〔摘 要〕 對混凝土外加劑的應用現(xiàn)狀及發(fā)展方向進行了論述。
〔關鍵詞〕 混凝土;外加劑;應用技術
中圖分類號: TV 523 文章標識碼:B 文章編號:1009 - 0088 (2007) 01 - 0087 - 01
1 外加劑的作用
其作用有:改善混凝土或砂漿拌合物施工時的和易性:提高混凝土或砂漿的強度及其他物理力學性能;節(jié)約水泥或替代特種水泥;加速混凝土或砂漿的早期強度發(fā)展:調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的凝結硬化速度;調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的含氣量;降低水泥水化初期水化熱或延緩水化放熱;改善拌合物的泌水性;提高混凝土或砂漿耐各種侵蝕性鹽類的腐蝕性;減弱堿一集料反應:改善混凝土或砂漿的毛細孔結構;改善混凝土的泵送性;提高鋼筋的抗腐蝕能力;提高集料與砂漿界面的黏結力,提高鋼筋與混凝土的握裹力;提高新老混凝土界面的黏結力;改變砂漿及混凝土的顏色。
2 我國混凝土外加劑的現(xiàn)狀
聚羧酸鹽高效減水劑的研究和生產(chǎn),是我國高效減水劑發(fā)展的一個亮點。國內(nèi)目前有自主知識產(chǎn)權的生產(chǎn)企業(yè)包括上海建筑科學研究院外加劑廠、江蘇省建筑科學研究院、中國建筑科學研究院等,有10 多家企業(yè)具有生產(chǎn)聚羧酸鹽高效減水劑的能力。其中,上海建筑科學研究院年產(chǎn)量在7 000 噸左右,并在多個重點工程中應用。我國聚羧酸鹽高效減水劑生產(chǎn)技術與國外產(chǎn)品還有差距,關鍵是國外廠家的基礎化工比較好,分子量分布精確,我國的聚羧酸鹽高效減水劑還需要解決好吸附、消泡等問題。
混凝土施工技術的發(fā)展促進了各種外加劑的升級換代。2005 年,混凝土膨脹劑的年產(chǎn)量達100 萬噸,比1999 年的年產(chǎn)25 萬噸翻了兩番,混凝土膨脹劑也由高堿高摻(15 %～20 %) 、中堿中摻(10 %～12 %) 逐步向低堿低摻(6 %～8 %) 發(fā)展。
目前,全自動化生產(chǎn)線的技術含量較高、投資費用也較多,江蘇博特新材料有限公司、山東省建筑科學研究院、佛山瑞安建材有限公司、浙江五龍化工有限公司等一批新建和改建生產(chǎn)線的大型企業(yè)開始嘗試全自動化生產(chǎn),并取得良好效果。一些外加劑生產(chǎn)企業(yè)對合成外加劑關鍵工藝進行了自動化監(jiān)控。
3 應用技術研究的主要內(nèi)容
應用技術研究基本上可概括為認識客觀規(guī)律和開發(fā)應用這些規(guī)律。認識外加劑對砂漿及混凝土性能影響的客觀規(guī)律不是容易的,內(nèi)容很多。如各種外加劑對砂漿及混凝土性能的影響,從而能根據(jù)不同的使用目的選擇適用的外加劑;外加劑的摻量對砂漿和混凝土和易性、強度、凝結時間及經(jīng)濟指標的影響,從而能根據(jù)具體條件確定適用摻量,避免摻量不合適而造成不凝及強度嚴重下降或使用效果不顯著等現(xiàn)象。外加劑在相同條件下,往往因水泥不同而使用效果不一,甚至出現(xiàn)異常凝結現(xiàn)象,故應研究外加劑對水泥的適應性,以便選用對外加劑較為適應的水泥或對指定水泥較為適應的外加劑;養(yǎng)護條件及氣溫對外加劑的使用效果影響較大,如低溫下應用減水劑就得不到早強作用,夏秋季節(jié)應用早強劑效果不顯著,通過研究合理地使用外加劑;外加劑單一使用往往比不上復合使用的效果如低溫時減水劑宜與早強劑復合使用;高效減水劑與引氣劑復合使用可節(jié)省減水劑用量及提高溫凝土抗凍性,比價格昂貴的減水劑與木質素磺酸鹽、糖蜜等減水劑復合使用可降低成本;外加劑的摻加方法對外加劑的塑化效果、適宜摻量、減水率、水泥用量、泌水性、凝結時間及引氣性等均有明顯影響,而影響摻加方法的因素很久研究的目的是結合具體條件選用經(jīng)濟且合理的摻加方法。
