混凝土外加劑及其應用初探

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論文關鍵詞:混凝土外加劑;發(fā)展和應用;意義

  論文摘要:文章回顧了混凝土外加劑的發(fā)展和應用狀況,介紹了目前常用的混凝土外加劑的種類,分析了推廣應用混凝土外加劑的意義,并總結了使用外加劑應注意的事項。   在混凝土、砂漿或凈漿的制備過程中,摻人不超過水泥用量5%(特殊情況除外),能對混凝土、砂漿或凈漿的正常性能要求而改性的一種產(chǎn)品,稱為混凝土外加劑。自上個世紀30年代美國開始使用引氣劑,混凝土外加劑至今已經(jīng)有70多年的歷史了。從20世紀60年代日本和西德研制成功高效減水劑以來,外加劑進入了迅速發(fā)展的時代?，F(xiàn)在,在發(fā)達國家使用外加劑的混凝土占混凝土總量的70%～80%,有些已達到100%,外加劑已成為混凝土材料不可缺少的組成部分。   我國外加劑的研究和應用較國外晚,從20世紀50年代才開始研制木質素類的減水劑,并用于大型水庫的大體積混凝土,以后由于某些原因停滯多年。直到70年代后,外加劑的科研、生產(chǎn)和應用才取得較大進展。特別是1982年和1986年分別成立了混凝土外加劑學會和混凝土外加劑協(xié)會后,我國的混凝土外加劑得到了進一步的加速發(fā)展,使用外加劑的混凝土量占混凝土總量的比率從5%增長到近40%。   近年來,我國外加劑行業(yè)的科研隊伍不斷發(fā)展壯大,生產(chǎn)企業(yè)不斷增加,新產(chǎn)品不斷研制開發(fā),應用領域不斷拓展擴大,砼外加劑行業(yè)成為經(jīng)濟建設中一支不可替代的新生力量,與之同時,外加劑的應用技術也得到了迅速發(fā)展。   1混凝土外加劑的種類   混凝土外加劑按其主要功能分為六類:   ①改善新拌混凝土流動性的外加劑。主要包括各種減水劑、引氣劑、灌漿劑、泵送劑等。   ②調節(jié)混凝土凝結時間和硬化性能的外加劑。主要包括緩凝劑、促凝劑、早強劑等。   ③調節(jié)混凝土含氣量的外加劑。主要包括引氣劑、加氣劑、發(fā)泡劑等。   ④增強混凝土物理力學性能的外加劑。主要包括引氣劑、防水劑、防凍劑、灌漿劑、膨脹劑等。   ⑤改進混凝土抗侵蝕作用的外加劑。主要包括了引氣劑、防水劑、阻銹劑、抗?jié)B劑等。   ⑥為混凝土提供特殊性能的外加劑。主要包括發(fā)泡劑、著色劑、殺菌劑、堿骨料反應抑制劑等。   2推廣應用混凝土外加劑的意義   推廣應用混凝土外加劑不僅可以改善混凝土的物理力學性能,提高工程質量,節(jié)約水泥,節(jié)省能源、縮短工期,改善施工條件,滿足特種混凝土的技術需要。同時,還具有投資少、見效快、技術經(jīng)濟效益明顯,社會效益突出等特點。根據(jù)不同技術要求,使用不同類型的外加劑可以獲得不同的經(jīng)濟效益?；炷林袚郊右龤鉁p水劑,一是使混凝土中的微細氣泡均勻分布以提高抗凍和抗?jié)B的能力;二是由于它的分散作用而帶來減水增強效果。因而,既能改善新拌混凝土的和易性,又能提高混凝土的耐久性。   混凝土中摻加高效減水劑、早強減水劑,可使混凝土的1天強度提高1倍以上,這樣使配制高強或超高強度混凝土就易于實現(xiàn)。