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        瀘州市海強建材有限公司

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        外加劑在商品混凝土應用中的問題分析!

        發布日期:2019-06-13 作者: 點擊:

        在我國商品混凝土的應用已基本普及,外加劑的應用也促進加快了混凝土技術的發展,外加劑也解決了混凝土應用中的種種技術難題,如:混凝土長距離、超高度輸送,混凝土自密實成型,超大型混凝土結構的裂縫控制。外加劑在超高強、水下不散混凝土都得到了廣范應用。

        由于我國混凝土材料資源分布不均勻,綠色環保也限制了部分地區砂石骨料資源的缺乏,許多地區不得不改用超細砂、機制砂及非連續級配的骨料,使商品混凝土在使用外加劑后達不到預期技術效果,混凝土質量下降。加之一些混凝土生產企業技術人員對混凝土外加劑的認識存在一定誤區,應用不當,使用外加劑后問題頻頻出現,甚至出現工程事故。

        筆者就外加劑在商品混凝土應用中的問題作一簡單分析,與有關專家共同商討。


        1、減水劑對商品混凝土收縮開裂的影響

        減水劑是一種在混凝土攪拌過程中加入可明顯減少或大幅度減少混凝土拌合用水,改善混凝土流動性,并提高混凝土強度的外加劑。實踐證明,混凝土中摻入減水劑后,如無需再提高強度,則可大幅度減少水泥用量,并使混凝土密實性得到改善。因此,減水劑是商品混凝土中不可缺少的添加材料。

        為了進一步提高商品混凝土的經濟效益,混凝土生產企業都喜歡使用具有較高減水性能的減水劑以利于混凝土強度提高或大幅度減少水泥用量,降低生產成本。其實這是一個重大誤區。因為減水雖然對提高混凝土抗壓強度有利,但過度減水也會給混凝土抗折強度帶來不利影響。雖然適量減水有利于降低混凝土收縮率,必須注意的是,混凝土配合比設計時,本已考慮到摻加減水劑的減水功能,一般設計水膠比都較低,如再大幅度減少用水量,反而加大混凝土干燥收縮,加大混凝土收縮率。

        商品混凝土在大幅度減少水泥用量時,雖然抗壓強度未降低,但抗拉強度隨著混凝土中硬化水泥石的體積減少而降低。由于水泥量的減少,混凝土水泥漿層太薄,還會使混凝土產生較多的微裂紋,當然,微裂紋對混凝土抗壓強度影響不大,但對混凝土抗拉及其它性能影響都不可低估。膠凝材料的大幅度減少還會影響混凝土的彈性模量及徐變,使混凝土更易開裂。

        綜上所述,筆者認為,生產商品混凝土時,混凝土減水率及膠凝材料的用量必須全面考慮,絕不可無限制減水或過量減少膠凝材料。


        2、引氣劑用于商品混凝土的重大技術經濟效益

        引氣劑是一種摻入混凝土中可產生大量微小、細密、穩定氣泡的外加劑,摻入后不但可以改善混凝土和易性、可泵性、流動性、粘聚性,更可以提高混凝土的抗凍、抗滲等耐久性能。商品混凝土摻用引氣劑更可以防止混凝土中分散的水泥顆粒二次吸附,提高商品混凝土的保坍性能。目前引氣劑已是商品混凝土外加劑中不可缺少的組份之一(其它為減水劑、緩凝劑)。在日本及西方國家幾乎沒有不摻引氣劑的混凝土,日本更是將不摻用引氣劑的混凝土稱為特殊混凝土(如透水混凝土等)。

        在我國,雖然引氣劑也已經大量應用,但仍有許多混凝土生產企業對引氣劑的重大技術經濟效益認識不足,只在一些有泵送、抗滲、抗凍等技術要求時才摻用。如廣東省某外加劑廠引氣劑每月用量達二十多噸,而在西南某地區與其同規模的一家企業,每月摻用量卻只幾噸,了解其原因,主要是該廠技術人員認為摻用引氣劑會降低混凝土強度,這又是另一個誤區。

        引氣會影響混凝土強度那是指在混凝土同水灰條件下的試驗結果,當含氣量增加 1% 時,混凝土強度會降低 4%~6%,而引氣劑的摻入也會使混凝土減水率大大提高。筆者曾測試過摻萘系高效減水劑,混凝土減水率為 15.5% 時增加極少的引氣劑后混凝土減水率達到20% 以上,即減水率增大 4.5%,一般情況下混凝土減水率每增大 1%,混凝土強度會增大 2%~4%。因此,只要嚴控引氣劑的摻量,不但混凝土的強度不會降低,反而會提高。對于含氣量的控制,國內許多試驗表明,低強度等級混凝土控制含氣量在 5%,中等強度等級的混凝土控制在 4%~5%,高強度等級的混凝土控制在3%,混凝土強度都不會降低。因為引氣劑對于不同水灰比混凝土強度影響都不相同。

        考慮到引氣劑的減水作用,配制商品混凝土外加劑時,減水劑母液可大幅度減少,經濟效益可觀。

        有關引氣劑可防止混凝土中水泥顆粒二次吸附,減少商品混凝土坍落度損失的作用機理,許多文獻早有報道,這里不再重復。

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        3、商品混凝土摻用緩凝劑不只是為了減少坍落度經時損失

        緩凝劑是一種摻入混凝土中能抑制水泥水化,延長拌合物從塑性到堅硬狀態過渡期的外加劑,因此用于商品混凝土可以改善混凝土的保坍性,對于商品混凝土是不可缺少的外加劑成份。