4 今后發(fā)展方向
進一步提高高效減水劑的質量。對于我國外加劑產(chǎn)品質量,外加劑協(xié)會受建設部委托先后進行過2 次評估。第一次是1993年,參加評估的外加劑廠27 家抽檢40 個產(chǎn)品,經(jīng)綜合評定,評出一等品14 個,合格品20 個,分別占評估外加劑的35 %和50 %,有15 %的產(chǎn)品不合格。第二次是1997 年參加評估的有50 家抽檢87個產(chǎn)品,經(jīng)綜合評定,作為建設部重點推薦的產(chǎn)品為72 %,即87 個產(chǎn)品有63 個為建設部重點推薦產(chǎn)品,有24 個產(chǎn)品達不到建設部推薦的要求。第一次抽樣40 個,其中高效減水劑21 個產(chǎn)品,第二次抽樣87 個,其中高效減水劑有30 個產(chǎn)品,產(chǎn)品由質檢部門作了正式檢驗。從2 次檢測結果來看,高效減水劑性能基本上是好的,除了不合格產(chǎn)品外,高效減水劑各廠的質量存在一定的差距,因此,高效減水劑廠在提高產(chǎn)品質量上是有文章可做的,另一方面,將我國產(chǎn)品與國外相比,有些產(chǎn)品與國外產(chǎn)品也存在一定差距,特別是在低摻量時,高效減水劑產(chǎn)品,減水和分散效果較差,過去生產(chǎn)的低濃高效減水劑較多,今后要提高高濃高效減水劑的比例,降低高效減水劑產(chǎn)品中Cl2和水不溶物的含量,以滿足高強高性能混凝土和生產(chǎn)液體外加劑的需要。
目前我國摻外加劑混凝土僅占混凝士總量的30 %左右,與先進國家的50～80 %比,差距仍然較大,外加劑生產(chǎn)仍有巨大的潛在市場。摻外加劑混凝土約為30 % , 為了推動國內(nèi)經(jīng)濟增長,國家向基礎設施建設投入了大量資金,去年就投入了1 000 多億,今年投入仍較大,國家大量的基礎設施建設如高速公路、鐵路、水利、市政等方面為外加劑應用提供了巨大市場,外加劑廠應利用這機會,發(fā)展自己。
我國混凝土外加劑通過過去開發(fā)研究,滿足了國內(nèi)經(jīng)濟建設的要求,作出了貢獻,隨著我國改革開放,加入WTO 組織,對我國外加劑產(chǎn)品也推出了更高的要求,目前國外的外加劑產(chǎn)品已進入我國市場,國內(nèi)外外加劑產(chǎn)品將有一番激烈的競爭。即要鞏固萘系減水劑,同時還應積極發(fā)展以蒽油為原料或以其它易得到的原材料制成的高效減水劑。
以合成樹脂如三聚氰胺之類的材料為原料的高效減水劑,由于其成本甚貴,不容易大面積推廣。萘系高效減水劑可開發(fā)成系列產(chǎn)品,性能和售價可有所不同。普通減水劑中還應繼續(xù)擴大木鈣類產(chǎn)品的生產(chǎn),開發(fā)出有良好性能、價格便宜、社會效益好、貨源較廣的普通減水劑。引氣劑在我國發(fā)展緩慢,應該進一步研究開發(fā)新型、高效能引入極微小氣泡的引氣劑,為改善和提高混凝土耐久性提供高質量外加劑產(chǎn)品。防凍劑在北方使用普遍,品種及配方不少,總的看可以滿足工程要求。防凍劑的發(fā)展應以低摻量,少用無機鹽為主攻目標。目前的早強劑均含有大量的元明粉或其它復合成份,由于易引起堿集料反應,并降低混凝土的易發(fā)性。因此,應適當控制摻兌比例以確保使用效果。塑化劑在國內(nèi)外已大量使用,國內(nèi)隨著預拌混凝土的發(fā)展,對它有了更加迫切的要求。目前其主要措施是以高效減水劑為主體,復合一定緩凝成份,但坍落度損失過快的問題仍有待探討解決。緩凝劑在水利工程中廣泛使用,鑒于水工混凝土的大體積、低水泥量及混合材料高摻量等特點,宜發(fā)展以堿性紙漿廢液為基材的復合型緩凝減水劑。
