外加劑在水泥混凝土路面中的應用

吳　丹/寧夏交通科學研究所

外加劑在水泥混凝土路面中的應用

吳丹/寧夏交通科學研究所

在混凝土的發(fā)展歷史上，外加劑的應用是一項重大的變革，有力地推動了混凝土技術的發(fā)展。目前，外加劑在水泥混凝土路面的施工中，應用十分廣泛，能夠有效提高混凝土的耐久性和質(zhì)量，對于水泥混凝土性能的改善有重要作用。外加劑的使用，促進了施工技術的提高，使混凝土的結構設計更加合理。但使用不當也會出現(xiàn)許多問題，需要合理使用外加劑，才能保證水泥混凝土路面的質(zhì)量。

外加劑；水泥混凝土；路面

在我國公路水泥混凝土路面建設中，外加劑的使用是一項關鍵技術。我國公路水泥混凝土的工程量比較大，但是路面修補一直是一個比較難以解決的問題。過去水泥混凝土路面工程的總體質(zhì)量不是太高，隨著車輛的增多，傳統(tǒng)的水泥混凝土配比設計，很難達到使用的要求。外加劑的使用，有效地解決了這一問題。合理使用外加劑，能夠有效改善水泥混凝土的性能，保證公路建設的工程質(zhì)量。

一、使用混凝土外加劑的必要性

混凝土外加劑技術是近年來在我國發(fā)展較快的一項混凝土技術，是混凝土發(fā)展史上繼鋼筋混凝土、預應力混凝土后的第三次飛躍。應用它可以改善混凝土的性能，節(jié)省水泥和能源，加快施工速度和施工質(zhì)量，改善工藝和勞動條件，具有投資見效快，經(jīng)濟效益和社會效益顯著，利用現(xiàn)有施工條件就可推廣應用的特點。使用外加劑后，可取得節(jié)省水泥、節(jié)省能源、提高強度、縮短工期、加快模板及預制場地周轉(zhuǎn)、改善混凝土的性能和施工條件等多種技術。 混凝土科學技術的發(fā)展的主要方向是節(jié)能、耐久、高強、輕質(zhì)、快硬和高流動性。這些目標的實現(xiàn)，往往都與使用外加劑密切相關。

二、外加劑的類別

1.調(diào)凝劑。

調(diào)凝劑能夠調(diào)整水泥混凝土凝結時間的快慢，對其強度的發(fā)展，以及凝結時間有重要影響。調(diào)凝劑有許多種，速凝劑、緩凝劑，以及早強劑。速凝劑主要用于比較急的搶修工程中，或者噴射工程中。速凝劑能夠加速水泥混凝土的硬化凝結，保證工程的順利進行，同時速凝劑也有較高的粘結力，速凝劑一般初凝一分鐘到五分鐘之間，終凝需要時間兩分鐘到十分鐘之間。緩凝劑主要有延遲的作用，可以降低水和水泥的反應時間，使混凝土凝結的時間延長。緩凝劑的品種有許多，可分為有機和無機兩大類，比如糖類及碳水化合物、羥基羧酸、可溶硼酸鹽和磷酸鹽等。早強劑也有多種品種，比如甲酸鈣、三乙醇胺、硫酸鹽系等等。早強劑是能加速水泥水化和硬化，促進混凝土早起強度增長的外加劑，可縮短混凝土養(yǎng)護齡期，加快施工進度，提高模板和場地周轉(zhuǎn)率。對于提高工程的進度，節(jié)約工程在冬季施工時的費用有重要意義。早強劑主要是無機鹽類、有機物等，但現(xiàn)在越來越多的使用各種復合型早強劑。

2.減水劑。

減水劑能夠在保證水泥混凝土性能的基礎上，使用水量能夠明顯減少，從而降低施工中的水灰比，節(jié)約使用水泥。減水劑是一種表面活性的材料，能夠有效擴散水泥顆粒，釋放出其中的游離水。減水劑能夠增加流動性，改善水泥混凝土的和易性。減水劑的適用范圍很廣，主要應用于市政工程建設、交通建設、水利建設、民用和工業(yè)建筑等等工程中，能夠用于預應力鋼筋混凝土工程，以及現(xiàn)澆和預制鋼筋混凝土工程中。減水劑的品種有多種，包括糖密類、萘磺酸鹽系、木質(zhì)素系、水溶性密胺樹脂類等等。

3.引氣劑。

引氣劑的主要使用目的，是改善混凝土的和易性。引氣劑對于水泥混凝土耐久性和抗凍性的提高有重要作用，能夠有效降低拌合物的離析、泌水程度。引氣劑的使用很多，主要應用于冬季施工的水泥混凝土、防水水泥混凝土、碾壓混凝土、預拌混凝土、抗凍融水泥混凝土、泵送水泥混凝土、輕骨料水泥混凝土中等等，并且發(fā)揮著不可或缺的作用。引氣劑的品種主要有OP乳化劑、松香皂、烷基環(huán)酸鈉等等。通常在道路建設、港工建設、海工建設，以及水工建設中，引氣劑是不可缺少的。

