引言 在我国工程事业不断发展的今天,对建筑材料的要求不断提升。混凝土作为主要的建筑材料,不仅对其牢固性要求较高,还要求其具有较强的凝结性、流动性和耐久性。随着材料技术的发展,各种混凝土外加剂层出不穷,使用效果也是千差万别。相较于外加剂生产方,建筑行业使用方对于外加剂的了解仅仅是对外在效果的判断。如果想要完全掌握外加剂对混凝土性能方面的影响,则应从类型和添加数量上进行严格控制。只有合理对外加剂进行使用,才能最大限度保证混凝土的性能。
1 混凝土外加剂的功能
通过对混凝土外加剂合理进行使用,可以有效改善混凝土的性能,但其用量不得超过水泥总量的5%。在外加剂实际使用过程中,应该严格按照国家相关标准进行。按照作用不同,以其主要功能分为四类:
①改善混凝土拌和物流变性能;
②调节混凝土凝结时间、硬化性能;
③改善混凝土耐久性;
④改善混凝土其他性能。
改善易和性的外加剂,其主要包括引气剂、减水剂和泵送剂。改善混凝土的施工凝结时间以及混凝土硬化效果的外加剂,其主要包括早强剂、缓凝剂和速凝剂。提升混凝土工程的耐久性能的外加剂,其主要包括防冻剂、泵送剂和膨胀剂等。
2 外加剂对混凝土性能的影响
2.1 减水剂对混凝土性能的影响
通过将减水剂应用到混凝土搅拌过程中,可以有效改善混凝土的含气量,让混凝土内部缝隙率得到大大降低,在混凝土用水量不变的情况下,有效提升混凝土的坍落度。合理使用减水剂还可以有效延长混凝土的凝结时间,但需要对外加剂的用量进行试配。掺入合理比例的减水剂,能够在很大程度上提升混凝土结构的性能和强度,让混凝土的水灰比得到降低。在保持混凝土水泥用量和坍落度不变的情况下,提升混凝土强度;在强度及坍落度不变的情况下节约水泥用量。通过对减水剂的合理进行使用,还能有效防止混凝土当中的钢筋发生锈蚀问题。
2.2 引气剂对混凝土性能的影响
通过对引气剂合理使用,可以有效提升混凝土的和易性和强度。在使用引气剂之后,在混凝土内部产生较多的独立气泡,这些气泡会对混凝土的和易性产生较大影响,对新拌混凝土的改善效果会更强,进而增加混凝土的坍落度,减少泌水现象的出现。另外,由于气泡的加入会给混凝土的抗冻性带来提升。但是,如果存在过度使用引气剂的情况,就会导致混凝土的弹性降低,对混凝土强度造成一定的影响。造成混凝土弹性变化的一个主要原因,是在混凝土搅拌过程中产生了大量的气泡,其会在很大程度上影响到混凝土的弹性模量。
2.3 外加剂对混凝土应用性能的影响
通过对混凝土外加剂合理使用,可以在很大程度上改善混凝土的密实度,减小水灰比的同时使强度得到提升,还能提升混凝土的流动性,保证混凝土工作性能。在考虑成本的情况下可以控制强度,减少对水泥的用量以达到节约成本目的。在工程施工过程中,为了保证混凝土的施工性能,可以适当使用一定比例的引气剂,从而提升混凝土的含气量,有效满足工程建设的施工需要。为了适应于项目需求,如需对混凝土凝结时间进行控制,可以通过使用一定量的早强剂或者缓凝剂,将混凝土的凝结时间缩短至数分钟甚至延长数天。缓凝剂的使用对于大体积混凝土的裂缝能起到非常关键的改善作用。如工程项目对混凝土外观有较高的要求,施工过程中就要尽量避免裂缝情况的出现,此时可以使用适量的膨胀剂,从而有效减少混凝土养护过程中产生的裂缝,最大程度保证工程施工质量。
2.4 外加剂对混凝土节能性能的影响
在外加剂出现之前,混凝土工程施工中对水泥的用量相对较大,直接导致工程施工成本较高。随着外加剂的出现,可以在很大程度上起到节能方面的作用,在一定程度上减少对水泥的使用。通过在混凝土加入一定比例的外加剂,不仅可以有效改善混凝土的性能,还在混凝土节能方面发挥非常大的作用。例如,在建筑工程施工中,通过合理对外加剂进行使用功能,在满足混凝土性能要求基础上,大大减少对水泥的使用,在保证施工强度的同时,大大降低工程施工成本,将外加剂的节能效果充分体现出来。
2.5 外加剂对混凝土消极作用
