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關(guān)鍵詞:外加劑 作用機(jī)理
中圖分類號: TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號
(1)普通減水劑(Water-reducing admixture)在混凝土坍落度基本相同的條件下,能減少拌合用水量的外加劑。
(2)高效減水劑(Super plasticizer)在混凝土坍落度基本相同的情況下,能大幅度減少拌合用水量的外加劑
(3)引氣劑(Air entraining admixture)在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。
(4)緩凝劑(Set retarder)延長混凝土凝結(jié)時間的外加劑。
(5)早強(qiáng)劑(Hardening accelertor)加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑。早強(qiáng)減水劑(Hardening accelerator and water reducing admixture)兼有早強(qiáng)和減水功能的外加劑。
(6)防凍劑(Anti-freezing admixture)能使混凝土在負(fù)溫下硬化,并在規(guī)定時間內(nèi)達(dá)到足夠防凍強(qiáng)度的外加劑。
(7)速凝劑(Flash setting admixture)能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。
(8)泵送劑(Pumping aid)能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑。泵送劑是一種復(fù)合外加劑,其主要成分為減水劑、引氣劑、緩凝劑等。
2 、外加劑在混凝土中的作用機(jī)理
2.1減水劑作用機(jī)理
普通減水劑、高效減水劑對水泥有強(qiáng)烈的分散作用,在混凝土坍落度基本相同的條件下,能大幅度減少拌合用水量、能大大提高拌和物流動性(坍落度)、同時降低一定的水泥用量,并顯著改善混凝土工作性、顯著提高混凝土各齡期強(qiáng)度的外加劑稱為高效減水劑(萘系)。
2.2引氣劑作用機(jī)理
引氣劑的主要作用是改善混凝土的和易性,減小拌和物的離析、泌水,提高混凝土的耐久性和抗凍性。其作用機(jī)理是:由于它的表面活性,能定向吸附在水-氣界面上,而且顯著降低水的表面張力,使水溶液易形成眾多的新表面(即水在攪拌下易產(chǎn)生氣泡);同時,引氣劑分子定向排列在氣泡上,形成單分子吸附膜,使液膜堅固而不易破裂。
2.3防凍劑作用機(jī)理
摻有防凍劑的混凝土可以在負(fù)溫下硬化而不需要加熱,最終能達(dá)到與常溫養(yǎng)護(hù)的混凝土相同的質(zhì)量水平。
2.4早強(qiáng)劑作用機(jī)理
早強(qiáng)劑與減水劑復(fù)合后,在混凝土坍落度基本相同的條件下,能大幅度減少拌和水量;能加速自然養(yǎng)護(hù)混凝土的硬化并提高早期強(qiáng)度,能縮短混凝土的養(yǎng)護(hù)時間
3 、外加劑的選擇和使用
外加劑的準(zhǔn)確效能主要取決于水泥種類、摻合料的種類與其性能、粗細(xì)集料的性能及其所含的雜質(zhì)、混凝土配合比和混凝土拌合物的攪拌形式、攪拌時間、混凝土溫度以及環(huán)境條件等多個因素。正確選擇外加劑對混凝土的生產(chǎn)和質(zhì)量控制有很大好處。
3.1外加劑品種的選擇
外加劑的品種很多,功效各異,應(yīng)該合理選擇。外加劑的選擇是根據(jù)設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)對混凝土性能的要求而定,應(yīng)根據(jù)混凝土的強(qiáng)度等級、耐久性指標(biāo)及新拌混凝土工作性能要求,在全面了解混凝土外加劑作用原理基礎(chǔ)上, 綜合考慮原材料狀況,如水泥品種、砂石情況等其他因素。然后采用實際使用的原材料進(jìn)行試驗,并宜采用不同廠家的同一類型(或品種)的外加劑進(jìn)行對比試驗,根據(jù)試驗結(jié)果有針對性選用技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果最合適的外加劑。
3.2外加劑摻量的確定
