混凝土外加劑及其應(yīng)用初探

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論文關(guān)鍵詞:混凝土外加劑;發(fā)展和應(yīng)用;意義

  論文摘要:文章回顧了混凝土外加劑的發(fā)展和應(yīng)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(yīng)用混凝土外加劑的意義,并總結(jié)了使用外加劑應(yīng)注意的事項(xiàng)。   在混凝土、砂漿或凈漿的制備過(guò)程中,摻人不超過(guò)水泥用量5%(特殊情況除外),能對(duì)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(gè)世紀(jì)30年代美國(guó)開(kāi)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(jì)60年代日本和西德研制成功高效減水劑以來(lái),外加劑進(jìn)入了迅速發(fā)展的時(shí)代?，F(xiàn)在,在發(fā)達(dá)國(guó)家使用外加劑的混凝土占混凝土總量的70%～80%,有些已達(dá)到100%,外加劑已成為混凝土材料不可缺少的組成部分。   我國(guó)外加劑的研究和應(yīng)用較國(guó)外晚,從20世紀(jì)50年代才開(kāi)始研制木質(zhì)素類的減水劑,并用于大型水庫(kù)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(yīng)用才取得較大進(jìn)展。特別是1982年和1986年分別成立了混凝土外加劑學(xué)會(huì)和混凝土外加劑協(xié)會(huì)后,我國(guó)的混凝土外加劑得到了進(jìn)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(zhǎng)到近40%。   近年來(lái),我國(guó)外加劑行業(yè)的科研隊(duì)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(kāi)發(fā),應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展擴(kuò)大,砼外加劑行業(yè)成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一支不可替代的新生力量,與之同時(shí),外加劑的應(yīng)用技術(shù)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(dòng)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(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間和硬化性能的外加劑。主要包括緩凝劑、促凝劑、早強(qiáng)劑等。   ③調(diào)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(qiáng)混凝土物理力學(xué)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(jìn)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(yīng)抑制劑等。   2推廣應(yīng)用混凝土外加劑的意義   推廣應(yīng)用混凝土外加劑不僅可以改善混凝土的物理力學(xué)性能,提高工程質(zhì)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(shù)需要。同時(shí),還具有投資少、見(jiàn)效快、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益明顯,社會(huì)效益突出等特點(diǎn)。根據(jù)不同技術(shù)要求,使用不同類型的外加劑可以獲得不同的經(jīng)濟(jì)效益?；炷林袚郊右龤鉁p水劑,一是使混凝土中的微細(xì)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(lái)減水增強(qiáng)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(qiáng)減水劑,可使混凝土的1天強(qiáng)度提高1倍以上,這樣使配制高強(qiáng)或超高強(qiáng)度混凝土就易于實(shí)現(xiàn)。而混凝土強(qiáng)度的提高,不僅擴(kuò)大了混凝土的使用范圍,在一定程度上也可改變目前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的“肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)”等狀況。這樣,既減輕了房屋的自重,又節(jié)省了建筑材料?；炷林袚郊泳從郎p水劑?？裳娱L(zhǎng)混凝土由塑性狀態(tài)進(jìn)入固態(tài)所需的時(shí)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(zhì)量要求。   混凝土中摻加速凝劑?？蓾M足坑道中噴射混凝土和國(guó)防搶修等混凝土工程中的施工要求?；炷林袚郊优蛎?、灌漿劑。可使混凝土的密實(shí)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(diào)節(jié)混凝土的內(nèi)部含氣量。細(xì)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(duì)生產(chǎn)輕混凝土十分有利。混凝土中摻加阻銹劑?？商岣邔?duì)鋼筋銹蝕的抵抗力和增加混凝土對(duì)鋼筋的握裹力?；炷林袚郊訙p水劑,可減少水泥用量,而達(dá)到同樣的混凝土標(biāo)號(hào),一般可以節(jié)約水泥15%～25%,同時(shí)可以加速模板周轉(zhuǎn),縮短工期?；炷镣獗韲娚漯B(yǎng)護(hù)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。混凝土中摻加流化劑。可制備自密度,大流動(dòng)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(fù)合外加劑。