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摘要:混凝土外加剂在保证混凝土和易性及性能调节方面有至关重要的作用,目前在各大建筑领域得到了广泛应用,成了混凝土中不可或缺的材料。目前公路桥梁工程中外加剂主要由减水剂另加引气剂、泵送剂、缓凝剂等其他外加剂复配而成。
关键词:混凝土外加剂;质量;检测
引言
现阶段,随着建筑行业深入发展,建筑工程对混凝土的需求不断增加,尤其是对其品质提出了较高的要求。在此种情况下,外加剂作为一种提高混凝土使用性能的重要材料被普遍应用,发挥着积极作用。目前,外加剂的种类更加多样化,市面上较为常见的外加剂种类有十多种,不同种类的外加剂有着各自的作用。外加剂的应用极大地提高了混凝土的性能,弥补了混凝土自身存在的缺陷,对我国提高建筑工程质量有着积极的促进作用。
1概述
1.1混凝土外加剂基本内涵
外加剂作为一种重要材料在混凝土中被广泛应用,对混凝土外加剂内涵的理解并没有形成统一的、明确的定义。本文依据外加剂的实际用途尝试对其作出如下操作性定义:具体是指在混凝土制作过程中,按照一定的使用要求适当加入某种功能性的产品,以此提高混凝土的使用性能。
1.2混凝土外加剂的重要价值
混凝土在使用过程中极易受到自身材质的限制或者受到客观环境的制约,出现过早凝固或不易凝结的问题,甚至在后期使用中出现开裂现象,这些问题严重影响了混凝土的使用效果。外加剂的使用很好地缓解了混凝土在使用过程中出现的上述问题,其具有的作用可以概括为以下四个方面。
其一,对新搅拌的混凝土性能影响较大,可以有效减少水泥对水的需求,同时,有助于加快混凝土的流动速度,减少开裂现象的出现。
其二,有助于提高混凝土的强度,改善其特性。
其三,有助于增强耐久性,改变自身的密度,提升钢筋的抗腐蚀能力。
其四,有助于改变混凝土特性,形成一种具有一定特殊功能的混凝土。
2常用的混凝土外加剂
2.1早强剂
公路桥梁工程中使用的早强剂正常成分应为三乙醇胺或磷酸三磷脂类的物质,该类产品价格相对较高,因此现在大多数厂家使用廉价的杂胺或混胺作为添加剂代替常规的早强剂。但该类物质容易与钢筋发生反应,对钢筋混凝土的耐久性有较大的影响。早强水泥是在水泥生产过程中提高水泥熟料(主要由CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3组成)用量,再添加助磨剂生产。该工艺生产的早强水泥质量相对稳定、成分比较可靠,对公路桥梁工程有早强需求的结构物(如墩柱、盖梁、预制梁板等)应选用早强型水泥。需要注意的是,不应盲目地在外加剂中添加早强成分,且使用早强水泥时养生措施必须到位。若早强水泥供应有困难的情况下,提高混凝土半个等级,也可达到早强的要求。
2.2聚羧酸减水剂
目前公路桥梁工程中使用较多的减水剂为聚羧酸减水剂,起源于日本,为第三代高性能减水剂,由高浓度的聚羧酸减水剂母液稀释而成。它的减水机理:水泥在加水搅拌过程中会产生一些絮凝状结构,大量的拌和水会被其包裹在内部,不能为浆体的流动性做贡献,因此需要增加拌和用水量,造成混凝土的强度降低、抗渗性变差等。
(1)聚羧酸减水剂母液种类。目前使用的聚羧酸型减水剂,最近几年国内大部分厂商可以通过化工合成生产。其根据主链支链连接方式的不同,一般分为酯类和醚类。
近年来,酯类减水剂由于合成工艺复杂、酯化率低、产品不稳定,且能耗高、成本高,逐渐被淘汰。
