混凝土外加劑有關問題的探討
時間:2018-01-30 16:50:18 點擊:


山西康力建材有限公司 技術部: 邵姣竹

 在水泥混凝土中摻加外加劑可以體現出良好的性能,所以外加劑在水泥混凝土中被廣泛采用,但也存在一些問題。本文闡述了水泥混凝土中摻加外加劑的分類及性能與一些常易出現的問題,提出了一些改善措施。摻加混凝土外加劑可以體現出良好的性能,所以混凝土外加劑已經成為制備混凝土的一種重要組分,隨著混凝土外加劑的廣泛應用,也使混凝土材料的發展實現了質的飛躍。在國內,高標號混凝土幾乎全部摻加外加劑。工程中所用水泥品種很多,外加劑的品種也很多,在工程使用中容易存在這樣一些問題。例如某試驗室在配制坍落度為90mm120mm的C30混凝土時,外加劑采用成都市錦江區茂華建材廠的外加劑,水泥來源于四川萬源大巴山水泥廠,摻加1.2%的外加劑用量,減水率僅為9.5%,減水率達不到技術指標;而后采用萬州科華水泥進行實驗,在外加劑品種不變,摻量為0.8%的時候,減水率達到了18.2%,這是使用同種外加劑與不同水泥品種的問題;該試驗室在配制坍落度為180mm220mm的C30的水下樁混凝土時,水泥為華新水泥,外加劑分別采用成都市錦江區茂華建材廠的外加劑與重慶海木交通技術有限公司的外加劑,在相同外加劑的摻量情況下,減水效果有很大的不同。所以,不同品種水泥摻配相同的外加劑與相同品種的水泥摻配不同的的外加劑表現出不同的效果是本文重點探討的問題。

一、混凝土外加劑的分類外加劑種類很多,功能多樣,所以在國內與國外分法是不一致的,常有以下三種分類方法。

(1)按其主要功能可以分為四類。

 1)改善混凝土拌和物流變性能的外加劑,包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。

 2)調節混凝土凝結時間,硬化性能的外加劑,包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。

 3)改善混凝土耐久性的外加劑,包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。

 4)改善混凝土其他性能的外加劑,包括加氣劑、膨脹劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。

(2)混凝土外加劑按化學成分分為有機外加劑、無色外加劑和有機無機復合外加劑。

(3)混凝土外加劑按使用效果分為減水劑、調凝劑(緩凝劑,早強劑,速凝劑)、引氣劑、加氣劑、防水劑、阻銹劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、泵送劑以及復合外加劑(早強減水劑,緩凝減水劑,緩凝高效減水劑)。

二、常用混凝土外加劑

 1.減水劑混凝土減水劑是指在保持混凝土坍落度基本相同的條件下,具有減水增強作用的外加劑。

(1)混凝土摻入減水劑可以達到比較理想的效果。

 1)保持坍落度不變,摻減水劑可降低單位混凝土用水量5%25%,提高混凝土早期強度,同時改善混凝土的密實度,提高耐久性。

 2)保持用水量不變,摻減水劑可增大混凝土坍落度10mm20mm,能滿足泵送混凝土的施工要求

 3)保持強度不變,摻減水劑可節約水泥用量5%20%。

(2)減水劑常用品種有普通型減水劑和高效減水劑。

 1)普通型減水劑木質素磺酸鹽類,如木質素磺酸鈣(簡木鈣粉,M型),適宜摻量為水泥用量的0.2%0.3%,在保持坍落度不變時,減水率為10%15%。在相同強度和流動性要求下,節約水泥10%左右。

 2)高效減水劑,如NNO減水劑,摻入NNO的混凝土之后就具有耐久性、搞硫酸鹽、抗滲、抗鋼筋繡蝕等均優于一般混凝土的特點。高效減水劑適宜摻入量為水泥質量的1%左右,在保持坍落度不變時,減水率為14%18%。一般3d可提高混凝土強度60%,28d可提高30%左右。在保持相同混凝土強度和流動性要求下,可節約水泥15%左右。

 2.早強劑

混凝土早強劑是指能提高混凝土早期強度,并對后期強度無顯著影響的外加劑,若外加劑兼有早強和減水作用則稱為早強減水劑。早強劑多用于搶修工程和冬季施工的混凝土。目前常用的早強劑有:氯鹽,硫酸鹽,三乙醇胺和以它們為基礎的復合早強劑。