而混凝土強度的提高,不僅擴大了混凝土的使用范圍,在一定程度上也可改變目前結構設計中存在的“肥梁、胖柱、深基礎”等狀況。這樣,既減輕了房屋的自重,又節(jié)省了建筑材料。混凝土中摻加緩凝減水劑?？裳娱L混凝土由塑性狀態(tài)進入固態(tài)所需的時間,減慢水泥水化放熱速率?？蓾M足不同工程,特別是大體積混凝土工程的施工及質量要求。   混凝土中摻加速凝劑。可滿足坑道中噴射混凝土和國防搶修等混凝土工程中的施工要求?；炷林袚郊优蛎洝⒐酀{劑。可使混凝土的密實程度提高,從而增加了“混凝土的穩(wěn)定性的抗?jié)B、抗凍”等性能?；炷林袚郊右龤鈩┗蚣託鈩?可以調節(jié)混凝土的內部含氣量。細微氣泡可以提高混凝土抗凍及抗?jié)B能力,大氣泡可降低混凝土自重對生產(chǎn)輕混凝土十分有利?；炷林袚郊幼桎P劑?？商岣邔︿摻钿P蝕的抵抗力和增加混凝土對鋼筋的握裹力?；炷林袚郊訙p水劑,可減少水泥用量,而達到同樣的混凝土標號,一般可以節(jié)約水泥15%～25%,同時可以加速模板周轉,縮短工期。混凝土外表噴射養(yǎng)護劑。使新澆混凝土表面形成薄膜,從而避免水分蒸發(fā),收到保溫、保濕的效果?；炷林袚郊恿骰瘎??？芍苽渥悦芏?大流動性混凝土,采用泵送溶流新工藝,可大大提高施工效率。混凝土中摻加復合外加劑。還能減少混凝土攪拌,成型過程中的能耗,消除震耳欲聾的噪聲危害?；炷林袚郊又珓??？芍瞥筛鞣N裝飾混凝土。   3使用外加劑應注意的事項   3.1根據(jù)工程特點選用合適的外加劑   幾乎各種混凝土都可以摻用外加劑,但必須根據(jù)工程需要、施工條件和施工工藝等選擇合適的外加劑。如一般混凝土主要采用普通減水劑,早強、高強混凝土采用高效減水劑,氣溫高時,摻用引氣性大的減水劑或緩凝減水劑,氣溫低時,一般不用單一引氣型減水劑,多用復合早強減水劑,為了提高混凝土的和易性,采用防水劑,高層建筑采用泵送混凝土時應使用泵送劑等,為了發(fā)揮各種外加劑的特點,不宜互為代用,如將高效減水劑作普通減水劑用,普通減水劑當早強減水劑用都是不合適的。外加劑對不同的水泥有一個適應性問題,如某些減水劑對摻硬石膏的水泥不發(fā)揮作用。   3.2注意外加劑的質量   關注外加劑的質量,除關注某些廠家不注意原材料質量控制,粗制濫造,以假亂真,提供偽劣產(chǎn)品外,對質量較好的產(chǎn)品也應注意某些問題,如應詳細了解產(chǎn)品實際性能,注意生產(chǎn)廠所提供的技術資料和應用說明。又如目前我國減水劑牌號眾多,諸多廠家未明顯標示其產(chǎn)品品種,而且質量不一,因此,在工程應用前,應按照質量標準對選擇好的減水劑進行摻減水劑混凝土性能要求(與基準混凝土相比)的檢驗,為了確定摻量,對液態(tài)減水劑應測定溶液密度;對粉劑減水劑應測定固體物含量。在粉劑產(chǎn)品中,有些由于烘干不徹底或包裝不符合要求而受潮,致使產(chǎn)品中的固體含量大都在75%～80%左右,因此在這種情況下切勿將固體物質以100%用作計算摻量的依據(jù)。   3.3注意水泥品種的選擇   在原材料中,水泥對外加劑的影響最大,水泥品種不同,將影響減水劑的減水、增強效果,其中對減水效果影響更明顯。   