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随着科学技术的发展,在工程中对混凝土的性能不断提出新的要求。在混凝土拌合物中掺入不超过水泥质量5%能使混凝土按要求改变其性能的物质,称为混凝土外加剂。国内外实践证明,使用混凝土外加剂是改善其各种性能满足设计及施工需要的有力措施,而且对节约水泥和能源也有十分显著效果,因此混凝土外加剂已经成为混凝土中必不可少的组成组份。国外许多国家使用掺外加剂的混凝土已占混凝土总量的60~90%,国内近年在使用水凝土外加剂方面应用量增大,并且积累了较多的经验。
一、混凝土外加剂分类及要求
1.外加剂的分类
不同的外加剂功能各异,也有一种外加剂具有多种效果。按外加剂的主要功能可分为六类:
1.1改善新拌混凝土和易性的外加剂。如减水剂、引气剂等。
1.2调节混凝土凝结硬化速度的外加剂。如早强剂、速凝剂、缓凝剂等。
1.3调节混凝土中空气含量的外加剂。如引气剂、加气剂、泡沫剂、消泡剂等。
1.4改善混凝土物理性能的外加劑。如引气剂、膨胀剂、抗冻剂、防水剂等。
1.5增加混凝土中钢筋抗腐蚀性的外加剂。如阻锈剂等。
1.6能为混凝土提供特殊性能的外加剂。如引气剂、着色剂、脱模剂等。
2.基本要求
外加剂的品种应根据工程设计和施工要求选用,不同的外加剂通过试验及技术经济比较来确定。不得对人体产生危害及环境污染。不同品种外加剂复合适用,应注意其相容性及对混凝土性能影响,应试验后使用。水泥细度越细对外加剂效果影响较大,应考虑外加剂掺入量,碱含量越高,适用性能越差。使用的外加剂应有供方所提供的产品说明书,出厂检验及合格证,掺外加剂混凝土性能检验报告。外加剂应复检后方可使用。
二、常用的外加剂混凝土应用
1.普通减水剂、高效减水剂及缓凝高效减水剂
减水剂是指能保持混凝土和易性不变而显著减少其拌合水量的外加剂。
减水剂也是一种多功能型外加剂,在用水量不变时,可增大坍落度10~20cm,保持混凝土和易性不变时,可减少水量12~25‰,提高早期强度25~40‰、后期15~40‰,特别是早期强度提高显著,在保持混凝土强度不变时,可节约水泥用量10~15‰,还可以提高抗渗、抗冻、耐化学腐蚀性能。可满足混凝土工程多方面要求,因此它是目前国内外使用量最大,效果最好的混凝土外加剂。按其生产效果分有普通型,早强型,引气型,缓凝型和高效型。按化学成分的不同分有木质素磺酸盐类、多环芳香族磺酸盐类、水溶性树脂磺酸盐类、腐植酸及糖蜜类等。
施工中应注意产量要准确,缓凝高效减水剂与其他减水剂复合适用时,一定要考虑相融问题,缓凝高效减水剂与水泥相融问题,炎热环境下,要延长凝结时间,而且要加强养护,防止混凝土裂缝产生。
2.早强剂及早强减水剂
早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。它可促进水泥的水化和硬化过程。加快施工进度提高模板周转率,特别适用于冬季施工。加入早强剂的混凝土后期强度增加不明显。
施工中应注意事项①有些结构中不得使用含有氯盐配制的早强减水剂。当有结块情况下一定要经过0.63mm筛。掺早强减水剂的混凝土自然养护时应用塑料薄膜覆盖。混凝土采用蒸养时,养护制度据外加剂、水泥品种、浇注温度及经验确定。(精确控制掺入量)
3.缓凝剂
缓凝剂是指能延缓混凝土凝结向时间,并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。缓凝剂主要有四类∶糖类∶如糖钙、葡萄糖酸盐,木质素磺酸盐类,如木质素磺酸钙,羟基羧核酸及其盐类,如柠檬酸,无机盐类∶如锌盐等。常用的缓凝剂是木钙和蜜糖。
缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增强作用,对钢筋也无腐蚀作用。主要适用于大体积混凝土,炎热气候下混凝土施工,以及长时间停放或长距离运输混凝土。适用中应注意∶加入缓凝剂混凝土经试配方可使用,否则可能出现早凝及长时间不凝现象,造成质量事故。对于假凝现象搅拌后期再加缓凝剂有可能缓解假凝现象。当掺用含有糖类及木质素磺酸盐类物质的外加剂时应先作水泥适应性试验,合格后方才能使用。缓凝剂不宜用于日最低气温5℃以下施工的混凝土,应根据现场温度选择适宜的缓凝剂。