(1)氯鹽早強劑。常用的有氯化鈣和氯化鈉。氯化鈣能與水泥中礦物成分C3A或水化物Ca(OH)2反應,其生成物增加了水泥石中固相比例,有助于水泥石結構形成,還能使混凝土中游離水減少,孔隙率降低,因而摻入氯化鈣能縮短水泥的凝結時間,提高混凝土強度、密實度和抗凍性。但氯鹽摻量不得過多,否則會引起鋼筋銹蝕。

(2)硫酸鹽早強劑。常用的有硫酸鈉早強劑,又稱元明粉,是一種白色粉狀物,易溶于水,摻入混凝土后能與水泥水化生成的氫氧化鈣作用,生成的CaSO4均勻分布在混凝土中,并與C3A反應,迅速生成水化硫鋁酸鹽,加快水泥硬化。

(3)三乙醇胺早強劑。是一有機化學物質,強堿性,無毒,不易燃燒,溶于水和乙醇,對鋼筋無銹蝕作用。單獨使用三乙醇胺,早強效果不明顯,若與其他鹽類組成復合早強劑,早強效果則比較明顯。三乙醇胺復合早強劑是由三乙醇胺、氯化鈉、亞硝酸鈉和二水石膏等復合而成。

 3.引氣劑

引氣劑是在混凝土攪拌過程中,能引入大量分布均勻的穩定而密封的微小氣泡,以減少拌和物泌水和離析,改善和易性,同時顯著提高硬化混凝土抗凍融耐久的外加劑,兼有引氣劑和減水作用的外加劑稱為引氣減水劑。引氣劑主要有松香樹脂類,如:松香熱聚物,松脂皂;有烷基苯磺酸鹽,烷基苯酚聚乙烯醚等。引氣劑有時也采用脂肪醇磺酸鹽類以及蛋白質鹽。其中,以松香樹脂類的松香熱聚物的效果較好,

常使用。

引氣減水劑減水效果明顯,減水率較大,不僅具有引氣作用,還能提高混凝土強度,彌補由于含氣量而使混凝土強度降低的不利,而且節約水泥?;谏鲜鰞烖c引氣減水劑常用于道路、橋梁、港口和大壩等工程上。要解決混凝土遭受冰凍,海水侵蝕等作用時的耐久性問題,可采用的引氣減水劑有改性木質素磺酸鹽類,烷基芳香磺酸鹽尖以及由各類引氣劑與減水劑組成的復合劑。引氣劑和引氣減水劑,除用于抗凍、防滲、抗硫酸鹽混凝土外,還宜用于泌水嚴重的混凝土,素混凝土以及對飾面有要求的混凝土和輕骨,不宜用于蒸養混凝土和預應力混凝土。無論在哪種混凝土中,摻引氣劑或引氣減水劑,其摻量都十分微小,一般為水泥用的0.5/100001.5/10000。

 4.緩凝劑

緩凝劑是指延緩混凝土凝結時間,并不顯著降低混凝土或長距離運輸的混凝土。緩凝劑有糖類,如糖鈣;有木質素磺酸鹽類,如木質素磺酸鈣,木質素磺酸鈉羥基酸以及鹽類和無機鹽類;還有胺鹽及衍生物,纖維素醚等。常用的是糖蜜和木質素磺酸鈣,糖蜜的效果好。

 5.泵送劑

泵送劑是指能改善混凝土拌和物的泵送性能,使混凝土能順利通過輸送管道,不阻塞,不離析,粘塑性良好的外加劑。其組分包含緩凝及減水組分,增稠組分(保水劑),引氣組分,高比表面無機摻合料。應用泵送劑溫度不宜高于35攝氏度,摻泵送劑過量可能造成堵泵現象。泵送混凝土水灰比為0.450.60,砂率宜為38%45%。小水泥用量應大于0.3t/m3。

混凝土中摻用外加劑前,必須了解不同外加劑的性能,相應的使用條件,查閱出廠產品說明書。否則使用不當就會釀成事故,例如劑量過大和拌合不勻,此外還應注意下面幾種情況。

 (1)外加劑的使用應嚴格執行現行技術規范,外加劑的質量應符合現行國家標準的要求。

 (2)外加劑的品種、摻量必須根據混凝土性能要求,施工和氣候條件,混凝土采用的原材料和配合比等因素,通過試驗,調整后進行確定。摻用含氯鹽的外加劑,要特別注意對鋼筋銹蝕和對混凝土的腐蝕。

