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混凝土外加剂技术(二)  

2012-12-05 23:36:01|  分类: 土木工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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转自独上高楼的博客

二、混凝土外加剂的分类

外加剂可由材料作用、效果或使用目的为主来区分;也可由材料的组成、化学作用或物理化学作用为主来区分。

外加剂按其一种或数种主要功能可分成以下5类:

改善新拌混凝土流变性能—减水剂、引气剂、保水剂等;

调节混凝土凝结、硬化性能—缓凝剂、早强剂、速凝剂等;

调节混凝土气体含量—引气剂、发气剂、泡沫剂、消泡剂等;

改善混凝土耐久性—引气剂、阻锈剂、抗冻剂、抗渗剂等;

为混凝土提供特殊性能——发气剂、泡沫剂、着色剂、膨胀剂、碱—骨料反应抑制剂等。

我国外加剂按功能可分为6大类,主要有10余个品种。

目前,正在开发的产品尚有:流平剂、抗渗剂、疏水剂、灌浆剂、粘结剂、阻锈剂、减水剂、絮凝剂、保水剂、密实剂、着色剂等。

三、外加剂的作用和应用范围

(一)基本作用

各类外加剂都有各自的特殊功能。综合起来,外加剂可以在以下方面发挥作用:

1.能改善施工条件,减轻体力劳动,并有利于机械化施工,对保证及提高工程质量有积极的作用,能使现场条件下完成过去难以完成的要求高质量的工程例如可掺加高效能减水剂在工地条件下配制C80~C100号的超高强混凝土,掺加减水剂可配制泵送混凝土等。

2.能减少养护时间,或预制厂缩短蒸养时间,可以提早拆模加速模板周转,还可以提早以预应力钢筋混凝土钢筋放张、剪筋,总之可以加快施工进度。

3.能提高或改善混凝土质量。许多外加剂可以提高混凝土的强度,增加耐久性、密实性,增强抗冻性、抗渗性,改善干燥收缩及流变性能,有些外加剂能提高钢筋的耐蚀性等。只要掺用得当是不会降低混凝土的性能的。

4.在采取一定措施的条件下,可适量地节约水泥也不影响混凝土的质量。

5.可以节约能源。节约水泥就是节约了能源。而增加和易性使捣固、抹平工序易于进行,自然就使能源消耗减少,减少养护和蒸养时间也节省了能源。因此,外加剂对能源的节约可起到相当大的作用。