4.防冻剂
防冻剂是指规定温度下,能显著降低混凝土的冰点,使混凝土液相不冻结式仅部分冻结,以保证水泥的水化作用,并在一定的时间内获得预期强度的外加剂。防冻剂一般分为∶无机盐类、有机化合物类、有机化合物与无机盐复合类、复合型防冻剂。
混凝土施工中氯盐类防冻剂适用于无钢筋混凝土,氯盐阻锈类防冻剂可用于钢筋工程无氯盐适用于予应力钢筋混凝土工程,目前国内防冻剂品种适用于0~-15℃的气温,优先选用硅酸杨水泥、普通硅酸盐水泥,气温低于-5℃可用热水拌合混凝土,水温高于65℃时,热水应先与骨料拌合,再加入水泥,原材料严格按配合比投放,严格控制防冻剂掺量。混凝土入摸前清楚模板内污垢,掺防冻剂混凝土运拌车罐体采取保温措施,浇注后应塑料薄膜覆盖,不得浇水,当混凝土温度降到规定温度时,混凝土强度必须达到抗冻临界强度,当最低温度不低于-10℃时,混凝土强度不得小于3.5Mpa,当最低温度不低于-15℃时,混凝土抗压强度不得小于4.0Mpa,拆模后混凝土表面温度与环境温度之差大于20℃,注意保温覆盖,防止温度裂缝。
5.泵送剂
泵送剂是指能改善混凝土拌合物性能,保证拌合物顺利通过管道不堵,不离折,满足坍落度要求的外加剂,可以由减水剂、缓凝剂、和引气剂和保塑剂复合组成泵送剂。
泵送剂能大大提高混凝土流动能,并且能使新拌混凝土60-180分钟内式更长,保持混凝土流动性无变化。施工中应依据要求的强度,坍落度选好水泥及泵送剂品种,计算泵送剂掺量须试验确定。一般C20-C40混凝土选用普通减水剂、C40-C80混凝土选用高剂减水剂。泵送剂已经越来越多的用于工业与民用建筑泵送施工的混凝土。特别适用于大体积、高层和超高层建筑工程项目。
总之混凝土中掺入外加剂,可明显改善混凝土的技术性能,扩展了混凝土的应用空间,取得了显著的技术经济效果,施工应用中积累了较丰富的经验,我们正在由单一型至复合型、高碱至低碱、固态至液态、大掺量至小掺量、低能低效至高能高效、单独使用至复合使用、无机至有机、非环保至环保方向发展,混凝土外加剂的应用会更加科学完善。
参考文献
[1]新型混凝土及其应用.金盾出版社.曹文达编著.
[2]混凝土外加剂应用技术规范.国家标准.
[3]混凝土外加剂匀质性试验方法.国家标准.GB/T 8077-2000.
[4]混凝土.泵送剂.JC473-2001.国家标准.
一、混凝土外加剂分类及要求
1.外加剂的分类
不同的外加剂功能各异,也有一种外加剂具有多种效果。按外加剂的主要功能可分为六类:
1.1改善新拌混凝土和易性的外加剂。如减水剂、引气剂等。
1.2调节混凝土凝结硬化速度的外加剂。如早强剂、速凝剂、缓凝剂等。
1.3调节混凝土中空气含量的外加剂。如引气剂、加气剂、泡沫剂、消泡剂等。
1.4改善混凝土物理性能的外加劑。如引气剂、膨胀剂、抗冻剂、防水剂等。
1.5增加混凝土中钢筋抗腐蚀性的外加剂。如阻锈剂等。
1.6能为混凝土提供特殊性能的外加剂。如引气剂、着色剂、脱模剂等。
2.基本要求
外加剂的品种应根据工程设计和施工要求选用,不同的外加剂通过试验及技术经济比较来确定。不得对人体产生危害及环境污染。不同品种外加剂复合适用,应注意其相容性及对混凝土性能影响,应试验后使用。水泥细度越细对外加剂效果影响较大,应考虑外加剂掺入量,碱含量越高,适用性能越差。使用的外加剂应有供方所提供的产品说明书,出厂检验及合格证,掺外加剂混凝土性能检验报告。外加剂应复检后方可使用。
二、常用的外加剂混凝土应用
1.普通减水剂、高效减水剂及缓凝高效减水剂
减水剂是指能保持混凝土和易性不变而显著减少其拌合水量的外加剂。
减水剂也是一种多功能型外加剂,在用水量不变时,可增大坍落度10~20cm,保持混凝土和易性不变时,可减少水量12~25‰,提高早期强度25~40‰、后期15~40‰,特别是早期强度提高显著,在保持混凝土强度不变时,可节约水泥用量10~15‰,还可以提高抗渗、抗冻、耐化学腐蚀性能。可满足混凝土工程多方面要求,因此它是目前国内外使用量最大,效果最好的混凝土外加剂。按其生产效果分有普通型,早强型,引气型,缓凝型和高效型。按化学成分的不同分有木质素磺酸盐类、多环芳香族磺酸盐类、水溶性树脂磺酸盐类、腐植酸及糖蜜类等。