醚类减水剂合成是直接用一定分子量的含有不饱和键封端的聚氧乙烯醚“大单体”,和含有不饱和键的小分子单体“小单体”,在酸性条件下及氧化剂的作用下共聚而成。
(2)性能特点。优点:①掺量低、减水率高。聚羧酸减水剂的减水率能达到45%,可以应用到高强及高性能混凝土的配制过程中。②坍落度轻时损失小。在混凝土拌制中使用聚羧酸减水剂,可以使得混凝土2h坍落度损失<15%,有利于混凝土的长距离运输和泵送施工。③混凝土工作性好。配制混凝土的过程中,加入适量的聚羧酸减水剂,可以确保混凝土即便是在高坍落度的情况下,也不会出现离析或泌水现象,且能使混凝土外观颜色保持均一。在高标号混凝土中加入适量的聚羧酸减水剂,可有效增强混凝土的工作性、粘聚性,并更利于搅拌。④混凝土收缩小。拌制混凝土时加入的聚羧酸减水剂,能在降低混凝土收缩性的同时,增强其稳定性及耐久性。
3混凝土外加剂的正确应用
3.1选用原则
外加剂的使用极大地影响着混凝土的性能,如果外加剂选用出现问题,反而会对混凝土产生不良影响。因此,选用混凝土需要遵循一定的基本原则。
第一,以混凝土类别为主要参照,依据相关施工条件选用恰当的外加剂。例如,减水剂在具体应用上需要充分考虑实际情况,普通减水剂和高效减水剂具有各自特定的使用范畴,高效减水剂对混凝土品质的要求更高,需要应用在旱强、高强的混凝土中。防冻剂的使用要求也比较特殊,需要依据温度情况明确防冻剂的使用掺量。如果对防水有特殊要求,还需要适当选择使用一定的抗渗剂、防水剂。为了更好地控制浆体的流动速度,在用土泵或泵车运送混凝土的过程中,需要加入适量的泵送剂。不同的外加剂有各自的特殊功效,是不能相互代替使用的,否则非但达不到想要的效果,甚至还会出现消极情况。
第二,需要考虑外加剂生产商的技术工艺水平,确保外加剂的产品质量。与此同时,充分结合本企业自身的实际需求,如经济性能、使用便利性等,从而选用性价比较高的外加剂。一般来说,外加剂生产商对外加剂的处理有两种方式,一是将外加剂以水剂的形式直接送到混凝土搅拌站,这样更能够保障混凝土的品质和性能;二是将外加剂以粉剂的形式加以提供,这种形式的外加剂是无法直接用来使用的,需要搅拌站重新调制比例。
3.2需要注意的问题
3.2.1外加剂的成分选择
目前水泥熟料的烧结和粉磨工艺相对成熟,熟料的烧结质量相对稳定,但是随着烧结和粉磨工艺同步提高以及节能减排、经济性的需求,水泥行业内水泥的成分有了较大的调整。目前水泥中熟料的含量普遍较低,粉煤灰、矿渣粉等成分掺量较大,导致水泥中掺加的助磨剂、矿物掺合料(粉煤灰、矿渣粉以及少量的冶金、电力等行业固体废弃物粉磨)由于其质量及成分的不同很容易引起与聚羧酸减水剂的适应性问题。因此,在选择水泥品种及聚羧酸减水剂的成分前,应进行配合比的掺配试验,以确保所选减水剂成分与水泥的适应性良好,能达到减水效果。
3.2.2外加剂的种类要求
针对各标号的混凝土应使用两种及以上种类的外加剂,不能单靠调整外加剂的掺量来满足各标号混凝土的要求(C30以下混凝土细集料天然砂含泥量5%及以下,C30及以上含泥量3%及以下),因为含泥量不同对外加剂的吸收量就会不同。
结语
外加剂的应用极大地提高了混凝土的使用性能,已经成为混凝土制作过程中的重要材料。建筑工程对混凝土的质量要求逐渐提高,各种不同类型的外加剂被投入市场使用,但如何才能有效减小外加剂给混凝土带来的负面影响是值得深入探究的重要问题。
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