(二)应用范围

外加剂的应用范围十分广泛,在以下条件下都 可以使用外加剂。

1.自然条件下养护的混凝土制品或构件 ,掺用减水剂能改善和易性,或者提高强度,或者节约水泥。

冬季现场浇注混凝土施工时,可掺用早强剂或早强型减水剂。

3.夏季滑模施工、水坝等大体积工程 中,可掺用缓凝剂或缓凝型减水剂以延缓水泥放热过程,可减少收缩裂缝而保证混凝土质量。

4.喷射混凝土、放水堵漏工程中可掺用速凝剂,使混凝土很快凝结。

5.大模板或钢筋密集的预应力钢筋混凝土工程,可使用高效减水剂以利浇注,保证工程质量。

6.港工、水工混凝土可掺用引气剂、减水剂以降低水泥用量,提高混凝土和易性或耐久性。

7.高标号(C40~C70)、超高标号(C70以上)混凝土可掺用高效减水剂来配制。

8.大型设备基础螺栓孔灌浆;大体积混凝土防止裂缝;补偿混凝土收缩,防止裂缝和对混凝土补强时的屋面、地下防水等工程 中可掺用膨胀剂。

9.许多预制构件品可掺用各种外加剂,有的可减少蒸养时间,有的可改善强力振捣的工艺,这些均有利于提高制品质量。

四、常用砼外加剂简介

国家主管部门规定,全国直辖市、省会城市、沿海开放城市和旅游城市将大力发展预拌混凝土,从2003年12月31日起禁止这些城市工地现场搅拌混凝土。其它城市至迟在2005年31日也将同样禁止城市工地现场搅拌混凝土。同时规定预拌商品混凝土站和各水泥制品厂必须使用散装水泥,不得在使用袋装水泥。目前临沂市基本上没有正规的混凝土外加剂企业,产品质量令人担忧。宏艺科技公司根据临沂市的特点,审时度势,投入巨资进行混凝土外加剂研究开发,并从中国建材院引进混凝土外加剂新技术和全套检测设备,建立了正规的外加剂生产线,并和南京工业大学联合开发了砂浆、混凝土专用特种纤维。目前已能向建筑施工企业提供产品。下面我简要介绍一下我公司生产、经营“强力牌”的外加剂产品:

1.早强剂

定义:加速砼早期强度发展的外加剂。

主要作用:提高砼早期强度、缩短施工周期。

适用范围:适用于蒸养砼及常温,低温和最低温度不低于-5OC环境中施工的有早强或防冻要求的砼工程。  

主要类别:强电解质无机盐类早强剂:如硫酸盐、硝酸盐等;

水溶性有机化合物:如 三乙醇胺、甲酸盐等。

其它:如 有机化合物,无机盐复合物。

2.早强减水剂

定义:兼有早强和减水功能的外加剂。

主要作用:提高砼早期强度,缩短施工周期;改善拌合物流动性;节约水泥。

适用范围:适用于蒸养混凝土及常温,低温和最低温度不低于-5OC环境中施工的有早强、防冻要求的混凝土工程。

主要品种:普通型早强减水剂,高效型早强减水剂。

3.泵送剂

定义:能改善混凝土拌合物泵送剂性能的外加剂。

主要作用:提高拌合物的和易性,降低泵送阻力,改善泵送性能。

适用范围:适用于工业与民用建筑及其它建筑物的泵送施工混凝土;特别适用于大体积混凝土,高层建筑和超高层建筑和滑模施工。

主要品种:普通泵送剂、高效泵送剂。

4.缓凝减水剂

定义:兼有缓凝和减水功能的外加剂。

主要作用:改善砼拌合物和易性,节约水泥。有缓凝作用,可降低水泥早期水泥水化热,防止砼开裂。

适用范围::适用于大体积砼,碾压化砼,炎热气候条件下施工的砼,大面积浇注的砼,避免冷缝产生的砼,自流平免振混凝土及其它需要延缓凝结时间的砼。

主要品种:普通缓凝减水剂、高效缓凝减水剂。

5.防冻剂

定义:能使砼在负温下硬化,并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂。

主要作用:提高早期强度、 防止砼受冻破坏。

适用范围:适用于负温条件下施工的砼。

主要品种:早强型防冻剂、防冻型防冻剂。

6.膨胀剂

定义:能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。

主要作用:防止砼开裂破坏;防止砼的渗漏破坏;增强砼的体积稳定性。

适用范围:补偿收缩砼;填充用膨胀砼;填充用膨胀砂浆。

主要品种:硫铝酸钙类;硫酸铝—氧化钙类;氧化钙类。

7.防水剂

定义:能降低混凝土在静水压力的透水性的外加剂。

主要作用:提高砼的密实性,防渗性。

适用范围:适用于工业与民用建筑的屋面,地下室,隧道,巷道给排水池,水泵站等有防水抗渗要求的砼工程。

主要品种:

无机化合物类:如FeCI3,硅灰等。

有机化合物类:膨胀砼及其盐类,有机硅表面活性剂等。

混合物类:无机类混合物,有机类混合物等。

复合类:上述各类与引气、减水组分等复合而成。

8.普通减水剂

定义:在砼坍落度基本相同的条件下,能减少拌合用水的外加剂。

主要作用:节约水泥;改善拌合物和易性;提高砼强度。

适用范围:适用于普通砼,钢筋砼及最低气温5OC以上施工的砼工程;不宜单独用于蒸养砼;使用时应先作水泥适应性试验,合格后方可使用。

主要品种:木钙,木镁,木钠及丹宁等。

9.高效减水剂

定义:在混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅度减少拌合用水量的外加剂。

主要作用:节约水泥;改善拌合物和易性;提高砼强度。

适用范围: 适用于最低气温0OC以上的混凝土施工,用于配制高强大流动度,泵送,耐久性高的砼。

主要品种:多环芳香族磺酸盐类,如萘的磺化物与甲醛缩合的盐类,胺基磺酸盐等。

五、使用外加剂应注意的事项

1.根据工程特点选用合适的外加剂

几乎各种混凝土都可以掺用外加剂,但必须根据工程需要、施工条件和施工工艺等选择合适的外加剂。如一般混凝土主要采用普通减水剂,早强、高强混凝土采用高效减水剂,气温高时,掺用引气性大的减水剂或缓凝减水剂,气温低时,一般不用单一引气型减水剂,多用复合早强减水剂,为了提高混凝土的和易性,采用防水剂,高层建筑采用泵送混凝土时应使用泵送剂等,为了发挥各种外加剂的特点,不宜互为代用,如将高效减水剂作普通减水剂用,普通减水剂当早强减水剂用都是不合适的。外加剂对不同的水泥有一个适应性问题,如某些减水剂对掺硬石膏的水泥不发挥作用。

2.注意外加剂的质量

关注外加剂的质量,除关注某些厂家不注意原材料质量控制,粗制滥造,以假乱真,提供伪劣产品外,对质量较好的产品也应注意某些问题,如应详细了解产品实际性能,注意生产厂所提供的技术资料和应用说明。又如目前我国减水剂牌号众多,诸多厂家未明显标示其产品品种,而且质量不一,因此,在工程应用前,应按照质量标准对选择好的减水剂进行掺减水剂混凝土性能要求(与基准混凝土相比)的检验,为了确定掺量,对液态减水剂应测定溶液密度;对粉剂减水剂应测定固体物含量。在粉剂产品中,有些由于烘干不彻底或包装不符合要求而受潮,致使产品中的固体含量大都在75%~80%左右,因此在这种情况下切勿将固体物质以100%用作计算掺量的依据。

3.注意水泥品种的选择

在原材料中,水泥对外加剂的影响最大,水泥品种不同,将影响减水剂的减水、增强效果,其中对减水效果影响更明显。高效减水剂对水泥更有选择性,不同水泥其减水率的相差较大,水泥矿物组成、掺和料、调凝剂、碱含量、细度等都将影响减水剂的使用效果,如掺有硬石膏的水泥,对于某些掺减水剂的混凝土将产生速硬或使混凝土初凝时间大大缩短,其中萘系减水剂影响较小,糖蜜类会引起速硬,木钙类会使初凝时间延长。因此,同一种减水剂在相同的掺量下,往往因水泥不同而使用效果明显不同,或同一种减水剂,在不同水泥中为了达到相同的减水增强效果,减水剂的掺量明显不同。在某些水泥中,有的减水剂会引起异常凝结现象。为此,当水泥可供选择时,应选用对减水剂较为适应的水泥,提高减水剂的使用效果。当减水剂可供选择时,应选择施工用水泥较为适用的减水剂,为使减水剂发挥更好效果,在使用前,应结合工程进行水泥选择试验。

4.使用前进行试验

为了确保工程质量,根据现有的标准,如对减水剂在使用前首先要作匀质性试验,一般应测定表面张力和含固量两项,当测定表面张力有困难时,可用起泡性代替,然后进行混凝土试配,如检验减水剂混凝土的性能,一般应测定坍落度损失、减水率、含气量和抗压强度4项。

5.注意常握掺量

每种外加剂都有适宜的掺量,即使同一种外加剂,不同的用途有不同的适宜的掺量。掺量过大,不仅在经济上不合理,而且可能造成质量事故。如对有引气、缓凝作用的减水剂,尤其要注意不能超掺量。如木钙掺量大于水泥重要的0.5%,会引入过量空气而使初凝缓慢,降低混凝土强度。高效减水剂掺量过小,失去高效能作用,而掺量过大(>1.5%),则会由于泌水而影响质量。氯盐的限制是众所周知的,过量会引起钢筋锈蚀。防冻剂的掺量与温度有关,并且根据强度效果作了掺量规定,总之,影响外加剂掺量的因素较多,如对减水剂就有掺加方法、水泥品种、拌合物的初始流动性及养护制度等。

