混凝土外加剂在建筑工程中的应用.pdf

2 0 1 2年第 2期 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 0l 2 No 2 F e b r u a r y 混凝土外加剂在建筑工程 中的应用 谢凤 国 ， 白生银 ( 1 陕西省建筑材料工业学校 ， 7 1 0 0 6 1 ；2 榆林市长盛集团建材有限公 司) 摘 要 ： 从混凝 土外加剂的种 类及 其基本性能方 面， 介 绍了各类混凝 土外加 剂的应 用范围， 提 出了混凝 土外加 剂在应 用的过程 中应注意的几个 问题 。 关键词 ： 混凝土外加荆 ； 最佳掺 量 ； 双 向适应性 Ab s t r a c t ：Ba s e d o n t h e v a r i e t i e s a n d b a s i c p r o p e r t i e s o f c o n c T e t e a d d i t i v e s ，t h e a p p l i c a t i o n s c o p e f o r c o n c r e t e a d d i t i v e s i s i n t r o d u c e d ， a n d t h e a t t e n t i o n p r o b l e ms o n c o n c r e t e a d d i t i v e s d u r i n g t h e a p p l i c a t i o n p r o c e s s a r e p r o p o s e d Ke y wo r d s ： Co n c r e t e a d d i t i v e s ； Op t i mu m d o s a g e ； T wo - wa y a d a p t a b i l i t y 中图分类号 ： T U 5 2 8 0 4 2 文献 标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 2 ) 0 2 6 9 0 2 1 混 凝土 外加 剂概 述 混凝土 l- ) J n 剂技术是半 个世纪来发展较 快的 一 项新技术。目前 ， 世界混凝土 t , J n 剂产品已达四、 五百种之多 ， 美国、 加拿大 、 德 国、 前苏联 、 英 国等外 加剂在水泥混凝土 中的使用率为 5 0 8 0 ， 其它国 家采用外加剂的 比例也在与 日俱增 ， 外加剂的添加 方法也不断更新。 混凝土 l J n 剂按其主要功能可分为四类 ： 改 善混凝土拌合物和易性能的外加剂 ， 包括各种减水 剂 、 引气剂和泵送剂等。调节混凝土凝结时间、 硬 化性能的外加剂 ， 包括缓凝剂、 早强剂 和速凝剂等。 改善混凝土 耐久性 的外加 剂 ， 包括 引气剂 、 防水 剂和阻锈剂等。改善混凝土其他性 能的外加剂 ， 包括加气剂 、 膨胀剂 、 防冻剂 、 着色剂 、 防水剂 和泵 送剂 等 。 2 各 类混 凝 土外 加剂 的基 本性 能 通常 ，对混凝 土外加剂的基本性能 的要求是 ： 能改善混凝土的一种或某几种性能。在运输和 贮存 中保持 良好的匀质性和稳定性 。在早期或后 期均对混凝土中的钢筋及其 它预埋件无害。使用 安全 ， 对环境无污染。 减水剂是指在混凝 土坍落度基本相 同的条件 下， 能显著减少混凝土拌 和用水量 的外加剂 。它可 以增加流动性 、 提高混凝 土强度 、 节约水泥、 改善混 凝土的耐久性 ，此外， 还 可以改善混凝土拌合物的 泌水 、离析现象延缓混凝土拌合物的凝结时间， 减 慢水泥水化放热速度。 