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【分析】混凝土外加劑的選擇對混凝土性能的影響

混凝土外加劑的選擇對混凝土性能的影響

來源：砼商網作者：砼商網編輯部發布日期：Nov 4, 2016 閱讀次數：1932 收藏打印

為了滿足我國經濟的發展對混凝土的需求，混凝土外加劑誕生了。本文分析混凝土外加劑的性能、外加劑在混凝土施工中應用、外加劑的選擇來展開建筑施工中混凝土外加劑對混凝土性能影響的研究。
我國國民經濟的持續發展，帶來基礎工業建設與建筑業對混凝土、水泥和制品的需求量增加，從而推動了水泥、制品工業、混凝土行業的發展。但伴隨建筑行業技術不斷的進步，人們對水泥混凝土要求也就越來越高。體現在不僅要求混凝土要早強、可調凝、大流動度、高耐久性、輕質等，而且還要求成型容易和制備的成本低、養護簡便等等。為滿足人們的需要，混凝土外加劑就應需誕生了。
混凝土外加劑一般分為早強劑，減水劑，引氣劑，緩凝劑。外加劑特點是摻量少、品種多，能起到提高或者改善硬化混凝土的作用。對混凝土外加劑對混凝土性能的影響、混凝土外加劑與水泥的適應性影響進行研究，對更好運用混凝土外加劑，充分發揮混凝土在建筑工程上作用是十分重要的。
一、混凝土外加劑的性能分析
1.外加劑與水泥的相容性對混凝土的影響
（1）每一種混凝土外加劑都有它特有的功能，摻加這種外加劑，能夠對混凝土某一方面或某幾方面的性能進行改善。如摻加減水劑可以在保持相同用水量情況下增大混凝土的流動性，或在保持相同流動性情況下降低單位用水量，從而提高混凝土的強度，改善混凝土的耐久性等。由此，可以這樣理解混凝土外加劑與水泥的適應性與不適應性的概念：按照混凝土外加劑應用技術規范，將經檢驗符合有關標準的某種外加劑摻加到用按規定可以使用該品種外加劑的水泥所配制的混凝土中，若能夠產生應有的效果，該水泥與這種外加劑是適應的；相反，如果不能產生應有的效果，則該水泥與這種外加劑之間存在不適應性。如：用幾種普通硅酸鹽水泥并摻加某種高效減水劑（經檢驗符合高效減水劑質量標準）配制混凝土，在配制條件都相同的情況下，有種水泥所配制的混凝土在減水率方面出現了嚴重不足，則說明這種水泥與該高效減水劑不適應，而其他幾種水泥與該高效減水劑相適應。再如，當某種水泥所配制的混凝土中摻加經檢驗符合相關質量標準要求的速凝劑卻得不到速凝效果，或摻加緩凝劑卻得到了假凝效果，都可以認為是由于外加劑與水泥之間不相適應所致。幾乎所有品種的外加劑與水泥之間都存在適應性問題，只是目前來說減水劑使用最普遍，而且當其與水泥產生不適應性的時候能夠比較直觀快速地反應出來（如流動性差、減水率低、或拌合物板結發熱、流動度損失過快等現象）。
（2）某工程采用了某水泥廠的立窯水泥和某外加劑廠的高效復合減水劑，開始效果不錯，后來有一批水泥拌制的摻同樣外加劑的混凝土發生急凝現象，導致混凝土結構疏松，最后不得不將已澆筑完成的800m3混凝土全部砸掉。查其原因，水泥按水泥標準檢驗合格，減水劑按其標準檢驗亦合格，但兩者配合制得的混凝土卻有嚴重的質量問題。為了查清原因，科研人員用出事的水泥與減水劑做了試驗，確實有急凝現象，但在水泥中摻入0.5%～1.0%（二水石膏后，則得到了有良好工作性能和強度的混凝土。證明該水泥由于石膏摻入量不足（但達到水泥標準性能）而與減水劑不相容。
（3）總之，外加劑與水泥之間的適應性問題，是一個錯綜復雜的、而工程中又難以避免的實際問題，它影響著其應用效果，有時會導致嚴重的工程事故和無可估量的經濟損失。
水泥與外加劑的相容性是一個很有意義的科學問題，更是一個工程實際問題，這個問題出自于工程事故。因此必須引起生產單位和工程應用部門的高度重視。
2.混凝土外加劑的作用