6.采用适宜的掺加方法

在混凝土搅拌过程中,外加剂的掺加方法对外加剂的使用效果影响较大。如减水剂掺加方法大体分为先掺法(在拌合水之前掺入)、同掺法(与拌合水同时掺入)、滞水法(在搅拌过程中减水剂滞后于水2~3min加入)、后掺法(在拌合后经过一定的时间才按1次或几次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中,再经2次或多次搅拌)。不同的掺加方法将会带来不同的使用效果,不同品种的减水剂,由于作用机理不同,其掺加方法也不一样。如对于萘系高效减水剂,为了避开水泥种的C3A、C4AF矿物成分的选择性吸附,以后掺法为好,又如木钙类减水剂,由于其作用机理是大分子保护作用,故不同的掺加方法影响不显著。影响减水剂掺加方法的因素主要有水泥品种、减水剂品种、减水剂掺量、掺加时间及复合的其它外加剂等。均宜通过试拌确定。

7.注意调整混凝土的配合比

一般地说,外加剂对混凝土配合比没有特殊要求,可按普通方法进行设计。但在减水或节约水泥的情况下,应对砂率、水泥用量、水灰比等作适当调整。

⑴砂率 砂率对混凝土的和易性影响很大。由于掺入减水剂后和易性能获得较大改善,因此砂率可适当降低,其降低幅度约为1%~4%,如木钙可取下限1%~2%,引气性减水剂可取上限3%~4%,若砂率偏高,则降低幅度可增大,过高的砂率不仅影响混凝土强度,也给成型操作来一定的困难。具体配比均应由试配结果来确定。

⑵水泥用量 混凝土中掺用减水剂均有不同程度节约水泥的效果,使用普通减水剂可节约5%~10%,高效减水即可节约10%~15%。用高标号水泥配制混凝土,掺减水剂可节约更多的水泥。

⑶水灰比 掺减水剂混凝土的水灰化应根据所掺品种的减水率确定。原来水灰比大者减水率也较水灰比小者高。在节约水泥后为保持坍落度相同,其水灰比应与未省水泥时相同或增加约0.01~0.03。

8.注意施工特点

如搅拌过程中要严格控制减水剂和水的用量,选用合适的掺加方法和搅拌时间,保证减水剂充分起作用。对于不同的掺加方法应有不同的注意事项,如干掺时注意所用的减水剂要有足够的细度,粉粒太粗,溶解不匀,效果就不好;后掺或干掺的,必须延长搅拌时间1min以上。

掺减水剂的混凝土坍落度损失一般较快,应缩短运输及停放时间,一般不超过30min,否则要用后掺法。在运输过程中应注意保持混凝土的匀质性,避免分层,掺缓凝型减水剂要注意初凝时间延缓,掺高效减水剂或复合剂有坍落度损失快等特点。又如,蒸养混凝土中外加剂若使用不当,混凝土表面会出现起鼓、胀裂酥松等质量问题,强度也显著下降,因此在蒸养混凝土中要注意如下问题:选择合适的外加剂,如引气类外加剂就不宜使用;要控制外加剂掺量;要有一定的预养期和升温期;要通过试验确定恒温温度和时间。

9.注意搅拌、运输和成型操作

在搅拌时,对于不同的掺加方法需要不同的注意事项。如干掺时必须注意所用的减水剂要有足够的细度,粉粒太粗,溶解不匀,效果就不好;后掺或干掺的,必须延长搅拌时间1min以上,在预制构件生产中尤其要注意这一点。在运输过程中应注意保持混凝土的匀质性,避免分层,掺缓凝型减水剂要注意初凝时间延缓,掺高效减水剂或复合剂要注意坍落度损失快等特点;掺引气型减水剂成型时,要注意振捣除气,否则会影响效果。

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