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。應(yīng)嚴(yán)格按照經(jīng)試配后的最佳摻量和用水量進(jìn)行計量,并要求計量設(shè)備和計量精度準(zhǔn)確和靈敏,保證摻量準(zhǔn)確,避免出現(xiàn)摻量過大或過小。為了確定摻量,對液態(tài)外加劑應(yīng)測定溶液密度;對粉狀外加劑應(yīng)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,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標(biāo)定總量用作計算摻量的依據(jù)。外加劑的摻量控制十分重要,應(yīng)做到準(zhǔn)確無誤,避免摻量不準(zhǔn)出現(xiàn)達(dá)不到使用效果及或者使混凝土產(chǎn)生離析、泌水、板結(jié)或含氣量過大等不良現(xiàn)象。
3.3外加劑摻入方法的確定
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、同摻法、滯摻法、后摻法。不同的摻加方法將會帶來不同的使用效果。影響外加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(fù)合的其它外加劑等。選擇哪種方法均宜通過試拌確定。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(jìn)行設(shè)計。但有特殊要求時,可對砂率、水泥用量、水灰比等作適當(dāng)調(diào)整。砂率對混凝土的和易性影響很大,過高的砂率影響混凝土強(qiáng)度,由于摻入減水劑后和易性能獲得較大改善,砂率可適當(dāng)降低,其降低幅度約為1%~4%。如木鈣減水劑可取下限1%~2%,引氣性減水劑可取上限3%~4%?;炷林袚接脺p水劑均有不同程度節(jié)約水泥的效果,使用普通減水劑可節(jié)約5%~10%,高效減水即可節(jié)約10%~15%。用高標(biāo)號水泥配制混凝土,摻減水劑可節(jié)約更多的水泥。水灰比應(yīng)根據(jù)所摻減水劑的減水率確定??傊?,調(diào)整混凝土配合比要以現(xiàn)場試驗進(jìn)行確定。如干摻時必須注意所用的外加劑要有足夠的細(xì)度,粉粒太粗,溶解不勻,效果就不好;后摻或干摻的,須延長攪拌時間1min以上。
(1)摻引氣型減水劑時,要注意振搗除氣,否則會影響效果。
(2)運(yùn)輸過程中應(yīng)注意保持混凝土的勻質(zhì)性,避免分層,摻緩凝型減水劑要注意初凝時間延緩,摻高效減水劑或復(fù)合劑要注意坍落度損失快等特點。應(yīng)縮短運(yùn)輸及停放時間,一般不超過30min,否則要用后摻法。
(3)蒸養(yǎng)混凝土中要注意外加劑類型選擇。如引氣類外加劑就不宜使用。蒸養(yǎng)要有一定的預(yù)養(yǎng)期和升溫期,要通過試驗確定恒溫溫度和時間。
(4)避免相容性差的外加劑混摻。當(dāng)共用攪拌設(shè)備、運(yùn)輸車輛和泵送設(shè)備時, 必須徹底清洗這些設(shè)備后, 才能在摻其它品種外加劑時使用。
(5)控制振搗時間和振搗范圍。摻外加劑增加了混凝土的塌落度,改善了工作性能,但振搗同樣重要,不能漏振和過振。
(6)采用泵送劑時,不宜采用摻硬石膏、磷石膏配制的水泥,泵送劑配方應(yīng)隨季調(diào)整,隨時觀測塌落度變化。
4 、結(jié)束語
隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,建筑施工建設(shè)力度逐漸加大,混凝土外加劑的生產(chǎn)將進(jìn)入一個高速發(fā)展階段,今后混凝土外加劑將朝一個明確的方向發(fā)展,即:節(jié)能、高效、環(huán)保、可持續(xù)性發(fā)展,
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:混凝土 外加劑
一、混凝土外加劑的發(fā)展概況
自上個世紀(jì)30年代美國開始使用引氣劑,至今已有70多年的歷史,從20世紀(jì)60年代日本和西德研制成功高效減水劑以來,外加劑進(jìn)入了飛速發(fā)展時代,現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家使用外加劑的混凝土量占混凝土總量的70%--80%,有的已達(dá)到100%。
我國外加劑的研制起步較晚, 20世紀(jì)50年代才開始研制木質(zhì)素類的減水劑,并用于大型水庫的大體積混凝土,直到70年代后,才有了較大發(fā)展,特別是1982年和1986年分別成立了混凝土添加劑學(xué)會和混凝土添加劑協(xié)會后,我國的混凝土添加劑得到了飛速發(fā)展,使用混凝土外加劑的混凝土量占混凝土總量的5%增長到40%。
近年來,我國混凝土外加劑行業(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)品不斷研發(fā),應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展和擴(kuò)大,混凝土外加劑行業(yè)已成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一支不可替代的新生力量,與之同時,外加劑的應(yīng)用技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。