 (3)蒸汽養護的混凝土和預應力混凝土,不宜摻用引氣劑和引氣減水劑。

三、摻混凝土外加劑常出現的問題

 (1)使用相同的外加劑與不同品種的水泥摻配,效果不同。

 (2)使用相同的水泥與不同品種的外加劑摻配,效果不同。0

效果不同具體表現在以下幾個方面。

    1)流動性:如同品種水泥摻不同外加劑與同品種外加劑摻不同水泥,減水率各不相同,以致于坍落度各不相同。

    2)粘聚性:如同品種水泥摻不同外加劑與同品種外加劑摻不同水泥,粘聚性各不相同。3)保水性:如同品種水泥摻不同外加劑與同品種外加劑摻不同水泥,保水性各不相同。

四、摻混凝土外加劑常出現的問題的原因分析

為什么會出現相同外加劑與不同品種的水泥摻配,相同水泥與不同品種外加劑摻配會出現上面那些問題,筆者通過分析認為主要原因是外加劑與水泥不相適應,那么什么叫水泥與外加劑的適應性?我們可以這樣定義:將經檢驗符合技術標準要求的外加劑與同樣經檢驗符合技術標準的水泥所配制的混凝土配合使用,如能產生應有的效果,就認為這種水泥與這種外加劑是適應的;相反,如不能產生應有的效果則認為這種水泥與這種外加劑是不相適應的?,F在就從以下幾個方面來分析水泥與外加劑的適應性問題。

   (1)水泥中石膏的影響?,F在有些水泥廠為節省生產成本,采用硬石膏或工業副產品石膏(無水石膏)代替二水石膏作為水泥調凝劑,在進行水泥檢驗時,不論采用哪種石膏生產的水泥區別都不大,但是摻加減水劑時,卻表現出不同的效果,特別是用無水石膏作為調凝劑的水泥遇到木鈣和糖鈣減水劑時,就會產生嚴重的不相適應性,既得不到預期的減水效果,還會引起流動性損失過快甚至異常的凝結。其原因就是石膏結晶形態不同,對木鈣或糖鈣減水劑的吸附能力也不相同。

   (2)水泥中堿含量的影響。水泥與外加劑是否相適,水泥中堿的含量會對其產生很大的影響,主要表現在對減水劑的塑化效果的影響,水泥中堿含量增大不但會造成減水劑的塑化效果變差,而且還會導致坍落度損失和凝結時間縮短。需要注意的是真正影響減水劑作用效果的堿是可溶性堿,由于水泥品種不同,雖然堿含量相同,但是可溶性堿的含量并不相同,所以我們不能這樣認為水泥堿含量較高的水泥與外加劑的適應性就一定不好。

   (3)水泥中礦物成分和石膏摻量的影響。如水泥與外加劑出現不適應也可能是水泥中的C3A含量太高,或石膏與C3A的比例太小的原因所致。

   (4)水泥細度的影響。因為現在有些水泥廠盲目追求水泥的早期強度,采用提高水泥的粉磨細度,為了達到較好的塑化效果就只能增加減水劑的摻量。這是因為水泥顆越細,水泥的比表面積越大,那么對減水劑分子的吸附量就越大。

   (5)水泥的新鮮度和水泥的溫度的影響。因為新鮮的水泥的正電性比較強,所以對減水劑的吸附能力比較大,所以水泥越新鮮,減水劑對水泥的塑化效果可能要差一些;還有水泥的溫度越高,減水劑對水泥的塑化效果也差一些,坍落度的損失也較快一些。

五、改善措施

   (1)水泥生產廠要注意盡量不用硬水石膏作為調凝劑。

   (2)施工方如遇到水泥為摻硬水石膏時,要采用不含木鈣或糖鈣的外加劑。

   (3)施工方在施工前應把外加劑與水泥送到試驗室進行適應性試驗。

   (4)施工方在水泥每批次進入施工現場后,要把新進的水泥與外加劑送到試驗室再做適應性試驗。

六、結束語

在混凝土中摻加外加劑體現出很多好的作用,目前所遇到的主要問題是外加劑與水泥的適應性問題。這需要我們在生產實踐中重視存在的問題,并采取一些措施和有效的技術手段,努力將水泥與外加劑不相適應造成的工程質量問題降到低程度。



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