        其實緩凝劑的作用遠遠不只是改善商品混凝土的保塑性。

        (1)多數緩凝劑都有一定的塑化功能,一些緩凝劑減水作用遠超常用的高效減水劑。試驗證明,常用的葡萄糖酸鈉的減水效果是常用萘系高效減水劑的數倍,但因為緩凝劑的摻量較低,減水功能未能有效體現,但輔助減水這是使用者公認的。筆者常對一些施工人員講,高溫施工時,加大葡萄糖酸鈉的用量,施工成本不會增加,因為相應的減水劑用量可大幅度減少。

        (2)由于緩凝劑可顯著降低大體積混凝土水化熱,并推遲放熱高峰出現,因此減少了因溫差過大造成的結構開裂。

        (3)緩凝劑的增強效果目前未被使用者重視。由于緩凝劑的輔助減水作用,加之因延緩水化,后期水化生成物分布更均勻,水化更完全,因此混凝土即使不減水,強度仍會有一定的提高。

        我們在多年前曾試驗過糖蜜摻入混凝土的增強效果,當混凝土抗壓強度為 40.5MPa 時,摻加水泥用量 0.2% 糖蜜緩凝減水劑,減少 6% 拌合用水,強度為46.6MPa(增強 15%),而采用空白混凝土水灰比(不減水)強度也能達到 44MPa,緩凝劑的增強效果顯著。

        但是商品混凝土施工過量摻用緩凝劑不可取,在混凝土中緩凝劑過量使用,不但會影響混凝土早期強度發展,影響施工進度,由于混凝土長期塑性狀態,在大氣中風吹日曬,混凝土表面水分大量蒸發,加大了混凝土表面失水,產生較多的微裂縫,隨著失水增多,裂縫向深處發展,混凝土孔隙內水的液面下降,產生的負壓逐步增大,產生的收縮力使混凝土產生失水收縮。

        混凝土長期處于塑性狀態更會產生泌水沉降,骨料和膠凝材料之間產生不均勻變形,據測試,長期處于塑性狀態的混凝土,塑性收縮可達到 1%,給混凝土質量造成極大的影響。


        4、粘度調節劑在商品混凝土中的應用

        我國許多地區由于自然資源短缺,混凝土所用的砂石料無法滿足需要,只好使用超細砂或機制砂及一些非連續極配的粗骨料,這些替代骨料的應用所配制的商品混凝土極易產生泌水、分層離析。而采用常用的增稠材料,如纖維素醚等,雖然能減少混凝土泌水,對混凝土的流動性也可能造成不利影響。

        近年來,一種新型混凝土粘度調節劑有效解決了上述問題。該產品的主要化學成份為水溶性高分子聚合物,該產品和商品混凝土外加劑合用,摻用量極少,每噸外加劑只需摻用幾公斤且價格低廉,和外加劑復配使用后,可使混凝土的流動性和抗離析間有一個好的平衡,在抑制混凝土泌水分層的同時,混凝土或砂漿流動性不但不因粘性提高而降低,反而有一定增加,混凝土強度也有一定增大,徹底解決了商品混凝土采用替代砂石料而產生的產品性能下降的難題。此外,該產品的使用對提高混凝土抗壓、抗裂性能也十分有利。


        5、高含泥率砂石料對商品混凝土性能的影響及解決措施

        砂石料有一些含泥量這是很正常的現象,對混凝土性能也不會有大的影響。但過高的含泥率卻會嚴重影響混凝土的流動性、保塑性及耐久性,混凝土強度也會降低。一些地區使用的砂石料含泥率高達 7% 甚至 10%以上,摻入外加劑后混凝土無法達到應有的性能,混凝土甚至沒有流動性,即使還有一點流動性也會在短時間內消失。產生上述現象的主要機理是砂石中的泥土有極高的吸附性,外加劑摻入后會大部分被泥土吸附,剩下的外加劑不足以對水泥顆粒起到吸附分散作用。目前聚羧酸外加劑已大量應用,該產品由于摻量較少,因此用于高含泥砂石料配制混凝土時上述現象更嚴重。目前國內都在對解決混凝土抗泥措施進行深入研究,解決途徑主要有:

        (1)增大外加劑的摻用量,此法雖然效果明顯,但由于混凝土中外加劑摻用量需增加一倍或更多,混凝土制造成本增大。生產企業很難接受。

        (2)對所使用的外加劑進行化學改性,改變外加劑分子結構。對此相關報道不少,但筆者了解到,這些新研制的抗泥型外加劑仍存在對不同泥土的適應性。

        (3)研制新型抗泥功能外加劑同常用外加劑復配使用。我們在重慶和北京見過一種進口抗泥劑,該產品摻量極大,且價格較高,一般商品混凝土企業同樣難以接受,此外該產品也同樣存在對不同泥土的適應性問題。


        筆者認為下述抗泥措施可供研究參考:

        (1)在常用外加劑中同摻有一定分散力且價格低廉的材料,增大可被泥土吸附成份,有一定效果,這也就是增加低廉外加劑成份犧牲其增加功能。

        (2)在外加劑中摻入一定數量的水溶性低分子聚合物有一定效果。

        (3)用一些易產生泌水的分散劑、緩凝劑與減水劑復配使用。

        上述措施筆者也多次試驗,都有一定的效果。

        綜上所述,外加劑在商品混凝土中應用既簡易又復雜,如果正確應用技術經濟效益顯著,而應用不當過量使用,不但達不到使用效果,反而會增大使用成本,還會出現工程事故。

        本文網址:http://www.pgtnri.com/news/373.html

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