二、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,還具有投資少、見效快、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益明顯,效益突出等特點。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。推廣應(yīng)用混凝土外加劑具有廣泛而深遠(yuǎn)的重要意義。
三、混凝土外加劑的分類
混凝土外加劑按(GB8075―87)外加劑的命名和定義可分為16個名稱,其各自定義如下:
1.普通減水劑:在混凝土塌落度基本相同條件下,能減少拌合用水量的外加劑;2.早強(qiáng)劑:加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑;3.緩凝劑:延長混凝土凝結(jié)時間的外加劑;4.引氣劑:在攪拌混凝土過程能引入大量均勻分布,穩(wěn)定而封閉的的微小氣泡的外加劑;5.高效減水劑:在混凝土塌落基本相同條件下,能大幅度減少拌合物用水量的外加劑;6.早強(qiáng)減水劑:兼有早強(qiáng)和減水功能的減水劑;
7.緩凝減水劑:兼有緩凝和減水功能的減水劑;8.引氣減水劑:兼有引氣和減水功能的外加劑;9.防水劑:能降低混凝土在靜水壓力下的透水性的外加劑;10.阻銹劑:能抑制或減輕混凝土中鋼筋或其它預(yù)埋金屬銹蝕的外加劑;11.加氣劑:混凝土制備過程中因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出氣體,能使混凝土形成大量氣孔的外加劑;12.膨脹劑:能使混凝土體積產(chǎn)生一定膨脹的外加劑; 13.防凍劑:能使混凝土在負(fù)溫下硬化,并在規(guī)定時間內(nèi)達(dá)到足夠防凍強(qiáng)度的外加劑;14.著色劑:能制備具有穩(wěn)定色彩混凝土的外加劑;15.速凝劑:能使混凝土迅速硬化的外加劑;16.泵送劑:能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑四、使用混凝土外加劑應(yīng)注意的問題
1.根據(jù)工程施工特點選用合適的外加劑,確保外加劑選型正確
2.選擇質(zhì)量好的名牌廠家生產(chǎn)的外加劑,把好混凝土外加劑質(zhì)量關(guān)
3.應(yīng)注意水泥品牌的選擇,把好混凝土中水泥質(zhì)量關(guān)
4.使用前必須進(jìn)行試驗,確保達(dá)到預(yù)期設(shè)計效果
5.選擇最佳摻量,確?;炷临|(zhì)量
6.采用適宜的摻拌方法,以達(dá)到最佳效果
關(guān)鍵詞:凝土外加劑;應(yīng)用;摻量
中圖分類號:TV33 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1009-9166(2011)017(C)-0131-01
引言:外加劑的出現(xiàn)給工程施工帶來一系列的方便。如:能改善混凝土拌和物的和易性、減輕體力勞動強(qiáng)度、有利于機(jī)械化作業(yè);能減少養(yǎng)護(hù)時間或縮短預(yù)制構(gòu)件的蒸養(yǎng)時間,也可以使工地提早拆除模板,加快模板周轉(zhuǎn),還可以提早對預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的鋼筋放張、剪筋;能提高或改善混凝土質(zhì)量,可以提高混凝土強(qiáng)度,增加混凝土的耐久性、密實性、抗凍性及抗?jié)B性,并可改善混凝土的干燥收縮及徐變性能,有些外加劑還能提高混凝土中鋼筋的耐銹蝕性能;在采取一定的工藝措施之后,摻加外加劑能適當(dāng)?shù)毓?jié)約水泥而不致影響混凝土的質(zhì)量,還可以使水泥混凝土具備一些特殊性能,如產(chǎn)生膨脹或可以進(jìn)行低溫施工等。外加劑如果品種或摻量多少選擇不當(dāng)會破壞混合料成分導(dǎo)致相關(guān)質(zhì)量問題,主要有以下幾種:(1)混凝土澆筑后較長時間不能凝結(jié)硬化;(2)表面鼓包,或在暑季較早出現(xiàn)收縮裂縫;(3)混凝土坍落度損失快;(4)商品混凝土運(yùn)至工地出現(xiàn)傾斜不暢。究其原因主要有以下幾種:(1)緩凝劑、減水劑摻量過多;(2)外加劑以干粉狀摻入,其中未碾成粉的粒狀顆粒遇水膨脹,使混凝土表面起鼓包;(3)夏季緩凝劑減水劑選擇不當(dāng),緩凝時間不夠,過快結(jié)硬,導(dǎo)致過早出現(xiàn)收縮裂縫;(4)外加劑選擇不當(dāng)或混合料運(yùn)輸時間過長,造成坍落度損失。
