混凝土用外加劑

混凝土用外加劑

章偉國混凝土是土木、建筑、水利以及許多工程中使用得十分廣泛的材料，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)混凝土的各方面性能就會(huì)不斷地提出各種新的要求。如何滿足這些要求，可以采用多種途徑，而使用混凝土外加劑則是其中一種效果顯著、使用方便、經(jīng)濟(jì)合理的手段。特別是在客運(yùn)專線，要求混凝土具有良好的耐久性，使用壽命為100年，必須按高性能混凝土的要求施工，因此，配制高性能混凝土所需的高效減水劑更是必不可少的。目前，混凝土外加劑已逐漸成為混凝土中除砂、石、水泥和水之外必不可少的第五組分材料。依據(jù)GB8075的定義：混凝土外加劑是在拌制混凝土過程中摻入，用以改善混凝土性能的物質(zhì)，摻量不大于水泥質(zhì)量的5％（特殊情況除外）。混凝土外加劑種類繁多，其性能各異，所起的作用也不盡相同，但綜合起來，有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：改善新拌混凝土的工作性能，達(dá)到易于施工的目的。調(diào)整混凝土的硬化時(shí)間。如在泵送混凝土施工、大體積混凝土施工中，為了延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間，要摻入緩凝劑；而在噴射混凝土施工中，要使混凝土快速凝結(jié)，則要加入速凝劑；而在某些條件下，需要提高混凝土的早期強(qiáng)度，則要加入早強(qiáng)劑。改善硬化混凝土的性能。如提高混凝土密實(shí)性、抗凍性及抗?jié)B性，改善混凝土的干燥收縮及徐變性能，防止混凝土的腐蝕等，均要加入一定種類的外加劑，以提高混凝土的耐久性。事實(shí)上，這種定義也只能反應(yīng)外加劑的某一側(cè)面。因?yàn)榛炷镣饧觿┑淖饔眉肮δ芡皇菃我坏?。比如，泵送劑一定?huì)有高效減水劑的功能，還可能有緩凝劑、保水劑的功能。因此，一種外加劑究竟可以歸為什么樣的外加劑，主要還要視使用時(shí)以何功能為主，這一點(diǎn)應(yīng)引起廣大試驗(yàn)員的注意。1.減水劑1)減水劑的作用機(jī)理①吸附一分散作用水泥絮凝結(jié)構(gòu)示意圖減水劑的作用簡圖②潤滑塑化作用：溶劑化水膜根據(jù)使用條件不同，摻減水劑可以產(chǎn)生以下幾個(gè)方面的效果：a．在原配合比不變的條件下，可增大混凝土拌合物的流動(dòng)性，且不致降低混凝土的強(qiáng)度。b．在保持流動(dòng)性及水灰比不變的條件下，可以減少用水量及水泥用量，節(jié)約水泥。c．在保持流動(dòng)性及水泥用量不變的條件下，可以減少用水量，從而降低水灰比，使混凝土的強(qiáng)度及耐久性得到提高。2)減水劑常用品種(1)普通減水劑（減水率5~10%）①木質(zhì)素系減水劑②多元醇系(2)高效減水劑(減水率10%~25%）①萘系減水劑②水溶性樹脂減水劑(3)高性能減水劑（減水率>25%）氨基磺酸鹽、多羧酸系接枝類共聚物(4)復(fù)合減水劑3)減水劑的使用技術(shù)飽和點(diǎn)問題摻量：0.3%~1%不等摻法：同摻、后摻與水泥的相容性混凝土減水劑混凝土減水劑是混凝土所有外加劑中使用最廣泛、能改善混凝土多種性能的外加劑。當(dāng)減水劑加入混凝土中，在保持流動(dòng)性不變的情況下能減少混凝土的單位體積內(nèi)的用水量，這是混凝土減水劑的基本性質(zhì)。高效減水劑的減水率在12％以上，在高性能混凝土中使用的減水劑減水率要達(dá)到20％以上減水劑的發(fā)展歷史近代混凝土減水劑的發(fā)展已有60多年的歷史。20世紀(jì)30代初，美國、美國、日本等已經(jīng)在公路隧道、地下工程中使用木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑。到60年代，混凝土減水劑得到了較快發(fā)展。90年代，日本在該領(lǐng)域投入了大量的人力與資源，并獲得了成功，開發(fā)出了系列性能較為優(yōu)異的聚羧酸鹽系減水劑。1995年以后聚羧酸鹽系減水劑在日本的使用量超過了萘系減水劑。聚羧酸鹽系減水劑是直接用在有機(jī)化工原料通過接枝共聚反應(yīng)合成的高分子表面活性劑，它不僅能吸附在水泥顆粒表面上，使水泥顆粒表面帶電而互相排斥，而且還因具有支鏈的位阻作用，從而對(duì)水泥分散的作用更強(qiáng)、更持久。因此，聚羧酸鹽系減水劑被認(rèn)為是目前最高效的新一代減水劑。高效減水劑的分類方式很多，如按功能分可以分為引氣型、早強(qiáng)型、緩凝型、保塑型減水劑等。羧酸鹽系高效減水劑該類減水劑用量很少時(shí)，就能夠有效降低混凝土的粘度，提高混凝土的流動(dòng)性和減少坍落度損失，因而成為近幾年來高效減水劑的一個(gè)發(fā)展趨勢。綜合比較，該類減水劑具有前幾種減水劑所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)為：⑴低摻量⑵坍落度損失小⑶在相同流動(dòng)度下比較時(shí)，可以延緩水泥的凝結(jié)⑷分子結(jié)構(gòu)上自由度大，制造技術(shù)上可控制的參數(shù)多，高性能化的潛力大；⑸合成中不使用甲醛，因而對(duì)環(huán)境不造成污染；⑹與水泥和其他種類的混凝土外加劑相容性好；⑺使用聚羧酸鹽類減水劑，可用更多的礦渣或粉煤灰取代水泥，從而降低成本。減水劑對(duì)混凝土性能的作用機(jī)理減水劑的功能是在不減少水泥用水情況下，改善新拌混凝土的工作度，提高混凝土的流動(dòng)性，在保持一定工作度的情況下，減少水泥用水量，提高混凝土的強(qiáng)度；在保持一定強(qiáng)度的情況下，減少單位體積混凝土的水泥用量，節(jié)約水泥；改善混凝土拌和物的可泵性以及混凝土的其他物理力學(xué)性能。減水劑與水泥的適應(yīng)性