缓凝剂是一种延长混凝 土凝结时问的外加剂 ， 为了防止在 气温较高或运距较长 的情况下混凝 土 发生过早凝结失去可塑性 ， 而影响浇筑质量 ， 以及 防止 出现冷缝等质量事故时 ， 常需掺人缓凝剂 。 早强剂是一种加 速混凝 土早期强度发展 的外 加剂 ， 多用于冬季施工或紧急抢修工程 以及要求加 快混凝土强度发展 的情况。 速凝剂是一种 能使混凝 土迅 速凝结硬化 的外 加剂 ， 多用于喷射混凝土及抢修堵漏工程等。 引气剂是指在混凝土搅拌过程中 ， 能引人大量 分布均匀的微小气泡 ，以减少混凝土拌合物的泌 水 、 离析 ， 改善和易性 ， 并能显著提高硬化混凝土抗 冻性 、 耐久性的外加剂。 防冻剂是能使混凝土在负温下硬化 ， 并在规定 时间内达到足够抗冻强度的外加剂。 3混凝 土外 加剂 在应 用 中应 注意 的 问题 3 1 正确选择外加剂的种类 根据工程对混凝土性能 的要求 ，如强度等级 、 抗渗性 、 抗冻融性 、 耐久性 、 弹性模量等物理力学性 能 ， 以及施工工 艺 、 施 工季节 、 浇筑 的部 位和体 积 等 ， 选择 适宜 品种 和 型号 的外加 剂 。另外 ， 还要 考虑 实际工程提供的原材料 ，如水 泥品种和强度等级 、 砂石质量等。 3 2 合理确定外加剂的最佳掺量 最佳掺量指 的是通过混凝 土试配而确定 的外 加剂的掺入量 。在满足混凝土性能要求 的前提下 ， 掺入量越少越经济 。 决定混凝土外加剂掺量 的因素主要有外加剂 品种 、 外加剂应用 的 目的 、 水泥品种 、 混凝土组成材 料及配合 比、 单位水泥用量 、 单位用水量等。 通常 ， 无机盐类早强剂掺量为水泥重量的 1 一 6 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2年第 2期 混凝 土与水泥制品 总第 1 9 0期 2 ， 有机缓凝剂 掺量 为 0 0 2 0 1 ， 引气剂 0 0 0 2 - 0 0 0 6 ， 普通减水剂 0 2 0 3 ， 高效减水剂 0 5 N 1 0 。同一种外加剂用于不 同混凝土 时掺量也 不尽相 同 ， 如 ， 高效减水剂用 于蒸养混凝 土时掺量 为 0 3 - 0 5 ，用于普通混凝土时掺量为 0 5 ， 用 于流态混凝土时掺量为 0 7 5 ，用于高强混凝土时 掺量为 1 0 。 硫酸钠早强剂用于蒸养混凝土时掺量 为 1 0 ， 用于普通混凝土时掺量为 2 0 。氯化钙早 强剂用于素混凝土时掺量为 1 0 - 2 O ，钢筋混凝 土不宜用氯盐防冻剂。复合高效减水剂在相 同减水 率时 比单一高效减水剂掺量减少。后掺法不但使高 效减水剂掺量减少 ，且对其它外加剂也有 同样 效 果 。 此外 ， 水泥 品种 、 细度 、 矿物组成 、 混合材等也 影响外加剂的掺量 。如矿渣水泥 ， 高效减水剂掺量 少于普硅水泥。 比表面高 、 C 。 A含量高的水泥高效减 水剂掺量应多一些 。 3 3 充分考虑外加剂与水泥的双向适应性 水 泥与 b J n 剂的双 向适应指 的是在 配置混凝 土时 ， 不仅要求外加剂适应水泥 ， 同时也要求水泥 通过调整其熟料矿物组成 、 细度及颗粒级 配等来适 应外加剂 。只有二者双向适应了 ， 才能配制出性能 优异 、 施工方便的混凝土。事实上 ， 混凝土的性能不 仅取决 于水泥的性能 ， 也与混凝土外加剂的性能有 很大关系 ， 而且二者之间的相容性也绝不容忽视。 影响水泥与外加剂适应性 的因素 主要有 以下 三个方面 ： 一是水泥方面 ， 其主要 因素包括水泥矿 物成份 、 石膏种类 及掺量 、 碱 含量 、 游 离氧化 钙含 量 、 混合材料种类及掺量 、 细度及颗粒组成 、 制成 时 间( 新鲜程度) 和温度等。