針對以上出現(xiàn)的質(zhì)量問題主要預(yù)防措施是熟悉各類外加劑的品種與使用性能,準(zhǔn)確的選擇外加劑。
一、減水劑。混凝土減水劑是在保持混凝土坍落度基本相同的條件下,具有減水增強(qiáng)作用的外加劑?;炷涟床煌椒〒饺霚p水劑可以達(dá)到如下效果:(1)保持坍落度不變,可降低用水量5%―25%,提高混凝土早期強(qiáng)度,同時改善混凝土的密實度,提高耐久性;(2)保持用水量不變,可增大混凝土坍落度10―20cm,能滿足泵送混凝土的施工要求;(3)保持強(qiáng)度不變,可節(jié)約水泥用量5%―20%。減水劑常用品種有普通型減水劑木質(zhì)素磺酸鹽類和高效減水劑。普通型減水劑木質(zhì)素磺酸鹽類簡稱木鈣粉,適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.2%―0.3%,在保持坍落度不變時,減水率為10%―15%。在相同強(qiáng)度和流動性要求下,節(jié)約水泥10%左右。
二、早強(qiáng)劑??商岣呋炷猎缙趶?qiáng)度,適用于搶修工程和冬季施工的混凝土。常用的品種有以下幾種。(1)氯鹽早強(qiáng)劑,常用的有氯化鈣。氯化鈣能與水泥中的礦物成分或水化物反應(yīng),從而縮短水泥的凝結(jié)時間,提高混凝土的密實度、強(qiáng)度和抗凍性,但摻量不得過多,否則會引起鋼筋銹蝕;(2)硫酸鹽早強(qiáng)劑,常用的有硫酸鈉早強(qiáng)劑,又稱元明粉,易溶于水,摻入混凝土后能與水泥水化生成水化硫鋁酸鈣,加快水泥硬化;(3)三乙醇胺早強(qiáng)劑,是一種有機(jī)化學(xué)物質(zhì),強(qiáng)堿性,無毒、不易燃燒,溶于水和乙醇,對鋼筋無銹蝕,若與其他鹽類組成復(fù)合早強(qiáng)劑,早強(qiáng)效果明顯。
三、引氣劑。是在混凝土攪拌過程中引入大量分布均勻的穩(wěn)定而封密的微小氣泡,以減少混凝土泌水離析現(xiàn)象,改善和易性,同時顯著提高硬化混凝土抗凍融耐久性。兼有引氣和減水作用的外加劑稱為引氣減水劑,引氣減水劑減水效果很明顯,減水率較大。引氣減水劑不僅起引氣減水作用,還能提高混凝土強(qiáng)度,彌補(bǔ)由于含氣量而使混凝土強(qiáng)度降低的不利,還節(jié)約水泥。常用在道路、橋梁、港口和大壩等工程,解決混凝土受冰凍海水侵蝕等作用時的耐久性問題。常用的有改性木質(zhì)素磺酸鹽類,以及由各類引氣劑與減水劑組成的復(fù)合劑。
四、緩凝劑。具有延緩混凝土凝結(jié)時間,并不顯著降低混凝土后期強(qiáng)度作用,適用于大體積混凝土、炎熱氣候條件下施工的混凝土或長距離運(yùn)輸?shù)幕炷?,常用的是糖蜜和木質(zhì)素磺酸鈣。
五、泵送劑。能改善混凝土拌和物的泵送性使混凝土具有能順利通過輸送管道,不阻塞,不離析,粘塑性良好的外加劑。其組分包含緩凝及減水組分、增稠組分、引氣組分及高比表面無機(jī)摻合料。應(yīng)用泵送劑溫度不宜高于35℃,超摻泵送劑可能造成堵泵現(xiàn)象。
六、使用混凝土外加劑的注意事項。盡管在混凝土中摻入外加劑可明顯改善混凝土的許多物理力學(xué)性能,取得顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,但是如果選擇和使用不當(dāng),也會造成一些工程質(zhì)量問題。在選擇和使用外加劑時應(yīng)注意以下幾點:(1)選擇合適的混凝土外加劑?;炷镣饧觿┑钠贩N很多,功效各異,應(yīng)該合理選擇。首先,應(yīng)根據(jù)混凝土的強(qiáng)度等級、耐久性指標(biāo)及新拌混凝土工作性要求;其次,在了解混凝土外加劑作用原理的基礎(chǔ)上,有針對性地選擇混凝土外加劑才能充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)性優(yōu)勢。(2)合理確定混凝土外加劑的摻量。混凝土外加劑作為一種產(chǎn)品,它的摻量在產(chǎn)品說明書中往往只標(biāo)出一個范圍。摻量過小,往往達(dá)不到預(yù)期效果;摻量過大,則會影響混凝土質(zhì)量,甚至造成質(zhì)量事故。要科學(xué)、正確地發(fā)揮混凝土外加劑的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性,必須進(jìn)行混凝土試配才能確定混凝土外加劑的摻量。(3)符合環(huán)保原則?;炷镣饧觿┎牧系慕M成成分有些屬工業(yè)副產(chǎn)品,可能有毒或會污染環(huán)境,危害人體健康。因此,嚴(yán)禁選用會對人體產(chǎn)生危害、對環(huán)境產(chǎn)生污染的外加劑。
關(guān)鍵詞:混凝土外加劑;混凝土工程;應(yīng)用特性;發(fā)展方向
中圖分類號:TU528文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
