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混凝土原材料——外加劑

時間:2021-01-28 來源:新海洋 瀏覽量:486

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外加劑是組成混凝土的重要組分,品種繁多,功能多樣。

(一)減水劑

減水劑的重要用途之一就是在保持水膠比不變的情況下,降低混凝土用水量,提高混凝土流動性,從而滿足混凝土運輸、施工要求。大多數減水劑都存在一個飽和摻量,超過飽和摻量,其減水率不再增加,將出現泌水、離析現象,飽和摻量的大小既與混凝土原材料有關,也與混凝土配合比有一定關系。

1萘系高效減水劑

萘系高效減水劑根據Na2SO4含量的高低,可分為高濃型產品(Na2SO4含量<3%)、中濃型產品(Na2SO4含量3%10%)和低濃型產品(Na2SO4含量>10%)。萘系減水劑摻量范圍:粉體為水泥質量的0.51.0%;溶液固含量一般38%40%,摻量為水泥質量的1.5%2.5%,減水率在18%25%。萘系減水劑不引氣,對凝結時間影響小,與葡萄糖酸鈉、糖類、羥基羧酸及鹽類、檸檬酸及無機緩凝劑進行復配,再加上適量的引氣劑可以有效控制坍落度損失。低濃型萘系減水劑的缺點是硫酸鈉含量大,溫度低于15℃時,出現硫酸鈉結晶現象。

2氨基磺酸系高效減水劑

氨基磺酸系高效減水劑是以氨基芳基磺酸鹽、苯酚類和甲醛進行縮合的產物。氨基磺酸鹽高效減水劑粉體摻量一般在0.4%0.7%,減水率在25%30%,混凝土坍落度損失小的優點,但是該類產品在生產和應用中也存在如下問題:1.保水性差,泌水嚴重,導致預拌混凝土膠凝材料和砂石包裹不好,降低混凝土性能;2.對摻量敏感,若摻量過低,混凝土坍落度較小,若摻量過大,導致泌水嚴重,使得混凝土拌合物產生離析分層,底板混凝土結板,引起施工困難及混凝土質量下降。

3)脂肪族高效減水劑

脂肪族高效減水劑固含量35%40%,摻量1.5%2.2%,減水率15%25%,具有良好的分散效果和明顯的增強特性,耐高溫,保塑性好,減水率高,與水泥適應性好的特點。脂肪族高效減水劑可以廣泛用于配制泵送劑、緩凝、早強、防凍、引氣等各類復合型減水劑,且可以與萘系減水劑、氨基減水劑、聚羧酸減水劑復合使用。其主要缺點是在混凝土初凝前,表面會泌出一層黃漿,在混凝土凝結后,顏色會自然消除,不影響混凝土的內在和表面性能。

4)聚羧酸系高效減水劑

聚羧酸系減水劑被認為是新一代的高性能減水劑,人們總是期望其在應用中體現比傳統的萘系減水劑更安全、更高效、適應能力更強的優點。聚羧酸系減水劑的性能優點主要體現在:摻量低0.15%0.25%(折固量)、減水率高一般在25%35%)、保坍性好、低收縮、具有一定的引氣量、總堿含量極低。

但在實踐使用中,聚羧酸減水劑也會遇到一些問題,如1.減水效果對混凝土原材料和配合比依賴性大,受砂石含泥量及礦物摻合料質量影響大;2.減水、保坍效果對減水劑的摻量依賴很大,低摻量保坍困難;3.使用高濃型或者高強度等級混凝土摻量大,對用水量敏感,較小的用水量水量波動可能導致坍落度變化很大;4.與其他類型的減水劑及其他外加劑存在相容性問題,甚至無疊加作用;5.有時混凝土泌水量大、引氣嚴重,氣泡大而多;6.有時溫度變化會對聚羧酸減水劑的效果產生影響。

影響水泥與聚羧酸減水劑相容性的因素:1.C3A/C4AFC3S/C2S的比值上升,相容性下降,C3A上升,混凝土用水量增加,其含量大于8%以后,混凝土坍落度損失增加;2.堿含量過大過小都對二者相容性產生不利影響;3.水泥的混合材質量差,也會影響兩者的相容性;4.石膏的形態不同;5.高溫水泥,溫度超過80有可能引起速凝;6.新鮮水泥的電性強,吸附減水劑能力強;7.水泥比表面積。