二是外加剂方面 ， 如高效减 水剂 的化 学成 份 、 分子量 、 磺化程度和平衡离 子度 以及缓凝剂 的种类 与用量等。三是环境条件 ， 如湿 度 、 温度 、 时间等。 4外加 剂在 商 品混 凝土 中 的应 用 4 1 商品混凝土的配制技术 搅拌站作为商 品混凝土的生产者 ， 一般要求所 生产的混凝土坍落度大 ，工作性能和泵送性 能 良 好 ， 而且混凝 土的坍 落度 经时损失小 ， 同时具备 良 好 的初期强度和后期强度。商品混凝土的配制技术 关键是在用水量基本不变的情况下 ， 掺加混凝土外 加剂等使新拌混凝土获得大的流动性 ， 以满足施工 工艺的要求。 4 2 外 加剂 的选 用原 则 外加剂作为混凝土的第 5种组分 ， 已是商 品混 凝土 中不可缺少的一部分 。商品混凝土外加剂的选 一 7 0一 用 以减水率 、 保水性和保塑性为主要指标 。在 不增 加用水量的前提下 ，使商品混凝 土具有大坍落度 、 不离析 、 不泌水 、 坍落度经时损失小等性能 的外加 剂是优选产品。 掺高效减水剂 可 以使混凝 土 的坍 落度从 6 0 - 8 0 ram， 提高到 1 8 0 - 2 4 0 mm， 但损失较快 。减水剂掺 人量大时 ， 坍落度损失相对较小 。无论减水剂先掺 或后掺 ， 坍落度经时损失都较快 ， 必须在浇灌 混凝 土前掺人减水剂才 能体 现出后掺法的效果 。实际 上 ， 这种方法是避开 了经时损失 。 掺入泵送剂除了可以具有较高的减水率外 ， 还 具有 良好 的可 泵性 。可按 照高效减水剂复合保 塑 剂 、 保水剂 、 引气剂 ， 并 引入适当的缓凝成分来配制 适合于搅拌站使用的泵送剂。这样配制的 目的是为 了控制 C A的早期水化速度 ， 使水 泥浆体 的动 电电 位保持在一定水平。缓凝成分 的引入 ， 并非单纯为 了缓凝 ， 而是为了控制混凝土坍落度的损失。 4 3 控制坍落度损失的方法 ( 1 ) 采用后掺法 。即在混凝 土出罐前加入外加 剂 。此法在采用时有一定难度 ， 一般不采用 。 ( 2 ) 采用减水剂造粒技术 。此法为清华大学发 明， 但因生产造粒困难等因素 ， 未能推广应用。 ( 3 ) 采用 C 和碱含量 低 的水泥 ， 坍落度 损失 相对较小 ， 且不易发生异常凝结 。 ( 4 ) 适 当增加减水剂用量。 ( 5 ) 减少混凝土失水及低温拌和运输。 ( 6 ) 采用高效减水剂与缓凝剂复合技术 。此法 为大多工程采用 ， 且效果较好。 ( 7 ) 采用新型合成减水剂 。在合成过程 中引人 相应的官能 团，使混凝 土工作度经 时变化在 2 3 h 内波动小且和易性 良好 。此法 为 目前最 理想 的办 法 ， 也是最新 的坍落度控制方法。 5结 语 外加剂对混凝土的质量起着重要 的作用 ， 进 而 也会 间接影响建筑工程 的整体 质量 ， 因此 ， 在应用 昆凝土外加剂 的过程 中一定要 注意正确选择混 凝 土 k J t l 剂 的种类 、 合理确定混凝 土 f, J tl 剂 的最佳掺 量并且充分考虑 混凝 土外加 剂与水泥双 向适应 性 这一问题 ， 以使建筑工程 的质量得到有效保障。 收稿 日期 ： 2 0 1 1 - 1 2 - 2 9 通讯地址 ： 西安 市长安南 路 9 5 0号 联系电话 ： 1 8 9 9 1 1 3 6 9 7 9 E ma i l ： l e i l i n l 0 2 1 1 6 3 c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m