混凝土外加劑自20世紀(jì)30年代被發(fā)現(xiàn)以來,不斷得到發(fā)展和應(yīng)用,新品種合成高效減水劑和具有各種性能的復(fù)配外加劑的研制成功改善了混凝土的性能并促進(jìn)了混凝土施工技術(shù)的進(jìn)步,無不顯示了外加劑的巨大作用。由于外加劑的廣泛應(yīng)用和普及,早已成為混凝土配合比中不可缺少的第五組分。其特點是品種多、摻量少,而在改善新拌混凝土和硬化混凝土性能中起著重要的作用,可以說是“建筑業(yè)的味精”,即使用量很少也能很好地發(fā)揮作用,有的功效是用其它方法所難以達(dá)到的。使用混凝土外加劑一般并不需要用特殊的設(shè)備、工藝,方法簡易可行,它已成為增加混凝土新品種,提高產(chǎn)量、質(zhì)量,降低成本,改善生產(chǎn)操作、使用性能,提高經(jīng)濟(jì)效益的重要措施,是建筑工程中不可缺少的一環(huán)。是混凝土發(fā)展史上繼鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土后的又一次重大飛躍。
1混凝土外加劑的功能分類
混凝土外加劑按主要功能分為四類:
(1)改善混凝土拌合物和易性能的外加劑,包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等;
(2)調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑,包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等;
(3)改善混凝土耐久性的外加劑,包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等;
(4)改善混凝土其他性能的外加劑,包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。
2混凝土外加劑主要種類及特性
混凝土外加劑品種繁多,功能各異,目前在工程中常用的外加劑主要有減水劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑、速凝劑、膨脹劑、防凍劑等。
2.1減水劑
減水劑是指在保持混凝土坍落度基本相同的條件下,能減少拌合用水量的外加劑。根據(jù)減水劑的主要效果及功能情況,減水劑可分為普通減水劑、高效減水劑、早強(qiáng)減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑等。常用的減水劑是陰離子表面活性劑。
減水劑的特性:
(1)提高流動性在不改變原配合比的情況下,加入減水劑后可以明顯地提高拌合物的流動性,而且不影響混凝土的強(qiáng)度。
(2)提高強(qiáng)度
在保持流動性不變的情況下,摻入減水劑可以減少拌合物用水量,若不改變水泥用量,可以降低水灰比,使混凝土強(qiáng)度提高。
(3)節(jié)省水泥
在保持混凝土流動性和強(qiáng)度都不變的情況下,可以減少拌合水量,同時減少水泥用量。
(4)改善混凝土性能
在拌合物加入減水劑后,可以減少拌合物泌水、離析現(xiàn)象;延緩拌合物的凝結(jié)時間;降低水泥水化放熱速度;顯著提高混凝土的抗?jié)B性及抗凍性,使耐久性得到提高。
2.2早強(qiáng)劑
早強(qiáng)劑就是能提高早期強(qiáng)度并對后期強(qiáng)度無顯著影響的外加劑。早強(qiáng)劑可以在常溫、低溫和負(fù)溫(不低于- 5 ℃) 條件下加速混凝土的硬化過程,多用于要求早拆模的工程、冬季施工和搶修工程。早強(qiáng)劑主要有無機(jī)鹽類(氯鹽類、硫酸鹽類)有機(jī)胺及有機(jī)-無機(jī)的復(fù)合物三大類。
早強(qiáng)劑的特性:早強(qiáng)劑能加速水泥的水化和硬化,縮短混凝土養(yǎng)護(hù)期,從而達(dá)到盡早拆模,提高模版周轉(zhuǎn)率,加快施工速度的目的;加速自然養(yǎng)護(hù)混凝土的硬化,提高早期強(qiáng)度。
2.3緩凝劑
緩凝劑是能延緩混凝土凝結(jié)時間,并對混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展無不利影響的外加劑。緩凝劑主要有四類:糖類,如糖蜜;木質(zhì)素磺酸鹽類,如木鈣(木質(zhì)素磺酸鈣)、木鈉;羥基羧酸及其鹽類,如檸檬酸、酒石酸;無機(jī)鹽類,如鋅鹽、硼酸鹽等。常用的緩凝劑是木鈣和糖蜜,其中糖蜜的緩凝效果最好。
緩凝劑的特性:緩凝劑能延緩混凝土凝結(jié)時間,使拌合物在較長時間內(nèi)保持塑性,利于澆灌成型,提高施工質(zhì)量;同時具有緩凝、減水、降低水化熱和增強(qiáng)作用等多種功能,對鋼筋也無銹蝕作用,因而多用于高溫季節(jié)施工、大體積混凝土工程、泵送與滑模方法施工以及較長時間停放或遠(yuǎn)距離運(yùn)送的商品混凝土等。一般摻量較少,對水泥品種適應(yīng)性十分明顯,不同水泥品種緩凝效果不相同,使用前應(yīng)試拌檢測。
