【摘 要】混凝土是土木工程中的主要建筑材料之一,品种繁多,适用面广。目前混凝土技术正朝着节能、耐久、高强、轻质、快硬和高流动度的方向发展。为了使混凝土能够适应各种环境,满足先进的施工技术、新材料、新工艺的要求,这就需要我们大力推广和使用混凝土外加剂。
【关键词】混凝土;外加剂;掺量;减水率;强度
混凝土是修筑公路、桥梁、隧道、河坝、铁路、工业与民用建筑等设施的主要建筑材料。它强度高、防渗、耐蚀等性能好;施工时能浇筑成各种形状;原材料来源丰富、成本较低,是目前用量最多、用途最广的一种人造建筑材料。
随着科学技术的不断发展,混凝土被广泛应用于各种新领域,新的施工工艺也不断出现,这就需要在混凝土中掺加可以改善混凝土性能的外加剂,以满足工程需要。
混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中,掺量一般不大于水泥质量5%(特殊情况除外),能按要求改善新拌混凝土或硬化混凝土某些性能的材料。外加剂掺量一般是以占水泥用量的质量百分比来表示。
混凝土外加剂是一种节能材料,掺加在混凝土中后能节约水泥、改善混凝土的性能、加快施工进度、使用新工艺、提高工程质量等。
外加剂品种繁多,性能各异。使用前应了解其特性、适用条件,正确使用混凝土外加剂,以便达到预期的效果。
1 常用外加剂
目前我国常用的混凝土外加剂主要有减水剂、早强剂、防冻剂、引气剂、缓凝剂、泵送剂等。
1.1 减水剂指在混凝土坍落度基本相同的条件下,能减少拌和用水量的外加剂,是目前用得最多的一种外加剂。其主要作用是改善拌和物流动性、改善拌和物泌水、离析现象,减少用水量。
常用的减水剂有普通减水剂(木质素磺酸钙剂和糖蜜类)、高效减水剂、早强减水剂、引气减水剂等。
1.1.1 普通减水剂中,木质素磺酸钙剂的适宜掺量在0.2%~0.3%之间,减水率达10%~15%左右,节约水泥10%左右;糖蜜类减水剂适宜掺量为0.1%~0.3%,减水率达10%左右。二者均属缓凝型。
1.1.2 高效减水剂中,三聚氰胺系的适宜掺量为0.5%~1.0% ,氨基硫磺盐系的适宜掺量为0.3%~1.0%,减水率10%~25%左右。
1.1.3 早强减水剂主要有氯化钙、三乙醇胺、氯化钠等。氯化物系的掺量通常为1%~2%,其常与阻锈剂复合使用。
三乙醇胺掺量一般为0.02%~0.05%,有缓凝作用,一般不单掺,常与其它早强剂复合使用。
1.1.4 引气减水剂兼有引气和减水功能,聚羧酸系的掺量一般为1.0%左右;烷基磺酸钠掺量为0.005%~0.01%;高掺量木质素系掺量一般为0.3%~0.5%。
1.2 早强剂是能提高混凝土早期强度,对后期强度无显著影响的外加剂,可缩短养护时间。在低温环境中或紧急抢修工程等条件下使用的混凝土,常掺入早强剂。在无筋混凝土中其掺量不得超过3%,配筋混凝土中掺量不得超过1%。
1.3 防冻剂
冬季施工时,在混凝土中掺加防冻剂,可降低混凝土的冻结温度,促进强度增长。常用防冻剂有硝酸盐和碳酸钾,水灰比越大、温度越低,掺量就越大。
1.4 引气剂
在混凝土搅拌过程中,能引入大量均匀分布稳定而封闭的微小气泡的外加剂。
在防水、泵送混凝土中掺入引气剂,能提高混凝土的抗冻性、耐久性,改善其和易性。常用的松香热聚物及松香皂适宜掺量一般为0.003%~0.02%,烷基苯磺酸钠及皂角粉掺量一般为0.005%~0.02%。
1.5 泵送剂
