浅谈混凝土外加剂的使用现状及未来趋势.pdf

2 0 1 5年第 5期( 总 2 0 5期 ) 安徽建筑 一_ _I = = 1 建 筑 材 料 安 徽 建 筑 _ D OI ： 1 0 1 6 3 3 0 j c n k i 1 0 0 7 - 7 3 5 9 2 0 1 5 0 5 0 5 5 浅谈混凝土外加剂的使用现状及未 趋势 Di s c u s s i o n o n St a t u s i n Us i n g a n d F u t u r e Tr e n d o f Co n c r e t e Ad mi x t u r e f 东 瑛 ( 安 徽 省 建 筑 科 学 研 究 设 计院， 安 徽 合 肥 2 3 0 0 0 1 ) 摘 要 ： 文章介绍了目前我 国较多使用的外加剂种类与作用， 分析 了混 凝 土使 用现状和亟待解决的 问题 ， 指 出了混凝土外加剂 未来的发展 趋 势。 关键词 ： 混凝土； 外加剂 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 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 5 ) o 5 - o l 2 4 0 2 0 引 言 混凝土是我国建筑行业的重要材料， 被广泛用在各类工程 的施工中，混凝土的广泛使用也带动了外加剂的研究和应用。 掺入适量的外加剂到混凝土中， 可以有效提高混凝土的一项或 多项性能指标 ， 具有显著的经济效益。而外加剂的研究开发和 生产使用涉及到诸多领域，目前仍有许多问题值得进一步探 讨， 因此了解外加剂的发展现状和发展趋势对于建筑行业的发 展有很重要 的意义 。 1 混凝土外加剂的分类与作用 混凝土外加剂是在混凝土搅拌之前或在制作的过程中加 人的， 用来改善混凝土材料性能的物质， 一般情况下其掺量不 超过水泥质量的5 。 外加剂最初出现时， 其作用仅仅是为了节 约水泥的用量， 提高经济效应。 但是随着科技的不断发展， 混凝土外加剂的种类也越来越 多， 并且根据不同的使用条件及使用场合， 被大量用于实际工 程中用以改善混凝土的各项性 能。 外加剂的种类繁多， 并且其成分及作用各不相同， 通常根 据混凝土外加剂的主要使用功能可以将其分为以下 4类 ： 用 来改善新拌混凝土流变性的外加剂，如泵送剂和减水剂等； 用来调节混凝土凝结及硬化速度的外加剂 ， 如缓凝剂， 早强剂 等； 用来提高混凝土耐久性的外加剂， 如引气剂， 阻锈剂和矿 物外加剂等； 用来改善混凝土其他性能的外加剂， 如泵送剂 、 膨胀剂、 加气剂、 防冻剂等。 不同的外加剂各自有着不同的作用机理。以减水剂为例 ， 一 般为具有表面活性的物质 ， 有亲水 、 憎水基团。外加剂加入 后 ， 减水剂的憎水基团会定向地吸附在水泥颗粒表面， 亲水基 团则会指向水溶液， 组成单分子吸附膜。这种定向吸附使得水 泥颗粒表面带负电荷， 在同性电荷相斥的作用下， 使得水泥在 加水早期形成的絮凝结构能够分散解体， 其中的水分得以释放 出来， 从而达到减水的效果。减水剂在实际工程中的应用较为 作者简介： 陈瑛( 1 9 6 9 一 ) ， 女， 山东淄博人， 工程师。 广泛， 并且作用效果明显。 保持水灰比不变的情况下 ， 减水剂可 以适当提高流动性 ， 提高混凝土的和易性。而在减少水用量的 情况下， 则有利于混凝土抗压强度的提高。减水剂的使用亦可 在保持混凝土基本性能不变的前提下节约水泥用量。 尤其如现 今使用较多的聚羧酸盐系高效减水剂， 可以用于配置高性能和 高强混凝土， 高流动性 、 自密实性混凝土， 需要保持坍落度及需 要长距离输送的工程场合。 2 混凝土 b ：tJ n 剂的使 用现状及存在 的问题 目前世界上多数国家已经对混凝土外加剂的生产和使用 制定了相应的规范和标准， 为正确合理地使用外加剂提供了可 靠的依据。我国也正在逐步完善相关的规程， 以规范外加剂的 使用。但资料表明， 我国外加剂在使用中仍然存在一些问题亟 待解决。 2 1 外加剂与商品混凝土 的适应性 问题 随着商品混凝土的普及， 泵送剂成为工程中广为应用的外 加剂之一， 但在复配时， 必须注意各个组成成分之间的适应性 问题。