2.4引氣劑
引氣劑是指在攪拌混凝土過程中,能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡,以減少混凝土拌合物的泌水、離析,改善和易性,并能顯著提高硬化混凝土抗凍性、耐久性的外加劑。目前,應(yīng)用較多的引氣劑為松香熱聚物、松香皂、烷基本磺酸鹽等。
引氣劑的特性:主要用來改善混凝土拌合物的和易性和稠度,減少泌水、離析,同時大幅度提高混凝土的耐久性(抗?jié)B性和抗凍性)。但引氣劑的加入會降低混凝土強(qiáng)度,這是由于大量的氣泡存在,減少了混凝土的有效受力面積,使混凝土強(qiáng)度及耐磨性有所降低。
2.5速凝劑
速凝劑是指能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑,它能加速水泥的水化作用,并顯著縮短凝結(jié)時間。它是混凝土噴錨支護(hù)中必不可少的一種外加劑,在礦山井巷、鐵路隧道、引水涵洞等工程中應(yīng)用極為普遍。
速凝劑的特性:一般的速凝劑多為堿性,其缺點是對混凝土后期強(qiáng)度有一定影響,并對人體有較大的腐蝕性和刺激性。施工中使用時,必須充分注意對水泥的適應(yīng)性,正確選擇速凝劑的摻量,并控制好使用條件,特別是水灰比。
2.6膨脹劑
膨脹劑使混凝土在水化過程中產(chǎn)生一定體積膨脹,以補(bǔ)償混凝土在干燥過程中所產(chǎn)生的體積收縮,避免產(chǎn)生裂紋。裂紋不但有礙觀瞻,且不利于安全,導(dǎo)致事故,所以膨脹劑的重要性是顯而易見的。
膨脹劑的特性:各種膨脹劑的成分不同,對混凝土的性能影響也不同,一般來說,與不摻膨脹劑的普通混凝土相比:(1) 坍落度損失較快些,和易性好,基本不泌水。(2) 7 d 強(qiáng)度降低10 %左右,28 d 強(qiáng)度平穩(wěn)。(3) 抗?jié)B等級提高1 MPa~2 MPa。(4) 根據(jù)不同用途,調(diào)整膨脹劑摻量,可獲得不同的自應(yīng)力值。
3外加劑在混凝土工程中的應(yīng)用
混凝土外加劑的應(yīng)用已有50 年~60 年的歷史,近10 余年來混凝土外加劑產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展。隨著建筑工程建設(shè)向更高技術(shù)方向的發(fā)展,對混凝土也提出了更高的要求,使得外加劑在混凝土工程中越來越廣泛地得到應(yīng)用。
混凝土外加劑主要產(chǎn)品在改善混凝土本身性質(zhì)方面有引氣劑、各種減水劑、密實劑等,在改善混凝土施工工況方面有早強(qiáng)劑、脫模劑、養(yǎng)護(hù)劑、泵送劑等。早期的混凝土外加劑功能較單一,例如三乙醇鞍(TEA)在混凝土中早強(qiáng)效果明顯,但只起到早強(qiáng)作用,木質(zhì)素磺酸鈣減水劑(簡稱木鈣) 在混凝土中只起到緩凝作用。而新型的混凝土外加劑多為復(fù)合型外加劑,例如高效減水劑中添加輔助外加劑(復(fù)配),以彌補(bǔ)高效減水劑性能上的缺點,到目前為止,復(fù)合型外加劑已得到廣泛應(yīng)用。
在施工中采用的外加劑主要有4 種:(1)木鈣,它在混凝土拌合物中對水泥顆粒起擴(kuò)散作用,從而減少水泥用量,改善混凝土和易性,起到緩凝作用,延長混凝土初凝時間,適用于大體積混凝土或混凝土運(yùn)輸距離較長、表面積較大的混凝土工程。(2) 高效引氣劑(UNF252 型) ,主要作用增加混凝土硬化后的抗凍、抗?jié)B、抗腐蝕性用以提高混凝土的耐久性。(3) 密實劑用來提高混凝土的抗?jié)B性能。(4) 高效減水早強(qiáng)劑,在吸水池立墻部分混凝土施工中使用,提高模板周轉(zhuǎn)率,縮短工期。
在大體積混凝土工程中,外加劑一般采用緩凝高效減水劑和緩凝劑。木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑,是研究成功最早、目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的減水劑。其摻量為水泥重量的0. 12 %~0. 13 % ,以木鈣減水劑為例,具有如下特點:(1)屬陰離子表面活性劑,在混凝土中對水泥顆料起擴(kuò)散作用,能使水泥充分水化;(2)當(dāng)保持水泥用量和坍落度不變時,其減水率為10 %~15 % ;(3)若不減水即配合比不變時,混凝土坍落度可增大80%~100% ,明顯提高混凝土流動度;(4) 提高混凝土的密實性,改善混凝土的抗?jié)B能力(由S6 級提高到S12~S30 級) ;(4)混凝土 28 d 抗壓強(qiáng)度可提高10 %~20 % ,在混凝土工作性和強(qiáng)度相近條件下,可節(jié)約水泥5 %~10 % .