高效減水劑對水泥更有選擇性,不同水泥其減水率的相差較大,水泥礦物組成、摻和料、調凝劑、堿含量、細度等都將影響減水劑的使用效果,如摻有硬石膏的水泥,對于某些摻減水劑的混凝土將產(chǎn)生速硬或使混凝土初凝時間大大縮短,其中萘系減水劑影響較小,糖蜜類會引起速硬,木鈣類會使初凝時間延長。因此,同一種減水劑在相同的摻量下,往往因水泥不同而使用效果明顯不同,或同一種減水劑,在不同水泥中為了達到相同的減水增強效果,減水劑的摻量明顯不同。在某些水泥中,有的減水劑會引起   異常凝結現(xiàn)象。為此,當水泥可供選擇時,應選用對減水劑較為適應的水泥,提高減水劑的使用效果。當減水劑可供選擇時,應選擇施工用水泥較為適用的減水劑,為使減水劑發(fā)揮更好效果,在使用前,應結合工程進行水泥選擇試驗。   3.4使用前進行試驗   為了確保工程質量,根據(jù)現(xiàn)有的標準,如對減水劑在使用前首先要作勻質性試驗,一般應測定表面張力和含固量兩項,當測定表面張力有困難時,可用起泡性代替,然后進行混凝土試配,如檢驗減水劑混凝土的性能,一般應測定坍落度損失、減水率、含氣量和抗壓強度4項。   3.5注意掌握摻量   每種外加劑都有適宜的摻量,即使同一種外加劑,不同的用途有不同的適宜的摻量。摻量過大,不僅在經(jīng)濟上不合理,而且可能造成質量事故。如對有引氣、緩凝作用的減水劑,尤其要注意不能超摻量。如木鈣摻量大于水泥重要的0.5%,會引入過量空氣而使初凝緩慢,降低混凝土強度。高效減水劑摻量過小,失去高效能作用,而摻量過大(1.5%),則會由于泌水而影響質量。氯鹽的限制是眾所周知的,過量會引起鋼筋銹蝕。防凍劑的摻量與溫度有關,并且根據(jù)強度效果作了摻量規(guī)定,總之,影響外加劑摻量的因素較多,如對減水劑就有摻加方法、水泥品種、拌合物的初始流動性及養(yǎng)護制度等。   3.6采用適宜的摻加方法   在混凝土攪拌過程中,外加劑的摻加方法對外加劑的使用效果影響較大。如減水劑摻加方法大體分為先摻法(在拌合水之前摻入)、同摻法(與拌合水同時摻入)、滯水法(在攪拌過程中減水劑滯后于水2～3min加入)、后摻法(在拌合后經(jīng)過一定的時間才按1次或幾次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中,再經(jīng)2次或多次攪拌)。不同的摻加方法將會帶來不同的使用效果,不同品種的減水劑,由于作用機理不同,其摻加方法也不一樣。如對于萘系高效減水劑,為了避開水泥種的C3A、C4AF礦物成分的選擇性吸附,以后摻法為好,又如木鈣類減水劑,由于其作用機理是大分子保護作用,故不同的摻加方法影響不顯著。影響減水劑摻加方法的因素主要有水泥品種、減水劑品種、減水劑摻量、摻加時間及復合的其它外加劑等。均宜通過試拌確定。   3.7注意調整混凝土的配合比   一般地說,外加劑對混凝土配合比沒有特殊要求,可按普通方法進行設計。但在減水或節(jié)約水泥的情況下,應對砂率、水泥用量、水灰比等作適當調整。   4結語   總之,隨著混凝土外加劑在混凝土中的廣泛應用,越來越多的人認識到,外加劑是混凝土中除水泥、砂、石和水之外的不可缺少的第五種材料?；炷镣饧觿┑奶攸c是品種多、摻量小、在改善新拌和硬化混凝土性能中起著重要的作用。外加劑的研究和應用促進了混凝土施工新技術和新品種混凝土的發(fā)展。