在外加剂中如出现硫酸钠的含量过量的情况 ， 会导致水 泥颗粒水化硬化速度的加快， 从而导致出现坍落度的损失或者 出现假凝之类有害现象。 同时在泵送剂中常常有多种化学成分 复配作为其保塑缓凝成分， 因此这些成分的搭配是否合理也极 为重要。 两种缓凝成分配合， 有时会加强缓凝作用， 但也可能反 而会起到促凝的作用l1 J。 因此在实际使用时， 需注意外加剂与水 泥、 矿物掺和料等组分之间的适应性问题， 以及外加剂之间相 互复配时的适应性问题。同时， 外加剂对于混凝土的改性作用 还需要科研人员做更多基础研究， 加强深入了解。 2 2外加剂研究与实际工程使用存在 差别 同样的配合比、 同样的外加剂种类及掺量的混凝土， 往往 在实验室和工程实际中表现出现不同的性能。不同批次的水 泥， 掺和料的不同， 施工人员的素质等等因素都会是影响外加 剂效果的因素。 同时实验室研究通常难以反映实际工程中的环 境条件， 高温 、 干燥等气候条件都可能会造成外加剂改性效果 变差 ， 甚至无法发挥作用而存在施工隐患。因此科研单位对于 外加剂的研究与实际工程的差距也会导致混凝土外加剂的发 展缓慢。 2 3外加剂检测方法的不足 我国目前仍普遍存在不同厂家的外加剂牌号混杂的问题， 导致在实际操作过程中有诸多问题出现。并且针对不同的外 加剂， 检测方法仍然存在着不足， 使得在管理和质量控制方面 还存在一定的问题。如在外加剂检测过程中， 使用基准水泥来 进行仲裁检验， 但在实际使用时水泥与之存在较大差异时， 仍 有可能在各项指标检测合格的情况下出现混凝土的质量问题。 ( 上接 第 1 5 4页) 2 0 1 5年第5 期( 总2 0 5 期 ) 安徽建筑 _ 一_一 l = _ 建 筑 节 能 安 徽 建 筑 _ 如办公楼这样的大型建筑物，其热量损失的情况更加惊人， 这 一 方面降低了使用者的居住体验， 另一方面也是一种严重的能 源浪费。 为了解决这个问题， 我们可以采用呼吸式幕墙的策略， 同时， 灵活的运用“ 太阳房子” 等原理以及采用适当的材料， 来 达到节约能源的设计 目的。 呼吸式幕墙的特点是其独特的双层幕墙结构， 其中一层材 料是中空玻璃 ， 能更好地抵抗太阳的照射与热能的传播 ， 同时 也具备其他的优势， 比如说隔音与便于清洁的效果， 对于办公 楼或者其他大型建筑物的设计来说都非常适宜， 根据相关调查 与分析的结果， 这种墙体形式能够大幅地减少建筑物中的能源 浪费情况。 2 5恒温 系统 恒温系统的原理是将冷热调节管道设置于房屋墙壁之中， 在夏季加入温度低的水， 而在冬季则相反， 通入热水 ， 从而对室 温情况来进行调节，一方面这种温度调节的方式更为舒适 ， 能 够充分全面地保障室内温度处于正常水平 ， 而且相比于其他的 温度调节方法而言， 比如说空调 、 暖气等等也具备着相当的能 量效率优势， 通过一定的电子系统调节 ， 可以达到与其他空调 类似的温度调节作用。 目前来说， 这种技术主要被分为 3种： 毛细管系统、 机构楼 板冷热系统以及地板冷热辐射系统。 毛细管网系统的主要组成结构是很多细密的塑料管， 因为 形状与运作方式与毛细血管颇为相似而得名。 可以对水进行输 送、 分配。 由于这些细小管道的面积总和很大， 因此也具备很强 的传热能力 ， 传热过程也更加稳定和柔和， 热量传输的效率也 很高。但是这种结构较为复杂导致其价格较高， 而且容易堵塞 而失去效用。 结构楼板冷热系统是将塑料管设置于混凝土之中， 在按照 夏季制冷冬季供暖的方式来进行温度调节， 一方面这种方法对 设备的要求和负载不高，所需的设备和投资资金需求也不高， 具备很强的经济性； 另一方面也具备温度调节系统通常具备的 优势 ： 能够有效地对温度情况进行调节， 能够应对冬季和夏季 两种情况， 也没有通常温度调节方法的麻烦与噪音等。 地板冷热辐射系统是在地板下方铺设温度调节管道， 或者 铺设能发热的线路等等， 通过地板， 热量向整个室内散发， 热能 作用方式是其主要优势 ， 同时也支持开窗。可以适用于那些诸 如活动室这样的场所。 在对于恒温系统的选择中， 要考虑到建筑物的作用情况来 进行选择 。 3 结语 通过节能技术的应用， 建筑物的能耗情况能够得到有效的 控制， 也提高了居住者的生活感受。