道板属于预制构件，要想让生产周期以及模板周转时间减小，应确保混凝土在抗压强度方面不低于48MPa。运用过程中应考察聚羧酸减水剂在凝结方面的时间，一般选择低于1h的，以便让养护周期能够得到缩短。
该铁路工程所在地碎石质量符合国标相关要求，且当地砂较细，细度模数主要在2.0-2.5间波动，其他指标如泥块含量、含泥量以及级配等均与国际要求相符，其中，水泥为红狮P·O42.5水泥，其性能指标符合国际要求，粉煤灰为丰城电厂Ⅱ级，各性能指标符合国际要求。结合当地地材状况，和施工单位中小实验室共同对混凝土配合比进行了探究，如表2所示。
表2 某铁路5标混凝土配合比(kg/m3)
由表3可以得出，运用高减水型母液101的过程中，混凝土拌合物坍落度可能出现损失，而1h内的坍落度能够满足施工方面的相关要求，但扩散度损失较大，达不到施工要求。使用高减水型母液102的过程中，坍落度以及扩散度的损失较少，可确保各项施工要求得到有效的满足。和减水型母液231进行比较，运用保坍型母液301的过程中，坍落度与扩散度在损失方面更低，且混凝土拌合物在含气量方面均为2%-4%。结合试验结果，最终选择3#方案作为该铁路工程5标的外加剂复配思路。
表3 某铁路工程5标外加剂设计方案和试验结果
综上所述，作为第三代混凝土减水剂，聚羧酸系减水剂的运用十分广泛，为高速铁路的施工创造了经济和社会效益。但是，高速铁路混凝土构件种类多，对强度、刚度、抗裂、抗老化、防水和修复性、替代性等要求越来越多，需要深入挖掘聚羧酸系减水剂各项性能和特点，更好适应市场需求。
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