淺析混凝土外加劑在建筑工程中應用

卓學軍

(貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責任公司)

淺析混凝土外加劑在建筑工程中應用

卓學軍

(貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責任公司)

摘 要:通過大量的建筑工程研究發(fā)現(xiàn)，在混凝土中使用一定量的外加劑，能夠使混凝土的性能得到改善，提高混凝土的強度，改善混凝土施工工藝，節(jié)約水泥用量，加快建筑工程施工速度，具有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。針對建筑工程項目不同的技術要求，在混凝土中摻入不同的外加劑能夠達到不同的使用效果和經(jīng)濟效益。

關鍵詞:混凝土外加劑;減水劑;早強劑;引氣劑

1 混凝土外加劑

混凝土外加劑(concrete admixtures)通常簡稱為外加劑，是指在混凝土的拌制過程中摻入用以改善混凝土性能的化學物質(zhì)?；炷镣饧觿┑馁|(zhì)量應該滿足國家標準《混凝土外加劑》(GB 8076－2008)的相關要求。在建筑工程中混凝土外加劑的摻量都會有一定的限制，通常小于水泥質(zhì)量的5%。最近幾年我國研究混凝土外加劑應用的科研隊伍不斷增加，新型產(chǎn)品不斷被研制出來，應用領域不斷擴大，生產(chǎn)企業(yè)也在不斷增加，混凝土外加劑行業(yè)已經(jīng)發(fā)展為我國工程建設中一支重要的力量，同時混凝土外加劑的應用技術也得到了更深入的發(fā)展。

2 混凝土外加劑在建筑工程中的應用

2.1 減水劑

在對混凝土工作性能不影響的條件下，混凝土減水劑可以減少單位用水量;或者在不改變混凝土單位用水量的條件下，減水劑可以改善其工作性能。目前減水劑主要分為普通減水劑和高效減水劑兩大類。

普通減水劑也稱為水泥分散劑或者塑化劑，是在混凝土坍落度相同的情況下，可以減少混凝土單位用水量的外加劑。工程中常見的普通減水劑有國產(chǎn)的木質(zhì)素磺酸鹽類、聚氧乙烯烷基醚類、多元醇類、羥基羥鹽酸類、腐植酸類減水劑及國外的普蜀里等。高效減水劑也被稱為分散劑或者超塑化劑，是一種能夠在不改變混凝土工作性能的前提下減少拌合水量，同時又能保證混凝土坍落度基本相同，還能明顯提高混凝土強度的外加劑。高效減水劑屬陰離子表面活性劑，基本都是化工合成產(chǎn)品。有試驗對減水劑對混凝土強度影響情況進行研究，圖1為木鈣減水劑對混凝土抗壓強度影響對比分析曲線，從圖1中可以看出，隨著時間的增加，混凝土的抗壓強度是一直增加的。而隨著木鈣減水劑慘量的增加，混凝土的抗壓強度先增加后減小，大約在0.25%的時候達到高峰值。

圖1 木鈣減水劑對混凝土抗壓強度的影響

2.2 早強劑

顧名思義，早強劑就是指用來提高混凝土早期強度的一種外加劑，可以有效地縮短混凝土施工養(yǎng)護期、提高模板的用轉(zhuǎn)率以及加快施工進度。早強劑主要適用于有防凍要求的混凝土、有低溫或者負溫環(huán)境下的混凝土、預制構件及有早強要求的混凝土等。建筑工程中常見的早強劑有:硫酸鹽系早強劑、氯化物系早強劑及三乙醇胺系早強劑等。

如果僅僅考慮外加劑的早強作用，氯化物系早強劑的效果是最好，同時它也是混凝土工程中應用最早的早強劑。但是氯鹽系早強劑在建筑工程中的應用存在一定的局限性，因為會增加混凝土中氯離子濃度，從而使氯離子和鋼筋之間產(chǎn)生很大的電極電位，造成鋼筋的化學銹蝕，所以目前世界上大部分的混凝土建筑工程中都對該系列早強劑的使用進行了限制，例如我國混凝土規(guī)范中就有相關的條文對氯鹽系早強劑的應用進行嚴格的限制。氯鹽系混凝土早強劑由于自身的這種缺陷就使得對無氯離子早強劑開發(fā)研制勢在必行。雖然很多混凝土科研人員已注意到氯鹽系早強劑的缺陷，同時已經(jīng)開始研究新型早強劑產(chǎn)品，一種作用效果好、適應性強而且造價低的無氯離子混凝土早強劑，但目前尚未成功研制并投入生產(chǎn)應用。所以對于無氯離子系混凝土早強劑的開發(fā)研究及應用應該引起更多的科研學者和工程技術人員的注意。