节能技术在建筑技术中的 应用， 其根本是运用各种手段 ， 减少建筑物的能源消耗与应用 那些新的无污染的绿色能源。节能技术随着时代而不断发展， 作为建筑设计者应当不断把握新技术，提高认识与技术水平 ， 才能减少建筑物运用中的能源浪费情况。 参考文献 1 】1 刘鑫节能技术在绿色建筑工程中的应用研究【 D 】 长春： 吉林大学 ， 2 0 1 4 ( 1 ) 【 2 】 单国强 绿色建筑节能技术在中铁九局总部大厦工程中的应用【 J 建筑节能， 2 0 1 2 ( 5 ) 3 3 周嫱绿 色建筑理念融人的建筑学专业知识体系框架整合研究 D 】 济南 ： 山东建筑大学 ， 2 0 1 4 【 4 】 高海杉， 袁雪瑞 绿色建筑中环保节能技术及质量控制对策分析【 J J 门窗 。 2 0 1 3 ( 2 0 ) j 夸 j 夸譬 ： I - 夸 ： r 曹 业夸 r jk- 夸I e ： | 夸k jkr ： I k jk- 奄 = I j ： I k j - - 9 j j r 夸 夸 - 夸 ： j r 宣； e r j ( 下转第 1 2 4页) 对于在特定场合下， 具有特定用途的外加剂， 更需要根据其具 体的用途和性能特点设计检测方法， 用以评价该外加剂的性 能。且随着外加剂类别和品种的不断更新， 检测标准常常处于 滞后的状态。 3 混凝土外加剂的未来 3 1 外加剂企业的规模化及 自动化 如今一些大规模企业出现并逐渐占有市场， 成为了主要的 外加剂供应源头。同时大中企业都开始利用 自动化控制技术 来取代原有的传统工艺， 有效地提高了生产能力， 并且已开始 走向海外市场。这样的发展趋势对于提高外加剂产品的质量 ， 减少质量纠纷可以起到十分重要的作用。 3 2新型减水剂的研 究发展 为了适应市场的需求， 且随着研究的深入 ， 各种不同类型 的减水剂不断涌现。减水剂的发展历程主要包括三个阶段 ： 最 初的普通减水剂时代， 主要以木钙为代表 ； 之后的高效减水剂 时代 ， 以萘系减水剂为代表； 第三个阶段即如今的高性能减水 剂时代， 以聚羧酸盐系为代表。这种聚羧酸盐系减水剂同时具 有高效减水、 掺量低、 抗收缩、 坍落度损失小和低氯离子含量等 优点。随着我国铁路 、 公路、 桥梁等各种基础设施建设的大规 模开展， 高性能减水剂在各类工程中得到了应用。 3 3外加剂的绿色化发展 我国人均能源资源占有量少， 为了实现可持续发展， 建筑 业的绿色化和低碳化已经成为不可阻挡的潮流。合理地使用 外加剂能够有效地节约能源资源， 降低水泥的用量， 提高混凝 土使用的综合性价比。同时外加剂的使用可以改善施工条件， 节约人力物力。除此以外， 作为建筑行业重要的建材之一， 外 加剂在制备和使用过程中也必须保证较低的能源消耗和较少 的污染物排放 ， 实现建筑行业的节能减排。 3 4外加剂标准更新 目前 ， 我国外加剂的标准体系主要包括以下几种： 针对 外加剂产品的相关标准： 如 混凝土泵送剂 、 混凝土外加剂 等； 针对外加剂在工程中实际使用的应用技术规程和规范 ， 如 混凝土外加剂应用技术规范 等； 针对外加剂试验、 分类 等的其他标准。随着如今外加剂品种的不断增加， 混凝土外加 剂的相关标准也需要不断更新和完善。同时针对不同外加剂 的质量检测规程也需要进行完善， 从而对市场进行标准化管理 4 结语 混凝土外加剂可以有效提高混凝土的性能， 并且随着我国 基建事业的发展和节能减排理念的普及， 它发挥着越来越大的 作用。针对 目前仍存在的诸多问题， 有必要对其进行更深入的 研究， 规范生产和使用， 确保能有效地发挥作用 ， 在安全可靠高 效的基础上 ， 最终促成建筑业的可持续发展。 参考文献 【 1 】 张琨 浅谈混凝土外加剂与水泥的适应性觋代物业( 上旬刊) ， 2 0 1 l 【 7 ) 2 2 覃维祖我国混凝土外加剂的发展及存在问题 施工技术， 2 0 0 9 ( 4 ) 【 3 】 王玲 ， 田培， 白杰， 高春勇 我国混凝 土减水 的现状及未来 J 混凝 土 与水泥制品 ， 2 o o 8 ( 5 ) 4 周燕，崔晓艳， 刘昌强 混凝土外加剂的发展与存在问题研究【 J 】 黑龙 江科技信息， 2 0 0 9 ( 3 3 ) f 5 】宋飞虹 我国混凝土外加剂现状及发展趋势 山西建筑， 2 0 1 4 ( 9 )