三、外加劑的使用注意事項

1.凝結時間問題。

在水泥混凝土施工過程中，可能會出現(xiàn)凝結時間，不符合供應商提供的時間。主要是因為施工單位和供應商的檢測環(huán)境不一樣，檢測的方法也不一樣，混凝土配比不同以及水泥存放時間不同等因素。施工單位可以結合實際情況，對供應商提出要求，供應商根據(jù)要求進行調(diào)整，避免誤差的出現(xiàn)。

2.泌水或者結底問題。

在施工過程中，水泥混凝土出現(xiàn)泌水或者結底的問題，有多種原因?？赡苁撬啻娣诺臅r間太長或者水泥受潮，可能是在施工中，混凝土的用水量過大，也可能是外加劑的減水率過高等問題。在施工中，可以適當調(diào)高用砂率，或者用水量，或者外加劑的用量，從而改善混凝土的和易性，防止出現(xiàn)泌水或者結底。同時及時告訴供應商進行調(diào)整。

3.假凝或者快凝問題。

在施工過程中，假凝或者快凝的問題出現(xiàn)的并不多，但也會發(fā)生這種現(xiàn)象，尤其是在更換水泥或者新進水泥后。出現(xiàn)假凝或者快凝的主要原因，是水泥熟料和二水石膏磨制的問題，如果沒有控制好溫度，就會使二水石膏受到影響，生成無水石膏或者半石膏。通常水泥在普通的檢測中是合格的，但是使用外加劑后，可能因為不相容，出現(xiàn)快凝或者假凝，對工程的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

四、外加劑的應用

1.調(diào)凝劑的應用技術。

調(diào)凝劑有多種，根據(jù)具體的情況使用不同的調(diào)凝劑，使用最多的是緩凝劑。在水泥混凝土路面施工過程中，如果氣候條件比較炎熱，需要在施工中控制坍落度的損失，并盡量使水泥混凝土的凝結時間延緩一些，在水泥混凝土施工的過程中，需要用到緩凝劑。在炎熱的天氣中，溫度從二十度上升到三十度，同時水泥的水化反應將會成倍增加。在道路建設過程中，水泥混凝土初凝的時間，不能滿足水泥混凝土路面建設的全部過程，對路面的質(zhì)量有不利影響。通過添加外加劑緩凝劑，就能夠延緩水泥混凝土的初凝時間，初凝時間推遲后，有利于工程各個工序的順利完成，保證工程的質(zhì)量。為增加水泥混凝土強度發(fā)展的速度，通常還會使用早強劑，增加水泥混凝土早期的強度發(fā)展。早強劑主要是對水泥中的硅酸二鈣，以及硅酸三鈣等產(chǎn)生作用，催化這些物質(zhì)的水化作用。在冬季施工中，通常還會使用速凝劑，促使水泥混凝土快速凝結和硬化。

2.減水劑的應用技術。

在水泥混凝土路面的施工中，對減水劑的應用，需要根據(jù)不同的情況，添加適當?shù)挠昧?，必須符合工程設計的要求，在經(jīng)濟性、耐久性等方面達到要求。在使用減水劑之前，需要對其進行檢測，檢測減水率、密度以及PH值等，達到工程要求后才能摻入。在供貨商推薦的使用量的基礎上，需要進一步進行適配，滿足工程的實際需要。減水劑需要按照摻量配置成均勻的溶液。使用摻量過多，會出現(xiàn)副作用，同時其中的沉淀也有不利影響。因此，要每天清除沒有溶解的沉淀物。在水泥混凝土路面施工中，根據(jù)具體的需要，減水劑可以與其他的外加劑一起使用。使用減水劑后，要加強水泥混凝土的保溫保濕和養(yǎng)生，并且注意普通減水劑不能蒸養(yǎng)。如果添加了緩凝型的減水劑，需要停止一段時間，達到一定的強度之后，才能將水泥混凝土進行蒸養(yǎng)。

3.引氣劑的應用技術。

在水泥混凝土施工中摻入引氣劑，主要是提高其抗拉強度，以及彎拉強度。同時改善水泥混凝土的結構，增強其抗裂性，使水泥混凝土減少干縮，以及因為溫度而收縮的變形量。引氣劑的添加能夠使水泥混凝土的抗?jié)B性有效提高。在具體的施工中，引氣劑的選擇十分重要，要使用泡沫穩(wěn)定時間更長，泡沫量多而細密，表面張力降低值最大，殘渣比較少的用品。水泥混凝土處于負溫時，需要在早期改善抗凍性，可以使用減水劑、早強劑、防凍劑等，加快水泥混凝土達到早期的臨界強度；也可以使用引氣劑，使凍脹產(chǎn)生的壓力有所緩解。

總之，外加劑在水泥混凝土中應用廣泛，具有很高的應用價值，不同的外加劑有不同的應用效果，施工單位要根據(jù)施工的情況，選擇合適的外加劑，確保水泥混凝土的質(zhì)量，促進工程順利完成。

[1]付智 劉清泉等《公路水泥混凝土路面施工技術細則》JTG/T F30-2014；人民交通出版社2014

[2]劉伯瑩 姚祖康等《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》 JTG D40-2011；人民交通出版社 2011

[3]郭濤 王玲等《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》 GB/T8077-2012；中國標準出版社2012

[4]田培 王玲等《混凝土外加劑》GB8076-2008；中國標準出版社2008.