2.3 引氣劑

引氣劑作為一種陰離子表面活性劑，其工作機理主要是因為這類表面活性劑的表面活性作用。引氣劑在摻入混凝土拌合物后在拌合過程中能夠使引入的空氣微小氣泡均勻分布在混凝土中，而且微小氣泡會一直處于一種較穩(wěn)定的狀態(tài)。當引氣劑在水中溶解，同時會被吸附在氣－液界面上，然后通過界面活性、起泡、穩(wěn)泡三個方面的形成比較牢固的液膜。溶液表面張力的減小會增加空氣和液體的接觸面積，同時被吸附的引氣劑分子還能保障液膜的穩(wěn)定，使微小氣泡不易破滅。科研人員也通過了大量的試驗來證明引氣劑對增加混凝土含氣量的作用，在不同水灰比條件下混凝土試驗得出了大量的數(shù)據(jù)，獲得如圖2所示的對比曲線。從圖2中可以明顯看出隨著引氣劑摻量增大，混凝土含氣量隨之增大。

圖2 不同水灰比條件下，引氣劑摻量與混凝土含氣量的關系

2.4 防凍劑

(1)加入防凍劑的混凝土原材料應該滿足工程冬季施工的要求。因此選擇水泥時最好選用普通水泥和硅酸鹽水泥，嚴禁選用高鋁水泥。

(2)加入防凍劑的混凝土的攪拌時間應該比不摻防凍劑的情況下延長50%，以便確保防凍劑能夠均勻分布在混凝土中使混凝土強度較為均勻。

(3)防凍劑摻入方式也應引起注意。防凍劑中的溶解度小甚至不溶解的鹽類顆粒在摻入水泥前應該先磨成粉狀。

(4)在混凝土澆筑完成后不應澆水，初期養(yǎng)護溫度不應比規(guī)定的溫度低，否則應該通過相應的工程措施來進行保溫。

2.5 復合類外加劑

復合類外加劑是指按照實際工程的需要，以上各類混凝土外加劑為主，然后摻入其它成分復合而成的。這類混凝土復合外加劑通常是具有兩種以上功能的外加劑，一般為粉狀。常見的復合類外加劑有:防水劑泵送劑、早強減水劑、緩凝高效減水劑、引氣減水劑、水下混凝土用外加劑、緩凝減水劑以及灌漿劑等。復合類混凝土外加劑的主要有效成分是高效減水劑、木鈣或者緩凝劑。目前我國建筑工程上應用的混凝土外加劑大部分是復合類外加劑。復合類外加劑的生產(chǎn)設備較為簡單，投資成本低、經(jīng)濟效益較好，我國已經(jīng)有很多外加劑工廠開始生產(chǎn)這類混凝土外加劑。

3 結束語

隨著混凝土產(chǎn)品的品種越來越多以及建筑工程項目的結構大型化、復雜化，對混凝土外加劑的要求越來越高，需求也越來越大。混凝土外加劑除了以上幾種之外，常用的還有阻銹劑、減縮劑、緩凝劑、泵送劑、絮凝劑、養(yǎng)護劑、速凝劑、加氣劑及脫模劑等。深入發(fā)展并推廣應用性能優(yōu)越的混凝土外加劑是促進建筑業(yè)科學發(fā)展的重要內(nèi)容，隨著混凝土外加劑產(chǎn)品種類的不斷研制創(chuàng)新，科學研究更加深入，產(chǎn)品質(zhì)量逐步改良，實際應用會日益廣泛，外加劑肯定會在建筑工程領域發(fā)揮重要的作用和良好的效益。

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中圖分類號:U412

C

1008－3383(2013)04－0141－01

收稿日期:2012－09－11

作者簡介:卓學軍(1972－)，助理工程師，研究方向:公路材料檢測。