通过在混凝土当中加入一定比例的外加剂,不仅可以带来积极方面的作用,还会带来消极方面的作用。例如,如果存在外加剂用量选择不当的现象,就会对混凝土性能产生非常不良的影响。在一般的情况下,如果外加剂使用过量,就会对混凝土产生非常负面的作用,甚至让混凝土超出饱和范围,对混凝土使用带来非常大的负担。如果混凝土缓凝剂使用量过大,就会导致混凝土长时间不能凝结情况的发生,对混凝土强度造成非常严重的影响,而且模板周转率降低,成本大幅增加。笔者曾在安徽省太湖县赤百公路升级改造工程项目中设计过C30用于墩柱的普通混凝土。进行配合比设计时,试拌采用0.42、0.45、0.48三种水胶比。水泥为湖北华新水泥,外加剂采用江苏超力建材科技CNF-1B型减水剂,建议最大掺量1.8%,掺量1.8%时混凝土终凝在10左右,在掺量增至2.3%后混凝土超过48小时未凝固。以减水为主的含缓凝成分减水剂因过量添加则变成了超缓凝减水剂。如果缓凝剂不足,就会造成大体积混凝土的水化热较大,内外应力增加,使混凝土产生温缩裂缝。因此,在对混凝土添加外加剂过程中,需要认真做好用量控制。另外,外加剂对混凝土负面影响还体现在各种成分之间的化学反应。外加剂自身化学成分相对复杂,包含碱性物质、氯离子等,通过与混凝土当中的物料发生反应,从而影响到混凝土自身性能。水工混凝土对于碱集料反应及氯离子最大含量有严格要求。因此,在使用外加剂过程中,需要根据实际情况按照要求进行添加,充分保证混凝土的性能。
2.6 对混凝土材料应用质量进行控制
通过对混凝土外加剂进行使用,可以有效改善混凝土自身材料的应用情况,只有保证材料本身质量,才能保证混凝土使用性能。在工作人员选择使用水泥过程中,需要掺和料、砂、骨料过程中,应该使用那些具有合格证书的材料,制定科学的材料使用标准,能够按照要求配置原料。另外,在对混凝土进行搅拌的过程中,应该严格控制搅拌的均匀性和搅拌时间,最大程度保证外加剂与胶凝材料及骨料拌和均匀,充分发挥外加剂的优势,以达到所需的混凝土的流动性、粘聚性和保水性。
3 在外加剂使用过程中应该注意的问题
3.1 根据工程实际情况,合理对外加剂类型进行选择
由于外加剂的种类繁多,不同厂家不同成分的外加剂对胶凝材料的相容性也有差异。在实际选择使用外加剂过程中,应该结合胶凝材料自身情况来进行选择,外加剂含减水剂、防水剂、早强剂、缓凝剂等,但是很多种外加剂不是单纯改变其中一项性能,而是趋向于复合型发展。如高性能、普通减水剂还分为早强型、标准型、缓凝型。因为外加剂会对混凝土多方面的性能进行改变,所以在初始阶段要对水泥或者外加剂进行充分的试验、筛选。使之既要满足工程设计和施工的基本要求,又应该考虑工程施工成本。
3.2 科学选择外加剂的用量
外加剂用量对混凝土质量有着非常直接的影响,外加剂使用过多或者过少对其性能发挥,有着非常直接的影响,需要认真做好外加剂配置实验,合理确定外加剂用量。以减水剂为例。很多人为保证混凝土强度,控制水灰比,把减水作为混凝土控制的关键,一味地增加减水剂的用量,往往忽略过量的减水剂带来的危害。过量的减水剂会导致混凝土易离析、气泡增多、混凝土易开裂,甚至大幅度延缓混凝土凝结。在安徽省肥东县普通国省干线建设改建项目中,涉及一老桥改造。商混为安徽经纬新型建材有限公司生产C50混凝土,用于预应力T型的生产。由于路途较远,到现场后混凝土坍落度损失较大,施工工人为追求施工性能,擅自添加减水剂。导致三个月后混凝土表面出现肉眼可见但不影响实际强度的裂纹。为了选择到最为合适的外加剂用量,就需要认真做好混凝土配比试验,找出外加剂的最佳使用范围。
3.3 合理选择外加剂的掺加方法
外加剂掺加方法对混凝土质量,有着非常直接的影响。在配置混凝土过程中,应该正确选择掺加方法。如果采用先掺法,可以有效减少集料对外加剂的吸附量,但工程施工较为不便,需要在实验室试配。粉剂应采用干掺法,与胶凝材料同时加入搅拌机;液体外加剂易与拌和水同时掺入。
4 结束语
随着时代的不断发展,对混凝土的要求呈现多样性,对开展混凝土施工提出了更高的要求。为了有效保证混凝土的使用要求,就需要对混凝土外加剂进行合理的使用。而掌握各种外加剂的性能,熟知各外加剂对混凝土性能造成的影响即是从事混凝土工作的关键。
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