減水劑對(duì)水泥的適應(yīng)性是指減水劑在相同條件下，因水泥不同而使用效果有較大差異，甚至收到完全不同的效果。如同一種減水劑使用相同的摻量，但因水泥的礦物組成、石膏品種和摻量、混合材、水泥細(xì)度等不同，其減水效果及對(duì)水泥混凝土的凝結(jié)時(shí)間等有較大影響。由于減水劑與水泥存在適應(yīng)性的問題，故在減水劑使用過程中，應(yīng)對(duì)水泥和外加劑進(jìn)行選擇，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)確定水泥和外加劑。在施工過程中，在配制混凝土前還應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)和試拌，確保兩者相互適應(yīng)，再進(jìn)行混凝土施工，以避免在施工過程中出現(xiàn)問題，造成不必要的麻煩。4.引氣劑使砼在攪拌過程中引入在量的均勻分布的封閉的微小氣泡，（20~1000um）。（1mm=1000um）主要目的：（1）改善砼和易性——滾珠作用；（2）提高防滲、抗凍性（一定引氣量范圍內(nèi)）；（3）強(qiáng)度一般降低，但可以由減水作用得到一定的補(bǔ)償。

松香類：松香熱聚物，松香皂0.005~0.02%；引氣量3~5%；

木質(zhì)素類：不是以引氣為主要目的，故摻量稍大，且引氣量也不大；烷基苯磺酸鹽類：十二烷基苯磺鈉等（0.005~0.02%）皂素類：0.001~0.01%常用引氣劑品種引氣量影響因素（1）摻量（2）原材料影響（3）引氣劑最好配制成液體再加入（由于摻量小的不易均勻分散）（4）振動(dòng)時(shí)間

與之相對(duì)應(yīng)又有穩(wěn)泡劑和消泡劑之分。（與減水劑復(fù)配，可減少強(qiáng)度降低值。）摻外加劑混凝土性能指標(biāo)試驗(yàn)方法一）取樣及編號(hào)（1）外加劑試驗(yàn)分為點(diǎn)樣和混合樣。點(diǎn)樣是在一次生產(chǎn)的產(chǎn)品中所抽取的試樣，混合樣是三個(gè)或更多的點(diǎn)樣等量均勻混合而取得的試樣。（2）生產(chǎn)廠應(yīng)根據(jù)產(chǎn)量和生產(chǎn)設(shè)備條件，將產(chǎn)品分批編號(hào)，摻量大于1％及以上的同品種的外加劑每一編號(hào)為100t，摻量小于1％的外加劑每一編號(hào)為50t、不足100t、