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混凝土外加劑材料應用的探討

2005-11-15 00:00  留言

[中圖分類號] TV431 [文獻標識碼] C 　[文章編號] 1006-7175(2003)03-0240-01

1 　混凝土外加劑的分類及作用

混凝土外加劑材料的研制、生產及應用，是繼鋼筋混凝土之后在混凝土工藝上的第二次突破，外加劑改善了混凝土澆筑性能，極大地提高了混凝土的產品質量，降低了工程造價。

混凝土外加劑從摻入混凝土中所起到的作用可分為：改善新拌混凝土的工作性(如增加流動性，減少流動性經時損失等) 和穩定性(如均勻性、不離析、不泌水等) ，調節水泥的水化過程(如延緩水化放熱、早強、高強等) ，改善混凝土的孔節構(如達到輕質、高強、耐久等) ，提高混凝土體積穩定性(如補償收縮、防滲、抗裂等) 。

根據混凝土外加劑作用通常分有早強劑、引氣劑、減水劑、緩凝劑及其它外加劑。目前國內研制開發的大多數為新型多功能外加劑。

美國內務部墾務局研究成果表明，摻入外加劑的混凝土與普通混凝土相比，結構性和耐久性大為改善，強度最大增長差不多達到4倍，水的滲透率可降低到忽略不計的數值，吸水率降低了95% ，抗磨和抗侵蝕性能有顯著改善，抗凍融能力大大提高，抗蒸餾水、硫酸鹽溶液的腐蝕能力顯著提高[1] (原試驗各項性能比較表略) 。

1996年水利部頒發的“水工混凝土結構設計規范”中明確表述在混凝土抗凍等級標示中，黑龍江省的抗凍等級大部分在F150～F300 ，無抗凍要求的地區，混凝土抗凍等級也不宜低于F50 ，尤其是流速較大的過冰、多沙或推移質的過水、輸水、引水工程中必須考慮抗凍要求[2] 。抗凍混凝土必須摻加引氣劑。

2 　引氣劑和引氣減水劑的作用

由于混凝土拌合過程中帶入空氣，使混凝土中有1%～2%(占混凝土體積的百分比) 的空氣含量，在這種情況下，帶入的氣泡不均勻，形狀不規則，使混凝土的強度受到影響。如果摻入適量的引氣劑和引氣減水劑(0.002%～0.01%) ，使混凝土中的含氣量達到3%～5% ，并在硬化的混凝土中形成均勻穩定的小氣泡，大量的小氣泡的存在對提高混凝土的抗凍性、抗滲性及耐久性是十分有利的。摻入引氣劑和引氣減水劑的混凝土由于引入了大量的微小獨立的氣泡，在這些球狀氣泡的滾動作用和浮托作用下，使拌合混凝土粘度增大。使混凝土的和易性和穩定性得到改善和提高，又由于氣泡的吸附作用，水泥漿的粘度進一步增大，混凝土的泌水離析沉降就大大降低，增加了混凝土的抗拉強度。

引氣劑的減水率為7%～9%，引氣減水劑由于引氣、減水雙重作用減水率為12%～15%。由于含氣量的增加，在單位體積的混凝土中，減少了水的用量，同時也節約了其它建筑材料[3] 。

由于大量微小氣泡占據混凝土中的自由空間，破壞了毛細管的連續性，這樣使混凝土的抗滲性能得到改善，同時與抗滲性有關的混凝土抗化學侵蝕作用和抗中性化作用也得到改善。混凝土單位用水量少，混凝土密實，毛管被氣泡堵塞，氣泡對水分凍結的局部壓力增大起到了緩沖作用，從而提高了混凝土的抗凍融性， (大約是普通混凝土的10～20倍) 特別是對初期的抗凍融性更佳。

3 　結語

外加劑極大地改善了混凝土制作過程和混凝土成品的性能，因此在水工建筑物中，推廣使用混凝土外加劑材料，創造優質產品尤為必要。如冬季負溫(- 20℃) 環境混凝土施工，負溫(-15℃) 環境下養護，選區用防凍系列外加劑，可以達到滿意的設計強度。如商品混凝土夏季高溫情況下施工，混凝土水壩及溢洪道大體積混凝土施工延緩凝結時間，減少水化熱產生的溫度應力，使混凝土產生裂縫，可選區用緩凝系列外加劑。如預制混凝土及預應力混凝土可選用早強系列外加劑。如巖石灌漿構造物裂縫處理可選用膨脹系列外加劑。如水塔、水池及水下建筑物可選用防水系列外加劑。如大跨度大荷載及有特殊要求的構造物，可選用高強系列外加劑等等。選用外加劑材料可使混凝土成品早強、高強、輕質、耐久，同時耗能低、成本低，適于快速施工。