因混凝土添加劑的種類不同作用也跟著不同。一般作用是在單位立方混凝土用水量或者在水泥用量不發生變化的情況之下，可以提高相應混凝土的流動性；在水泥用量不變或者混凝土坍落度不變的情況下，可以實現用水量的減少，進而混凝土強度也提高，混凝土的耐久性得到改善；在設計強度不變和混凝土坍落度不變的情況下，可節省水泥用量和降低成本等等。早強劑是提高混凝土早期強度，多用于搶修工程和冬季施工的混凝土；減水劑是在保持混凝土稠度不變的情況下，具有減水增強作用；引氣劑主要是減少混凝土攪拌過程中產生的氣泡導致的泌水離析、改善混凝土的和易性；緩凝劑能延緩混凝土凝結時間，兼有緩凝和減水作用，主要用于大體積混凝土、炎熱天氣條件下施工的混凝土或長距離運輸的混凝土。
3.外加劑減水劑對混凝土性能的影響之分析
混凝土外加劑減水劑的主要是由表面活性劑所構成。這表面活性劑屬于陰離子型表面活性劑。實質上混凝土堿水劑不與水泥起著化學作用，它對混凝土作用主要體現對新拌混凝土的塑化，塑化是潤濕作用、吸附分散作用和潤滑作用。
外加劑減水劑的吸附分散、潤滑和潤濕作用，所以只需使用較少量的水就很容易將混凝土均勻拌和，讓新拌的混凝土和易性得到改善，這就是外加劑減水劑對新拌混凝土的塑化作用。
4.外加劑引氣劑對混凝土性能的影響分析
外加劑引氣劑能在混凝土中引入大量微小而且獨立的小氣泡，這種氣泡能讓混凝土的和易性獲得較大的改善。引氣劑在對硬化混凝土性能的影響上，從減水效能分析，混凝土強度也會相應提高；但從引氣的角度分析，混凝土強度一般呈現下降的。所以，摻合了引氣劑或者引氣減水劑的混凝土，其彈性模的量比不摻引氣劑的低，降低的幅度上也大于強度的變化幅度。原因就在于水泥漿體中大量存在的微小氣泡，讓漿體的彈性模量也隨之降低。
二、混凝土外加劑與混凝土施工
混凝土是現代社會必需的建筑材料。它的品種之多、生產數量大、應用范圍廣都是當今世界之最。但混凝土施工技術發展必須要外加劑。可以說，外加劑的產生和發展推動混凝土施工技術的發展，讓混凝土技術由塑性混凝土向流態化混凝土、干硬性混凝土、高性能混凝土的方向發展。如現在研發的新型高效減水劑將混凝土的高施工性能、高強、高耐久性結合起來，提高了低水灰比之下的減水率，滿足了某些混凝土的工程。不僅提出高性能，而且要求能滿足高功能化的要求。并且還能制造出流動性能高、用水量少、不分離穿透鋼筋網片性能良好的高性能不振搗混凝土。這一些都是混凝土外加劑對混凝土施工的積極作用。
三、混凝土外加劑的選擇
根據張家堡高層住宅，長纓東路危房改造等工程中遇到的關于混凝土外加劑的使用問題，混凝土摻用外加劑，在使用前，應該了解不同外加劑的性能，相應的使用條件，查閱出廠產品說明書，外加劑的品種、摻量必須根據混凝土性能要求、施工和氣候條件，嚴格按照現行規范執行，外加劑的質量符合國家相關標準要求。選擇能與水泥相適應，能滿足設計與施工要求的相應外加劑不同種類、不同生產工藝或摻量與配方的外加劑對混凝土和水泥的適應性也有差別的。所以應該通過一個試驗確定，選用適應性好并且質量穩定的外加劑；同時根據設計的不同和施工上的要求，選擇相應的外加劑。結合在現場上實際多使用材料來進行試配，確定外加劑適宜摻量和施工合理配合。
伴隨泵送工藝和高強混凝土廣泛的應用，由于澆筑工作度增大、澆筑時工作度要求增大這些都不能夠滿足長距離運輸對施工上的要求，因此對高效外加減水劑的摻量要求逐漸增大。經研究也表明，大摻量的高效減水劑使混凝土即使在水膠比很低情況下，也能有較大的流動性，可以形成生產強度與耐久性良好，密實的高性能高強的混凝土。同時在大摻量高效水劑運用的條件下，新拌混凝土的損失率也減小。道理就是在新拌混凝土中，水泥的形態與硫酸鈣含量，影響液相中所具有SO4的濃度。由于低水膠溶解里硫酸鹽所產生出SO4離子水分比較少，所需要進行控制的C3A量也多，就會有大量C3A需要水化。在高效外加減水劑分子上存在磺酸根基因和C3A相結合，液相中的高效減水劑量也隨之下降，慢慢失去了對水泥分散的作用，增加了損失。為此應該增大高效外加減水劑上的摻量，讓液相中SO4離子量也隨之增加，在工作中所造成的損失率也會減小。
四、結語

總之，對混凝土外加劑的使用，要根據不同的施工用途以及環境的特點，在考慮經濟效益下選擇合適的外加劑，并且使用中注意比例搭配，從而有利于外加劑提高混凝土性能的充分發揮。

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