混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性問題分析

劉大鵬，樂雪萍

(江西省高速公路投資集團有限責(zé)任公司)

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混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性問題分析

劉大鵬，樂雪萍

(江西省高速公路投資集團有限責(zé)任公司)

混凝土中添加外加劑是一種對性能改進的通常做法，但是外加劑是從物理和化學(xué)方式對混凝土性能進行干預(yù)，此時外加劑必然會對水泥性能產(chǎn)生影響，因此分析外加劑的作用機理，并分析其對水泥的適應(yīng)性，以此提出提高外加劑選擇的措施，以此提高路橋施工的質(zhì)量。

水泥混凝土；改性外加劑；適應(yīng)性分析；調(diào)整措施

1 外加劑對水泥性能的影響

1.1 減水劑的適應(yīng)性分析

混凝土拌合過程中經(jīng)常利用減水劑對其進行性質(zhì)調(diào)整，減水劑的作用就是利用其水化學(xué)反應(yīng)形成一個保護膜，改變材料對水分子的微觀性能，從而提高材料的塑化性指標(biāo)，從而達到減水的效果，控制混凝土的泌水或者離析。減水劑可以對水泥產(chǎn)生影響，改變其膠凝性質(zhì)，利用減水劑對電荷的改變，來增加水泥材料的表面電子活性，從而促進相互斥力而增加顆粒分散性。這樣的干擾可以破壞水泥的凝膠性，釋放多余的水分，提高混凝土中的自由水分子。減水劑在應(yīng)用中其摻入量以及性能都會影響水泥的理化性能。所以必須在混凝土的拌合中合理的選擇減水劑的種類，使之與水泥材料進行結(jié)合，提高質(zhì)量。

1.2 緩凝劑的適應(yīng)性分析

緩凝劑所體現(xiàn)的就是控制混凝土凝固時間效果，通過這樣的方式可以幫助混凝土實現(xiàn)長途運輸以及澆筑性能，即保持一定的流動性，為施工做好準備。主要是方便水泥澆筑，運輸?shù)?，其不會對混凝土硬化后的性能產(chǎn)生影響。按照化學(xué)組分看，緩凝劑有無機和有機之分。一般而言，多數(shù)有機緩凝劑是表面活性較高的材料，吸附在凝膠材料以及液體、顆粒的固體和液體邊界上。提高骨料表面活性；大量的水分子依靠親水基得到吸附，形成一個較厚的水分子膜，從而改變了混凝土的凝結(jié)的過程，使得晶體和顆粒之間產(chǎn)生屏蔽。某些緩凝劑的分子中有特殊離子，可以和游離的鈣結(jié)合形成不溶于水的鹽，這些鹽在固體顆粒表面吸附從而使得水化過程變緩。

實際的無機緩凝劑都可以通過復(fù)雜的理化過程變?yōu)閺?fù)鹽形式，在水泥的表面形成一個隔水層，利用微觀分子的作用對水分蒸發(fā)和結(jié)合進行影響，從而形成緩凝的最終效果。下表1就是以三聚磷酸鈉為緩凝劑時，水泥的終凝情況。

表1 三聚磷酸鈉緩凝劑水泥適應(yīng)時間

緩凝劑在應(yīng)用時應(yīng)注意品種的選擇與用量的關(guān)系，這些將直接影響水泥對其適應(yīng)性。如果選擇不當(dāng)就容易導(dǎo)致混凝土強度下降過早，導(dǎo)致終凝強度降低等情況。這是因為緩凝劑引起的凝結(jié)過緩，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件的水分流失加快，水泥水化不足。因此在選擇緩凝劑的時候必須考慮緩凝劑與水泥之間的適應(yīng)性，通過檢測進行對比，并考慮施工工藝以及季節(jié)的因素，嚴格的控制摻量，而提高強度。

1.3 膨脹劑的適應(yīng)性分析

混凝土在實際的使用中，因為水泥在水化反應(yīng)的作用下會出現(xiàn)一種先膨脹后干縮的情況，從實際檢測中可以發(fā)現(xiàn)，水泥構(gòu)件在后期養(yǎng)護中都會出現(xiàn)干縮的情況，尤其是大型的混凝土構(gòu)件在施工后往往會改變原有的性狀，試驗檢測可以發(fā)現(xiàn)水泥量380 kg/m3時，干縮比例最大為34 ml/m3，因此采用膨脹劑就是為了改變干縮的范圍，增加混凝土凝結(jié)后的體積，從而提高構(gòu)件的質(zhì)量。通常在采用的是鋁酸鹽對混凝土進行膨脹性質(zhì)改變，因為膨脹的原理不同其與水泥的適應(yīng)性也就存在差異。

2 水泥與外加劑不適應(yīng)的直接后果

2.1 混凝土凝結(jié)異常

外加劑對混凝土的影響是從多個方面的，但是其中最為關(guān)鍵的就是混凝土的凝結(jié)性能，而其中水泥就是最為重要的材料。如果外加劑與水泥之間產(chǎn)生不良反應(yīng)，則直接導(dǎo)致混凝土的凝結(jié)異常，如減水劑與水泥之間如果出現(xiàn)不良反應(yīng)，就會直接導(dǎo)致水泥凝結(jié)的效果，而使得混凝土出凝結(jié)過早且強度變差的情況。

2.2 混凝土工作性能下降

混凝土的基本性能是其保障施工順利進行的重要指標(biāo)，如果水泥和外加劑之間不能形成良性結(jié)合，就會導(dǎo)致其工作性能下降。如在運輸和泵送澆筑中，如果出現(xiàn)流動性改變，泌水或者離析會導(dǎo)致和易性改變，且容易導(dǎo)致泵送不利的情況，而影響連續(xù)施工。還有些情況下容易導(dǎo)致混凝土初凝時間推遲，且不能保證性狀完整等情況。

2.3 混凝土的強度下降

外加劑與水泥之間的適應(yīng)性出現(xiàn)問題，就會影響水泥的硬化，甚至是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件的強度降低，而不能形成均勻的固態(tài)形式，從而導(dǎo)致整個工程受到影響。

3 提高外加劑與水泥適應(yīng)性的階段性控制措施

(1) 材料選擇階段：混凝土說到底是復(fù)合材料，及時外加劑的用量在少也是必要材料之一，因此混凝土施工初期必須進行合理設(shè)計，選擇外加劑、水泥等材料是必須對其適應(yīng)性進行試驗與分析，提出合理的配比方案和材料規(guī)范。

(2) 摻入拌和階段：改變外加劑的摻入時間，采用后摻法或者滯水法進行摻入；二次添加方式，出廠混凝土坍落度應(yīng)進行控制，使用前利用外加劑溶液進行摻入，采用強力攪拌的方式進行溶入，坍落度從100 mm提高到140 mm。

(3)施工階段：應(yīng)在使用前對材料包括外加劑進行檢驗；同時保證其質(zhì)量沒有變質(zhì)或者污染；對原材料的溫度進行控制，應(yīng)季節(jié)進行溫度調(diào)整。

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2015-02-11

劉大鵬(1977-)，男，高級工程師，研究方向：公路橋梁施工、養(yǎng)護。

U416.1

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1008-3383(2015)11-0054-01