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(二)緩凝劑

混凝劑可以延長混凝土凝結時間,滿足混凝土施工要求。不同水泥有不同的緩凝劑用量上限,過量使用緩凝劑會造成混凝土過長時間緩凝,甚至影響后期強度。一般情況下,緩凝時間不超過48h,對混凝土后期強度影響不大,僅需要加強養護,如緩凝時間大于4d,后期強度會受到影響。

在生產實踐中,加入一定量的緩凝劑可以抑制混凝土坍落度損失,這給一些技術人員造成錯覺,只要增加緩凝劑就可以控制混凝土坍落度損失,這種思想是造成混凝土緩凝事故的罪魁禍首?;炷撂涠葥p失是由很多原因造成的,既有混凝土原材料因素,也包括混凝土配合比、氣候等因素的影響。如果不能分析原因,采取正確手段,而一味增加緩凝劑用量,不但不能解決問題,還會引發混凝土緩凝事故。

(三)引氣劑

引氣劑是指能使混凝土在拌合過程中引入大量微小、封閉而穩定氣泡的外加劑。引氣劑摻量非常小,卻能使混凝土在攪拌過程中引氣而大幅度改善混凝土抗凍融循環方面的耐久性。摻加引氣劑或引氣減水劑在混凝土中引入大量微小且獨立的氣泡,這種球狀氣泡如滾珠一樣使混凝土和易性得到較大改善。這種作用尤其在骨料粒形不好的碎石或人工砂混凝土中更為顯著。摻加引氣劑或引氣減水劑對新拌混凝土和易性的改善主要表現在坍落度的增加、泌水離析現象的減少等。

摻加引氣劑對混凝土的力學性能和耐久性均有較大的影響:

在混凝土單位用水量和坍落度不變的情況下,摻入引氣劑或引氣減水劑,一方面可以增加混凝土的含氣量,另一方面可減少混凝土的單位用水量,即降低水膠比,因而會對其強度產生影響。從減水的結果來講,混凝土強度會提高,但從引氣的角度來講,混凝土的強度一般是下降的(多數情況如此)。因此,摻加引氣劑或引氣減水劑對混凝土強度影響是兩種作用的綜合結果。

摻入引氣劑或引氣減水劑改善混凝土性能的效果如何,不僅與混凝土的含氣量有關,還與所引入的氣泡大小、結構等因素有關。就引氣劑的引氣效果來講,也受到諸多因素的影響,如引氣劑的摻量、水泥的品種及用量、摻合料的摻量和品種、骨料、攪拌方式和時間、停放時間、環境溫度、振搗方法和時間等。

(四)防凍劑

防凍劑是指能使混凝土在負溫下硬化,并在規定養護條件下達到預期足夠防凍強度的外加劑。防凍劑有三種:第一種是能降低冰點而使混凝土在負溫下保持一定的液相,仍能進行水化作用的外加劑,如亞硝酸鹽、氯鹽等;第二種是加入混凝土中具有降低水的冰點,而且對冰晶體的形成產生干擾作用的外加劑,如醇類、尿素;第三種雖然不能明顯降低混凝土中的冰點,但它的作用直接與水泥發生化學反應加速混凝土的凝結硬化,有利于混凝土強度的發展,如氯鹽、碳酸鹽。氯鹽對鋼筋有腐蝕作用,目前已限制使用。亞硝酸鹽會引起混凝土堿骨料反應,且為致癌物,近年來也日益減少使用。

冬期施工時,為防止凍害,保障混凝土質量,一般會加入一定量的防凍劑。一線施工人員往往錯誤認為混凝土中已經加入防凍劑了,不用再養護也可以防止凍害,這種思想支配下的后果往往是加了防凍劑反而混凝土受凍更嚴重。防凍劑雖然可以降低混凝土中液態水的結冰點,但在負溫環境條件下水泥水化緩慢或停止,甚至會造成凍害。

《建筑工程冬期施工規范》JGJ/T104-2011規定,負溫養護施工的混凝土,起始養護溫度不應低于5,這就說明,摻防凍劑的混凝土也應該加強養護,保溫至受凍強度以上。

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