4混凝土外加劑的發(fā)展
混凝土外加劑的發(fā)展趨勢隨著混凝土制品日益增多的品種和建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、大型化,對外加劑的需求越來越大,要求越來越高。因此,今后的混凝土外加劑將向以下幾個方面發(fā)展。
(1)復(fù)合多功能型。復(fù)合多功能型外加劑,在性能上可以取長補(bǔ)短,趨于完善,并且要價格便宜,使用面廣,性能良好,目前已得到廣泛的應(yīng)用。
(2)品種系列化、多樣化。不斷研制開發(fā)新品種,使品種系列化、多樣化,以滿足各種特殊工程的需要,并方便工程使用和質(zhì)量控制。
(3)發(fā)展高性能混凝土用外加劑。要制成具有良好和易性、高強(qiáng)度、高耐久性的高性能混凝土,外加劑及摻合料的應(yīng)用必不可少,其應(yīng)用目的是最大限度地降低混凝土水膠比以提高混凝土流動性,又可使坍落度經(jīng)時損失減少,便于澆筑,即混凝土具有良好的施工性能。如制備大流動性混凝土,使施工省力、造價降低、工效提高。
5結(jié)語
由于外加劑種類繁多,工程技術(shù)要求不相同,應(yīng)根據(jù)工程需要、施工條件、混凝土原材料等因素通過試驗確定,正確合理的使用好外加劑。使用外加劑還必須做到兩點:一是要熟悉國家現(xiàn)行各種外加劑標(biāo)準(zhǔn);二是要熟悉國家現(xiàn)行工程標(biāo)準(zhǔn)。前者是了解商品性能,后者是自己的需要必知,二者缺一不可。應(yīng)用外加劑的總體原則,一是要滿足技術(shù)需要,二是要有所經(jīng)濟(jì)效益,最好是兩者兼得。
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關(guān)鍵詞:混凝土外加劑;減水劑;性能改良;影響分析
一、混凝土外加劑介紹
混凝土外加劑是指為改善和調(diào)節(jié)混凝土的性能而摻加的物質(zhì)。近年來,隨著混凝土的廣泛大量的使用,對于其性能改良的研究也逐漸引起了相關(guān)行業(yè)人士的關(guān)注。外加劑在改良混凝土性質(zhì)方面的性能,已經(jīng)得到了行業(yè)的認(rèn)可。在混凝土攪合之前或者之后添加外加劑,它的作用在于提高混凝土的性能,其所占比例一般小于5%,即使外加劑的使用量很少,但是在改善混凝土性能卻能得到滿意的效果,在混凝土的發(fā)展過程中,是不可缺少的一部分。然而在我國的混凝土外加劑的使用過程中,由于對外加劑認(rèn)識的不足,導(dǎo)致在使用過程中,對其的選擇、添加方法以及使用環(huán)境方面存在一定的問題,急需相關(guān)專業(yè)出臺標(biāo)準(zhǔn)的使用規(guī)范,這樣才能長足的發(fā)展。
混凝土外加劑的大力普及,使混凝土技術(shù)在這些領(lǐng)域發(fā)展迅速:早強(qiáng)以及高強(qiáng)混凝土技術(shù)的出現(xiàn),解決了工程中一直都有的“強(qiáng)度較差、脆性強(qiáng)以及自重大”缺陷;抗凍劑給那些嚴(yán)寒地區(qū)提供了冬期施工的可能,避免了工程施工的中斷,而且縮減了工期;高效減水劑技術(shù)的推廣使用,促進(jìn)了泵送澆注新工藝以及流態(tài)混凝土技術(shù)的普及;促進(jìn)商品混凝土快速發(fā)展。而其發(fā)展又為我國建筑領(lǐng)域創(chuàng)造了巨大的環(huán)境保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)效益,進(jìn)而促進(jìn)建筑領(lǐng)域快速發(fā)展及相關(guān)技術(shù)的提高。
二、混凝土外加劑類型
混凝土外加劑根據(jù)功能可劃分為4中類型:
1)旨在改良混凝土拌合物流變性能的外加劑。常見的種類有各種減水劑、引氣劑和泵送劑等;2)控制混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑。常見的種類有緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等;3)旨在改良混凝土耐久性的外加劑。常見的種類有引氣劑、防水劑和阻銹劑等;4)旨在改良混凝土其它性能的外加劑。常見的種類有加氣劑、膨脹劑、著色劑、防凍劑、防水劑和泵送劑等。
三、外加劑對混凝土的效果
1、應(yīng)用性能改良效果
混凝土外加劑的功能原理主要在混凝土的性能上進(jìn)行改變的。例如在硬度、凝固時間、密度等方面發(fā)生改變。在混凝土的攪拌過程中,加入適量的減水劑可有效減少水的用量,同時可以減少水泥的使用,而且能夠加速混凝土的混動,促使混凝土激發(fā)出膨脹的性質(zhì),有利于密實混凝土的材料;提高含氣量,部分混凝土在建設(shè)工程中,需要充分的含氣量,混凝土本身無法達(dá)到含氣標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)混凝土實際的性能表現(xiàn),可加入引氣劑,提高混凝土的含氣量而引氣劑對含氣量的影響非常明顯,少量的引氣劑即可大幅度提升含氣量;控制凝結(jié)速度,建設(shè)工程的部分環(huán)節(jié)中,需要控制混凝土的凝結(jié)速度,在混凝土的初凝、終凝環(huán)節(jié)中,適當(dāng)?shù)难娱L凝結(jié)速度,外加劑必須具有緩凝的影響特性,采用緩凝劑,可適當(dāng)延長3-3.5h的凝結(jié)速度;提升強(qiáng)度,強(qiáng)度是混凝土的重要指標(biāo),混凝土外加劑中的膨脹劑,對混凝土硬度和強(qiáng)度的影響很大,而且膨脹劑的膨脹率非常高,采用膨脹劑時,需合理的控制水泥用量,防止水泥過少干擾混凝土的密度。