泵送剂是能改善混凝土拌合物泵送能力的外加剂,高效泵送剂的掺量一般为0.35%~0.7%。
2 外加剂在工程中的应用
2.1 减水剂的使用
常温下的混凝土施工或预制及现浇混凝土、大体积混凝土、各类地下防水工程及水塔、桥墩、水坝等工程的防水混凝土中,常掺加木质素磺酸钙剂、糖蜜类普通减水剂。
夏季施工,为增大混凝土流动性、延缓凝结时间,可掺木钙、糖蜜缓凝减水剂,必要时用高效减水剂或采用复合外加剂。
2.2 速凝剂应用于喷射混凝土中
喷射混凝土施工中常掺加速凝剂,以加快混凝土的凝结硬化。速凝剂掺入混凝土后,能使混凝土在5min内初凝,10min内终凝,强度增长很快,但后期强度会下降,28d强度约为不掺时的80%~90%。
“红星一型”粉状速凝剂,适宜掺量为2.5%~4%;“711型”的适宜掺量均为3%~5%、“782”型速凝剂的适宜掺量均为5%~7%。
2.3 防冻剂的应用
冬季负温条件下混凝土施工,为促进混凝土强度增长,通常使用氯盐、亚硝酸盐、碳酸钾等或它们的复合物作为防冻剂。
2.4 水中混凝土专用外加剂
一般混凝土在水中直接浇灌时,会产生分离、强度下降。因此在拌制混凝土时可掺入UWB型系列絮凝剂、SCR型系列聚合剂等外加剂,以保证混凝土质量。
UWB型系列絮凝剂适宜掺加量一般为0.5%~3%;SCR型系列聚合剂掺量一般在0.6%~1.2%。
3 正确使用混凝土外加剂
3.1 外加剂类型的选择
根据工程特点和需要,结合施工条件及施工工艺等,选择合适的外加剂。如一般混凝土常采用普通减水剂,高强混凝土采用高效减水剂,高温施工时掺加缓凝减水剂;冬季施工用防冻剂等。
3.2 对外加剂质量的检验
使用某种外加剂之前,要了解其使用性能。应按说明书中推荐的掺量将其掺加到混凝土中,然后通过做试验来检验其质量及使用性能。对于粉剂外加剂,还应检查其是否受潮、结块等。
3.3 正确选择外加剂的品种及适宜掺量
每种外加剂都有适宜的掺量,过大时不经济,还有可能影响质量,过小又达不到效果。如“红星一型”速凝剂,掺量若超过4%,则凝结时间反而增长,混凝土的强度也会有所降低。
使用外加剂时,应做掺加不同品牌或不同剂量外加剂的混凝土试块的强度试验,然后选择经济适用的外加剂和适宜的掺量。
3.4 正确掺加外加剂
在施工中,掺加外加剂的方法对使用效果影响很大,在选择时应该通过试拌来确定。
在使用粉状外加剂时,为了使拌和均匀,一般是将外加剂加一定量的水配制成溶液,然后在拌和混凝土加水时,将该溶液一并加入进行拌和。
对于减水剂,有先掺法(在拌合水之前掺入)、同掺法(与拌合水同时掺入)、后掺法、分次掺加法,使用时要根据具体情况来正确选择掺加方法。
外加剂是混凝土中必不可少的组成部分,它宛如食品中的调料,入药则灵,入汤则鲜。混凝土施工技术中如喷射、泵送等新工艺、及流态混凝土、高强混凝土等都是因为添加了外加剂才得以应用。因此要大力推广和使用混凝土外加剂,使混凝土能更好的应用于现代土建工程中。
参考文献
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[3]雍本编著. 特种混凝土手册. 北京:中国建材工业出版社,2005年6月.
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[5]蒋亚清编. 混凝土外加剂应用基础.北京:化学工业出版社,2005年9月.