淺析混凝土外加劑在建筑工程中應(yīng)用

卓學(xué)軍

(貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測(cè)中心有限責(zé)任公司)

淺析混凝土外加劑在建筑工程中應(yīng)用

卓學(xué)軍

(貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測(cè)中心有限責(zé)任公司)

摘 要:通過(guò)大量的建筑工程研究發(fā)現(xiàn)，在混凝土中使用一定量的外加劑，能夠使混凝土的性能得到改善，提高混凝土的強(qiáng)度，改善混凝土施工工藝，節(jié)約水泥用量，加快建筑工程施工速度，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)建筑工程項(xiàng)目不同的技術(shù)要求，在混凝土中摻入不同的外加劑能夠達(dá)到不同的使用效果和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:混凝土外加劑;減水劑;早強(qiáng)劑;引氣劑

1 混凝土外加劑

混凝土外加劑(concrete admixtures)通常簡(jiǎn)稱(chēng)為外加劑，是指在混凝土的拌制過(guò)程中摻入用以改善混凝土性能的化學(xué)物質(zhì)。混凝土外加劑的質(zhì)量應(yīng)該滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑》(GB 8076－2008)的相關(guān)要求。在建筑工程中混凝土外加劑的摻量都會(huì)有一定的限制，通常小于水泥質(zhì)量的5%。最近幾年我國(guó)研究混凝土外加劑應(yīng)用的科研隊(duì)伍不斷增加，新型產(chǎn)品不斷被研制出來(lái)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)企業(yè)也在不斷增加，混凝土外加劑行業(yè)已經(jīng)發(fā)展為我國(guó)工程建設(shè)中一支重要的力量，同時(shí)混凝土外加劑的應(yīng)用技術(shù)也得到了更深入的發(fā)展。

2 混凝土外加劑在建筑工程中的應(yīng)用

2.1 減水劑

在對(duì)混凝土工作性能不影響的條件下，混凝土減水劑可以減少單位用水量;或者在不改變混凝土單位用水量的條件下，減水劑可以改善其工作性能。目前減水劑主要分為普通減水劑和高效減水劑兩大類(lèi)。

普通減水劑也稱(chēng)為水泥分散劑或者塑化劑，是在混凝土坍落度相同的情況下，可以減少混凝土單位用水量的外加劑。工程中常見(jiàn)的普通減水劑有國(guó)產(chǎn)的木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)、聚氧乙烯烷基醚類(lèi)、多元醇類(lèi)、羥基羥鹽酸類(lèi)、腐植酸類(lèi)減水劑及國(guó)外的普蜀里等。高效減水劑也被稱(chēng)為分散劑或者超塑化劑，是一種能夠在不改變混凝土工作性能的前提下減少拌合水量，同時(shí)又能保證混凝土坍落度基本相同，還能明顯提高混凝土強(qiáng)度的外加劑。高效減水劑屬陰離子表面活性劑，基本都是化工合成產(chǎn)品。有試驗(yàn)對(duì)減水劑對(duì)混凝土強(qiáng)度影響情況進(jìn)行研究，圖1為木鈣減水劑對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響對(duì)比分析曲線(xiàn)，從圖1中可以看出，隨著時(shí)間的增加，混凝土的抗壓強(qiáng)度是一直增加的。而隨著木鈣減水劑慘量的增加，混凝土的抗壓強(qiáng)度先增加后減小，大約在0.25%的時(shí)候達(dá)到高峰值。

圖1 木鈣減水劑對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

2.2 早強(qiáng)劑

顧名思義，早強(qiáng)劑就是指用來(lái)提高混凝土早期強(qiáng)度的一種外加劑，可以有效地縮短混凝土施工養(yǎng)護(hù)期、提高模板的用轉(zhuǎn)率以及加快施工進(jìn)度。早強(qiáng)劑主要適用于有防凍要求的混凝土、有低溫或者負(fù)溫環(huán)境下的混凝土、預(yù)制構(gòu)件及有早強(qiáng)要求的混凝土等。建筑工程中常見(jiàn)的早強(qiáng)劑有:硫酸鹽系早強(qiáng)劑、氯化物系早強(qiáng)劑及三乙醇胺系早強(qiáng)劑等。

如果僅僅考慮外加劑的早強(qiáng)作用，氯化物系早強(qiáng)劑的效果是最好，同時(shí)它也是混凝土工程中應(yīng)用最早的早強(qiáng)劑。但是氯鹽系早強(qiáng)劑在建筑工程中的應(yīng)用存在一定的局限性，因?yàn)闀?huì)增加混凝土中氯離子濃度，從而使氯離子和鋼筋之間產(chǎn)生很大的電極電位，造成鋼筋的化學(xué)銹蝕，所以目前世界上大部分的混凝土建筑工程中都對(duì)該系列早強(qiáng)劑的使用進(jìn)行了限制，例如我國(guó)混凝土規(guī)范中就有相關(guān)的條文對(duì)氯鹽系早強(qiáng)劑的應(yīng)用進(jìn)行嚴(yán)格的限制。氯鹽系混凝土早強(qiáng)劑由于自身的這種缺陷就使得對(duì)無(wú)氯離子早強(qiáng)劑開(kāi)發(fā)研制勢(shì)在必行。雖然很多混凝土科研人員已注意到氯鹽系早強(qiáng)劑的缺陷，同時(shí)已經(jīng)開(kāi)始研究新型早強(qiáng)劑產(chǎn)品，一種作用效果好、適應(yīng)性強(qiáng)而且造價(jià)低的無(wú)氯離子混凝土早強(qiáng)劑，但目前尚未成功研制并投入生產(chǎn)應(yīng)用。所以對(duì)于無(wú)氯離子系混凝土早強(qiáng)劑的開(kāi)發(fā)研究及應(yīng)用應(yīng)該引起更多的科研學(xué)者和工程技術(shù)人員的注意。