2、減水劑的改良效果
對混凝土的含氣量與流動性的影響。很多情況下,分減水劑添加到混凝土中,在一定程度上,對混凝土的含氣量有一定的功效。減水劑對混凝土的流動性影響一般以坍落度來衡量。當(dāng)混凝土的用水情況和水泥用量保持不變動的情況下,添加減水劑可以大大提高混凝土的坍塌度。對混凝土凝結(jié)速度的影響。摻加減水劑會延長混凝土的凝結(jié)速度,當(dāng)減水劑超量摻加時,將導(dǎo)致混凝土嚴(yán)重緩凝,甚至發(fā)生長速度不凝結(jié)現(xiàn)象,并且對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生較大的副功效。對強(qiáng)度的影響。由于減水劑的摻入,可使混凝土在保持相同流動性的情況下,大幅減小水灰比,因而,混凝土內(nèi)部水泥石的孔隙率減小,孔結(jié)構(gòu)得到改善,強(qiáng)度提高。對混凝土泌水率的影響?;炷林刑砑訙p水劑,特別是引氣型減水劑,在相同的環(huán)境下,對明顯減小混凝土的泌水率,其主要原因是混凝土的水灰比例減小,混凝土的疏散性明顯提高?;炷翆椥阅A康挠绊懀绻谒嘤昧亢吞认嗤那闆r下,添加減水劑由于可提升混凝土的硬動,所以會加大彈性模量。混凝土對碳化和防止鋼筋生銹的影響。添加減水劑,能減少混凝土的水灰比例,減少孔徑,增強(qiáng)混凝土的滲透行,減少碳化情況,防止鋼筋生銹情況。
3、引氣外加劑的改良效果
外加劑對混凝土的功效。添加引氣劑或者使用引氣減水劑,能使混凝土中產(chǎn)生很多微小且獨立存在的氣泡,氣泡能夠改善混凝土的易溶性,添加引氣劑或者使用引氣減水劑,不僅能對新攪拌的混凝土和易溶性得到很大的改善,其顯著的效果就是提高坍落度、減少泌水的現(xiàn)象。外加劑對混泥土凝固速度的功效。由于引氣劑的摻加量特別少,添加引氣劑的混凝土,如果凝結(jié)速度和添加份量不正確,那么與我們預(yù)期的效果會有很大差別。外加劑對混凝土的硬化功效。根據(jù)減水的效果表明,混凝土的強(qiáng)度會提高,如果從引氣方面來說,混泥土的強(qiáng)度大多數(shù)情況下是持下降現(xiàn)象的。所以,添加引氣劑或者引氣減水劑后,對混凝土的強(qiáng)度的功效是不同的。添加引氣劑或者引起減水劑的混凝土,其彈性情況比不添加的通常是降低的,且降低的程度要高于強(qiáng)度的變化情況。
4、節(jié)能性能的方面的改良
早期的建設(shè)工程中,混凝土的使用量很大,提高了建設(shè)工程的施工成本,通過混凝土外加劑的實踐研究,外加劑在混凝土性能中可以實現(xiàn)節(jié)能影響,有效降低混凝土的用量,體現(xiàn)出節(jié)能性能的影響。外加劑能夠改變混凝土原有的性能,促進(jìn)混凝土的節(jié)能發(fā)展。合理分配外加劑的應(yīng)用,能夠在很大程度上降低混凝土的用量,例如:某建設(shè)工程中的混凝土施工中,采用混凝土的取代物,根據(jù)C2S、C3S、C3A等混合物的特性,選用礦物殘渣代替,以此做為混凝土制造的原材料,控制礦物殘渣的用量在30%左右,混凝土的性能與原材料混合后的基本相同,在實際的施工中,降低了外加劑用量高達(dá)30%,體現(xiàn)良好的節(jié)約特性。
5、外加劑產(chǎn)生的不良效果
外加劑對混凝土的影響,不僅表現(xiàn)在積極的方面,同時也存在消極影響。分析混凝土外加劑對性能的消極影響,如:外加劑用量不當(dāng)造成的影響,混凝土外加劑如果用量過大,會對混凝土的性能產(chǎn)生負(fù)功效,由于外加劑在混凝土中具有一定的飽和點,超過飽和范圍后外加劑本身是一種負(fù)擔(dān),對混凝土造成不良的影響,導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)損失,如緩凝劑用量過大,混凝土很長速度內(nèi)不能凝聚,進(jìn)而干擾混凝土的強(qiáng)度,造成一系列的破壞。
四、結(jié)束語
混凝土在建設(shè)工程中的有著十分廣泛的應(yīng)用,想要改善混凝土的性能,就必須結(jié)合建設(shè)工程對混凝土的需求,嚴(yán)格控制外加劑的使用劑量,優(yōu)化混凝土的性能,進(jìn)而強(qiáng)化建設(shè)工程的結(jié)構(gòu)性能。發(fā)展好外加劑對于建筑行業(yè)混凝土的應(yīng)用有非常重要的意義。欲深入開發(fā)外加劑的優(yōu)良性能,就必須充分了解它的性質(zhì),取其有點,避其不足?;炷两ㄔO(shè)工程中,外加劑添加技術(shù)成為一項重要的施工配套技術(shù),用于解決混凝土施工中的問題,確?;炷潦┕さ男б婧托阅?。
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