施工中应注意产量要准确,缓凝高效减水剂与其他减水剂复合适用时,一定要考虑相融问题,缓凝高效减水剂与水泥相融问题,炎热环境下,要延长凝结时间,而且要加强养护,防止混凝土裂缝产生。
2.早强剂及早强减水剂
早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。它可促进水泥的水化和硬化过程。加快施工进度提高模板周转率,特别适用于冬季施工。加入早强剂的混凝土后期强度增加不明显。
施工中应注意事项①有些结构中不得使用含有氯盐配制的早强减水剂。当有结块情况下一定要经过0.63mm筛。掺早强减水剂的混凝土自然养护时应用塑料薄膜覆盖。混凝土采用蒸养时,养护制度据外加剂、水泥品种、浇注温度及经验确定。(精确控制掺入量)
3.缓凝剂
缓凝剂是指能延缓混凝土凝结向时间,并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。缓凝剂主要有四类∶糖类∶如糖钙、葡萄糖酸盐,木质素磺酸盐类,如木质素磺酸钙,羟基羧核酸及其盐类,如柠檬酸,无机盐类∶如锌盐等。常用的缓凝剂是木钙和蜜糖。
缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增强作用,对钢筋也无腐蚀作用。主要适用于大体积混凝土,炎热气候下混凝土施工,以及长时间停放或长距离运输混凝土。适用中应注意∶加入缓凝剂混凝土经试配方可使用,否则可能出现早凝及长时间不凝现象,造成质量事故。对于假凝现象搅拌后期再加缓凝剂有可能缓解假凝现象。当掺用含有糖类及木质素磺酸盐类物质的外加剂时应先作水泥适应性试验,合格后方才能使用。缓凝剂不宜用于日最低气温5℃以下施工的混凝土,应根据现场温度选择适宜的缓凝剂。
4.防冻剂
防冻剂是指规定温度下,能显著降低混凝土的冰点,使混凝土液相不冻结式仅部分冻结,以保证水泥的水化作用,并在一定的时间内获得预期强度的外加剂。防冻剂一般分为∶无机盐类、有机化合物类、有机化合物与无机盐复合类、复合型防冻剂。
混凝土施工中氯盐类防冻剂适用于无钢筋混凝土,氯盐阻锈类防冻剂可用于钢筋工程无氯盐适用于予应力钢筋混凝土工程,目前国内防冻剂品种适用于0~-15℃的气温,优先选用硅酸杨水泥、普通硅酸盐水泥,气温低于-5℃可用热水拌合混凝土,水温高于65℃时,热水应先与骨料拌合,再加入水泥,原材料严格按配合比投放,严格控制防冻剂掺量。混凝土入摸前清楚模板内污垢,掺防冻剂混凝土运拌车罐体采取保温措施,浇注后应塑料薄膜覆盖,不得浇水,当混凝土温度降到规定温度时,混凝土强度必须达到抗冻临界强度,当最低温度不低于-10℃时,混凝土强度不得小于3.5Mpa,当最低温度不低于-15℃时,混凝土抗压强度不得小于4.0Mpa,拆模后混凝土表面温度与环境温度之差大于20℃,注意保温覆盖,防止温度裂缝。
5.泵送剂
泵送剂是指能改善混凝土拌合物性能,保证拌合物顺利通过管道不堵,不离折,满足坍落度要求的外加剂,可以由减水剂、缓凝剂、和引气剂和保塑剂复合组成泵送剂。
泵送剂能大大提高混凝土流动能,并且能使新拌混凝土60-180分钟内式更长,保持混凝土流动性无变化。施工中应依据要求的强度,坍落度选好水泥及泵送剂品种,计算泵送剂掺量须试验确定。一般C20-C40混凝土选用普通减水剂、C40-C80混凝土选用高剂减水剂。泵送剂已经越来越多的用于工业与民用建筑泵送施工的混凝土。特别适用于大体积、高层和超高层建筑工程项目。
总之混凝土中掺入外加剂,可明显改善混凝土的技术性能,扩展了混凝土的应用空间,取得了显著的技术经济效果,施工应用中积累了较丰富的经验,我们正在由单一型至复合型、高碱至低碱、固态至液态、大掺量至小掺量、低能低效至高能高效、单独使用至复合使用、无机至有机、非环保至环保方向发展,混凝土外加剂的应用会更加科学完善。
参考文献
[1]新型混凝土及其应用.金盾出版社.曹文达编著.
[2]混凝土外加剂应用技术规范.国家标准.
[3]混凝土外加剂匀质性试验方法.国家标准.GB/T 8077-2000.
[4]混凝土.泵送剂.JC473-2001.国家标准.