2.3 引氣劑

引氣劑作為一種陰離子表面活性劑，其工作機(jī)理主要是因?yàn)檫@類(lèi)表面活性劑的表面活性作用。引氣劑在摻入混凝土拌合物后在拌合過(guò)程中能夠使引入的空氣微小氣泡均勻分布在混凝土中，而且微小氣泡會(huì)一直處于一種較穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)引氣劑在水中溶解，同時(shí)會(huì)被吸附在氣－液界面上，然后通過(guò)界面活性、起泡、穩(wěn)泡三個(gè)方面的形成比較牢固的液膜。溶液表面張力的減小會(huì)增加空氣和液體的接觸面積，同時(shí)被吸附的引氣劑分子還能保障液膜的穩(wěn)定，使微小氣泡不易破滅?？蒲腥藛T也通過(guò)了大量的試驗(yàn)來(lái)證明引氣劑對(duì)增加混凝土含氣量的作用，在不同水灰比條件下混凝土試驗(yàn)得出了大量的數(shù)據(jù)，獲得如圖2所示的對(duì)比曲線(xiàn)。從圖2中可以明顯看出隨著引氣劑摻量增大，混凝土含氣量隨之增大。

圖2 不同水灰比條件下，引氣劑摻量與混凝土含氣量的關(guān)系

2.4 防凍劑

(1)加入防凍劑的混凝土原材料應(yīng)該滿(mǎn)足工程冬季施工的要求。因此選擇水泥時(shí)最好選用普通水泥和硅酸鹽水泥，嚴(yán)禁選用高鋁水泥。

(2)加入防凍劑的混凝土的攪拌時(shí)間應(yīng)該比不摻防凍劑的情況下延長(zhǎng)50%，以便確保防凍劑能夠均勻分布在混凝土中使混凝土強(qiáng)度較為均勻。

(3)防凍劑摻入方式也應(yīng)引起注意。防凍劑中的溶解度小甚至不溶解的鹽類(lèi)顆粒在摻入水泥前應(yīng)該先磨成粉狀。

(4)在混凝土澆筑完成后不應(yīng)澆水，初期養(yǎng)護(hù)溫度不應(yīng)比規(guī)定的溫度低，否則應(yīng)該通過(guò)相應(yīng)的工程措施來(lái)進(jìn)行保溫。

2.5 復(fù)合類(lèi)外加劑

復(fù)合類(lèi)外加劑是指按照實(shí)際工程的需要，以上各類(lèi)混凝土外加劑為主，然后摻入其它成分復(fù)合而成的。這類(lèi)混凝土復(fù)合外加劑通常是具有兩種以上功能的外加劑，一般為粉狀。常見(jiàn)的復(fù)合類(lèi)外加劑有:防水劑泵送劑、早強(qiáng)減水劑、緩凝高效減水劑、引氣減水劑、水下混凝土用外加劑、緩凝減水劑以及灌漿劑等。復(fù)合類(lèi)混凝土外加劑的主要有效成分是高效減水劑、木鈣或者緩凝劑。目前我國(guó)建筑工程上應(yīng)用的混凝土外加劑大部分是復(fù)合類(lèi)外加劑。復(fù)合類(lèi)外加劑的生產(chǎn)設(shè)備較為簡(jiǎn)單，投資成本低、經(jīng)濟(jì)效益較好，我國(guó)已經(jīng)有很多外加劑工廠(chǎng)開(kāi)始生產(chǎn)這類(lèi)混凝土外加劑。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著混凝土產(chǎn)品的品種越來(lái)越多以及建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)大型化、復(fù)雜化，對(duì)混凝土外加劑的要求越來(lái)越高，需求也越來(lái)越大。混凝土外加劑除了以上幾種之外，常用的還有阻銹劑、減縮劑、緩凝劑、泵送劑、絮凝劑、養(yǎng)護(hù)劑、速凝劑、加氣劑及脫模劑等。深入發(fā)展并推廣應(yīng)用性能優(yōu)越的混凝土外加劑是促進(jìn)建筑業(yè)科學(xué)發(fā)展的重要內(nèi)容，隨著混凝土外加劑產(chǎn)品種類(lèi)的不斷研制創(chuàng)新，科學(xué)研究更加深入，產(chǎn)品質(zhì)量逐步改良，實(shí)際應(yīng)用會(huì)日益廣泛，外加劑肯定會(huì)在建筑工程領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用和良好的效益。

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中圖分類(lèi)號(hào):U412

C

1008－3383(2013)04－0141－01

收稿日期:2012－09－11

作者簡(jiǎn)介:卓學(xué)軍(1972－)，助理工程師，研究方向:公路材料檢測(cè)。