中圖分類號(hào): TU5281042 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 文章編號(hào): 1003 - 1324 (2007) 02 - 0071 - 02
在混凝土、砂漿或凈漿的制備過程中,摻入不超過水泥用量5% (特殊情況除外) ,能對(duì)混凝土、砂漿或凈漿的正常性能要求而改性的一種產(chǎn)品,稱為混凝土外加劑。外加劑按其所對(duì)于應(yīng)的功能不同分為減水劑、引氣劑、憎水劑、促凝劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑、發(fā)氣劑、氣泡劑、灌漿劑、著色列、超塑化劑、保水劑、粘結(jié)列、阻銹劑,噴射混凝土外加劑等。
下面談?wù)劵炷镣饧觿?yīng)用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題。
1 外加劑的摻量
在確定外加劑摻量時(shí),應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計(jì)的要求,所用原材料及施工工藝具體條件,通過試驗(yàn)來確定。
(1)各種外加劑都有推薦的劑量范圍。例如:引氣劑0. 6% ～1. 2% ,木質(zhì)素磺酸鈣減水劑0. 1%～0. 3%、高效能減水劑0. 3% ～1. 0%?，F(xiàn)有的試驗(yàn)資料表明,其合理?yè)搅坎⒉皇嵌ㄖ?而隨水泥品種(礦物成份、含堿量)和細(xì)度、混合材料品種及摻量、硬化溫度等因素的不同而變化。例如,萘磺酸鹽系減水劑適用于硅酸鹽水泥,而密胺樹脂系減水劑更適合于鋁酸鹽和硫鋁酸鹽水泥。C2A含量低和細(xì)度小的硅酸鹽水泥,其合理?yè)搅枯^小。
(2)摻入混合材料(尤其是粉煤灰)的水泥,在外加劑加入時(shí),其引氣量及減水率低于不摻混合材料的硅酸鹽水泥。低溫硬化或蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí),其合理?yè)搅恳陀诔赜不瘯r(shí)的摻量,它不能適用于實(shí)際施工的一切條件。
2 水泥的適應(yīng)性
試驗(yàn)結(jié)果表明,水泥品種(礦物組成、含堿量、細(xì)度)對(duì)外加劑的效能有一定的影響。
(1)對(duì)于硅酸鹽水泥, FDN 和SM兩種減水劑的減水和增強(qiáng)效果基本相同;對(duì)于鋁酸鹽水泥, SM減水劑的效果明顯優(yōu)于FDN。同屬硅酸鹽水泥,當(dāng)?shù)V物組成、混合材料、含堿量及細(xì)度等不同時(shí),摻用同一外加劑(品種、劑量均相同) ,其效果亦會(huì)不同。
(2)對(duì)于JN、FDN、NF、HF、建1、GRS等幾種減水劑來說,當(dāng)水泥C3A含量低, C3 S含量高,含堿量低和細(xì)度大時(shí),摻入合理?yè)搅?可獲得高減水率、高增強(qiáng)效果的混凝土。糖類減水緩凝劑對(duì)C3A 含量低、C3 S含量高的水泥減水、緩凝效果較為明顯。
3 強(qiáng)度和變形
試驗(yàn)結(jié)果表明,摻入引氣劑及普通減水劑后混凝土的強(qiáng)度及變形特征主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。
(1)摻入與不摻入外加劑的混凝土強(qiáng)度關(guān)系基本相同;隨著抗壓強(qiáng)度相應(yīng)提高,抗拉、劈裂抗拉、抗彎、軸心抗壓強(qiáng)度也相應(yīng)提高;但其抗拉與抗壓強(qiáng)度之比及抗彎與抗壓強(qiáng)度之比降低,軸心抗壓與抗壓強(qiáng)度之比提高。
(2)混凝土彈性模量與骨料品質(zhì)、灰骨比、混凝土強(qiáng)度及含氣量的關(guān)系較大。在坍落度和水泥用量均相同的條件下,摻用高效減水劑可以提高混凝土強(qiáng)度及彈性模量;在水灰比和坍落度不變時(shí),摻用高效減水劑,可降低水泥用量,彈性模量也相應(yīng)提高;在混凝土水泥用量及用水量不變時(shí),摻用高效減水劑,可增大混凝土流動(dòng)性,其彈性模量的變化較小。
(3)摻入高效減水劑的高強(qiáng)混凝土的泊桑比與空白混凝土基本相近,約為0. 20～0. 25。
4 混凝土坍落度損失及減小損失措施
摻入與不摻入外加劑的混凝土都存在坍落度損失的問題,但當(dāng)摻高效減水劑時(shí),由于混凝土用水量較小,其坍落度損失值大于不摻或摻引氣劑及普通減水劑的混凝土。摻入高效減水劑的混凝土,坍落度損失較大的原因是:
(1)由于水泥中C3A及C4AF礦物的吸附性,在混凝土攪拌后即有較多的外加劑涌聚到該礦物的水化物表面被吸附,造成整個(gè)溶液中的外加劑濃度明顯下降(在10 min內(nèi),有80% ～90%的外加劑被吸附) ,使水泥顆粒表面電動(dòng)電位降低,流動(dòng)性減小。
(2)由于氣泡的外溢,使含氣量減小,混凝土流動(dòng)性下降?；炷林袚饺霚p水劑,一般總有一定數(shù)量的引氣量(在攪拌初期) ,由于減水劑的親水性較大,氣泡與礦物顆粒間的粘附力較小,致使這些氣泡在混凝土拌合物中不夠穩(wěn)定,在靜置、運(yùn)輸過程中,將不斷地外溢和破滅。
(3)由于混凝土中水分的蒸發(fā)是混凝土坍落度損失的重要原因之一,而摻入高效減水劑的混凝土原始用水量減小,所以蒸發(fā)水所占比例相對(duì)增大。
(4)減小損失的措施
?、贋榻鉀Q混凝土坍落度損失的問題,近年來研究采用與攪拌運(yùn)輸車相配合的“后摻法”,即在混凝土被運(yùn)送到澆筑地點(diǎn)之前,再補(bǔ)加部分減水劑并繼續(xù)攪拌,以彌補(bǔ)混凝土坍落度的損失,并可大大節(jié)約減水劑的用量。改變減水劑摻加順序的所謂“滯水法”(混凝土拌合物先加水拌合1～2 min后再加入減水劑) ,也可取得改善混凝土和易性、增大減水效果、減少坍落度損失的效果。
②采用后摻技術(shù)的原理尚在研究之中,一般認(rèn)為,當(dāng)減水劑采用“同摻法”時(shí),水泥礦物組成中的C3A、C3AF吸附性強(qiáng),早期減水劑被其吸附;而硅酸鹽水化物出現(xiàn)稍遲,此時(shí)溶液中減水劑濃度已降低;并且水化硅酸鈣可將部分被C3A、C3AF吸附的減水劑包裹在水化物內(nèi)部;此外,水泥和集料的表面及其裂隙也要吸附部分減水劑。如果采用“后摻法”,一則早期被C3A、C3AF吸附的減水劑可減少,同時(shí)集料表面及裂隙也可先由水及水泥水化物填充包圍,既節(jié)約了減水劑,也充分發(fā)揮了減水劑的擴(kuò)散作用。
“后摻法”應(yīng)用于引氣劑或緩凝型外加劑時(shí)應(yīng)慎重,它可能造成引氣過量或過度緩凝而影響質(zhì)量。
5 硫酸鹽、氯鹽的限值
5. 1 硫酸鹽的限值
水泥中摻入過量的硫酸鹽會(huì)引起水泥石的體積膨脹,以至體積不安定,因此水泥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)SO3的含量作了限制。此外,施工規(guī)范中對(duì)骨料、拌合水等也作了關(guān)于硫酸鹽含量的限制。而外加劑也含有一定的硫酸鹽,如NF,硫酸鈉< 30%; 建1 型(低濃) ,硫酸鈉< 30%; AF,硫酸鈉< 40%是否可能危害混凝土體積變化的穩(wěn)定性,作為混凝土外加劑對(duì)其硫酸鹽含量也應(yīng)規(guī)定限量。
5. 2 氯鹽的限制
許多外加劑中都含有氯鹽,有時(shí)還把氯鹽作為外加劑的組成成分摻入混凝土中。摻入大量氯鹽促進(jìn)鋼筋銹蝕已被工程界所公認(rèn),但對(duì)少量殘微量氯鹽的影響還有爭(zhēng)議。歸納起來有三種不同的意見:一是認(rèn)為,既然氯鹽促進(jìn)鋼筋銹蝕,那么從安全出發(fā),對(duì)鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)摻氯鹽;二是認(rèn)為,氯鹽與水泥中的水化鋁酸鈣化合,生成水化氯鋁酸鈣化合物,故只要氯鹽摻量不是過大,則不會(huì)引起鋼筋銹蝕;三是認(rèn)為,鋼筋的銹蝕,在很大程度取決于混凝土的密實(shí)性、水灰比、水泥用量、養(yǎng)護(hù)條件結(jié)構(gòu)工作環(huán)境等多種因素,故不能確定一個(gè)統(tǒng)一的氯鹽摻量限值。
混凝土中氯鹽可以由多種途徑被帶入,如外加劑、骨料、拌和水等,故除了限制摻入的氯鹽(作為外加劑)量之外,還應(yīng)限制混凝土中氯鹽總含量。顯然應(yīng)對(duì)氯鹽的允許值,每種混凝土外加劑應(yīng)制定出合理的控制指標(biāo),并在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范允許范圍之內(nèi)。
混凝土外加劑作用混凝土材料中第五組份,在應(yīng)用時(shí)不僅要考慮技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效果,還應(yīng)考慮到應(yīng)用可能產(chǎn)生什么危害,這樣才能使外加劑的效果充分發(fā)揮出來,從而把由于混凝土外加劑產(chǎn)生的質(zhì)量問題消滅在萌芽狀態(tài)。