還能減少混凝土攪拌,成型過(guò)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(yīng)注意的事項(xiàng)   3.1根據(jù)工程特點(diǎn)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(qiáng)、高強(qiáng)混凝土采用高效減水劑,氣溫高時(shí),摻用引氣性大的減水劑或緩凝減水劑,氣溫低時(shí),一般不用單一引氣型減水劑,多用復(fù)合早強(qiáng)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?xí)r應(yīng)使用泵送劑等,為了發(fā)揮各種外加劑的特點(diǎn),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(dāng)早強(qiáng)減水劑用都是不合適的。外加劑對(duì)不同的水泥有一個(gè)適應(yīng)性問(wèn)題,如某些減水劑對(duì)摻硬石膏的水泥不發(fā)揮作用。   3.2注意外加劑的質(zhì)量   關(guān)注外加劑的質(zhì)量,除關(guān)注某些廠家不注意原材料質(zhì)量控制,粗制濫造,以假亂真,提供偽劣產(chǎn)品外,對(duì)質(zhì)量較好的產(chǎn)品也應(yīng)注意某些問(wèn)題,如應(yīng)詳細(xì)了解產(chǎn)品實(shí)際性能,注意生產(chǎn)廠所提供的技術(shù)資料和應(yīng)用說(shuō)明。又如目前我國(guó)減水劑牌號(hào)眾多,諸多廠家未明顯標(biāo)示其產(chǎn)品品種,而且質(zhì)量不一,因此,在工程應(yīng)用前,應(yīng)按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)選擇好的減水劑進(jìn)行摻減水劑混凝土性能要求(與基準(zhǔn)混凝土相比)的檢驗(yàn),為了確定摻量,對(duì)液態(tài)減水劑應(yīng)測(cè)定溶液密度;對(duì)粉劑減水劑應(yīng)測(cè)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(zhì)以100%用作計(jì)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(duì)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(qiáng)效果,其中對(duì)減水效果影響更明顯。   高效減水劑對(duì)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(diào)凝劑、堿含量、細(xì)度等都將影響減水劑的使用效果,如摻有硬石膏的水泥,對(duì)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(shí)間大大縮短,其中萘系減水劑影響較小,糖蜜類會(huì)引起速硬,木鈣類會(huì)使初凝時(shí)間延長(zhǎng)。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(dá)到相同的減水增強(qiáng)效果,減水劑的摻量明顯不同。在某些水泥中,有的減水劑會(huì)引起   異常凝結(jié)現(xiàn)象。為此,當(dāng)水泥可供選擇時(shí),應(yīng)選用對(duì)減水劑較為適應(yīng)的水泥,提高減水劑的使用效果。當(dāng)減水劑可供選擇時(shí),應(yīng)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(yīng)結(jié)合工程進(jìn)行水泥選擇試驗(yàn)。   3.4使用前進(jìn)行試驗(yàn)   為了確保工程質(zhì)量,根據(jù)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn),如對(duì)減水劑在使用前首先要作勻質(zhì)性試驗(yàn),一般應(yīng)測(cè)定表面張力和含固量?jī)身?xiàng),當(dāng)測(cè)定表面張力有困難時(shí),可用起泡性代替,然后進(jìn)行混凝土試配,如檢驗(yàn)減水劑混凝土的性能,一般應(yīng)測(cè)定坍落度損失、減水率、含氣量和抗壓強(qiáng)度4項(xiàng)。   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(guò)大,不僅在經(jīng)濟(jì)上不合理,而且可能造成質(zhì)量事故。如對(duì)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(huì)引入過(guò)量空氣而使初凝緩慢,降低混凝土強(qiáng)度。高效減水劑摻量過(guò)小,失去高效能作用,而摻量過(guò)大(1.5%),則會(huì)由于泌水而影響質(zhì)量。氯鹽的限制是眾所周知的,過(guò)量會(huì)引起鋼筋銹蝕。防凍劑的摻量與溫度有關(guān),并且根據(jù)強(qiáng)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(duì)減水劑就有摻加方法、水泥品種、拌合物的初始流動(dòng)性及養(yǎng)護(hù)制度等。   3.6采用適宜的摻加方法   在混凝土攪拌過(guò)程中,外加劑的摻加方法對(duì)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(shí)摻入)、滯水法(在攪拌過(guò)程中減水劑滯后于水2～3min加入)、后摻法(在拌合后經(jīng)過(guò)一定的時(shí)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(huì)帶來(lái)不同的使用效果,不同品種的減水劑,由于作用機(jī)理不同,其摻加方法也不一樣。如對(duì)于萘系高效減水劑,為了避開(kāi)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(jī)理是大分子保護(hù)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(shí)間及復(fù)合的其它外加劑等。均宜通過(guò)試拌確定。   3.7注意調(diào)整混凝土的配合比   一般地說(shuō),外加劑對(duì)混凝土配合比沒(méi)有特殊要求,可按普通方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。但在減水或節(jié)約水泥的情況下,應(yīng)對(duì)砂率、水泥用量、水灰比等作適當(dāng)調(diào)整。   4結(jié)語(yǔ)   總之,隨著混凝土外加劑在混凝土中的廣泛應(yīng)用,越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)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。混凝土外加劑的特點(diǎn)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(yīng)用促進(jìn)了混凝土施工新技術(shù)和新品種混凝土的發(fā)展。