高鵬

【摘 要】 混凝土外加劑對于混凝土的制備、澆筑和養(yǎng)護(hù)都起到了幫助，同時也帶動了經(jīng)濟(jì)效益的增長。在混凝土中加入適量外加劑已經(jīng)成為改善混凝土性能的必要方法。文章分析外加劑單位影響，探討其應(yīng)用及發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 公路工程水泥混凝土；外加劑；應(yīng)用

引言：

各種不同的混凝土外加劑對于混凝土有著不同的功能，為了提高建設(shè)投資的經(jīng)濟(jì)效益和施工質(zhì)量，有必要對混凝土外加劑做出更進(jìn)一步的研究，發(fā)明更加新型的外加劑。

一、混凝土外加劑對混凝土性能的影響

（1）拌合料是土木工程中使用很頻繁的混合材料

拌合料自產(chǎn)生之日起幾乎所有工程都離不開它，混凝土對公路工程建設(shè)影響越來越深遠(yuǎn)。隨著公路工程中高標(biāo)號砼應(yīng)用技術(shù)越來越多，對拌合料使用外加劑的深度、廣度日益顯現(xiàn)，我們國家可以說是當(dāng)今社會首屈一指。然而，隨著外加劑的高速發(fā)展，工程建設(shè)的依賴程度越發(fā)顯著，尤其高性能的外加劑對拌合料的強(qiáng)度和各種性能的提高目前來講無可替代。

（2）隨著摻有外加劑的拌合料的日益蓬勃，拌合料的各種性能有了長足的進(jìn)步

拌合料外加劑的出現(xiàn)促進(jìn)了拌合料各種性能的大發(fā)展。從水泥用量較低，并摻加較多的膨潤土、粘土等材料的大流動性砼向坍落度小于10mm的砼，再向拌合料塌落度值大于20cm的摻有高效減水劑或普通減水劑的砼，再向HPC延伸。目前一部分科研和生產(chǎn)單位探究的以膨脹劑的補(bǔ)償限制收縮外加劑和低堿、低硫酸鈉、高純度外加劑為代表的最新一代外加劑。這種外加劑擯棄了上一代使拌合物坍落度隨著時間的流逝失去多的弊端，同時拌合物的使用年限有所增長，而且使拌合物的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、使用年限都有所增長，并協(xié)同工作。加之，適宜w/c低的小用水量，一方面對砼各種性能無影響.另一方面對使用者的功能需求也有一定的提升。最近發(fā)展起來的新一代外加劑使拌合物用水量降低了15%～25%之間，一個小時到一個半小時的時間內(nèi)，拌合物的坍落度幾乎無損失，同時能保持拌合物里面的微氣泡不遺失，可制造出滿足高要求的砼。同時可生產(chǎn)到加水少，自密實(shí)、無泌水的砼，隨著科學(xué)進(jìn)步，這些性能會日益改善。

（3）拌合料的外加劑要適宜各種組分、主要性能

有差異的施工流程、分部分項(xiàng)工程或各組分比例與拌合物的外加劑對拌合物各組分的融合性存在迥異，必須先檢測后配比，適宜性能良好、對拌合物各組分融合性好的砼外加劑；并且，依賴圖紙和現(xiàn)場操作過程情況，取用與拌合物能融合的砼外加劑，像降粘劑、引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑、阻銹劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑諸如此類；依賴圖紙和現(xiàn)場操作過程情況，現(xiàn)場先試驗(yàn)比例，來敲定適宜的拌合物各組分的比例以及拌合物外加劑優(yōu)化加入值。

二、外加劑的調(diào)配和配合比設(shè)計調(diào)整

（一）氣候差異

（1）冬季施工。冬季施工氣溫低，坍落度損失小，但受氣溫影響，水泥水化反應(yīng)慢，導(dǎo)致強(qiáng)度增長緩慢，可以減水劑和防凍劑復(fù)合使用，也可使用早強(qiáng)水泥加早強(qiáng)減水劑的組合。（2）夏季施工。夏季施工由于原材料、水、攪拌、運(yùn)輸溫度高。水分揮發(fā)快，外加劑反應(yīng)速度快，坍落度損失大，混凝土容易變稠，不僅混凝土施工性變差，而且容易發(fā)生裂縫和施工縫，可適當(dāng)摻加緩凝劑解決。

（二）集料差異

（1）碎石、卵石對混凝土流動度、和易性有較大影響。碎石有棱角，不易流動，外加劑要相應(yīng)增加，卵石圓滑，摻量可適量減小。（2）不同細(xì)度的砂子對拌和物和易性有很大影響，一般粗砂摻量適量增加，細(xì)砂適量減小。

（三）水質(zhì)差異

拌和料要求使用飲用水，禁止使用沼澤水、泥炭地下水、工廠廢水及含礦物質(zhì)較高的硬水。水質(zhì)發(fā)生變化時，要根據(jù)試配，看是否有泌水、離析，再確定外加劑用量。

（四）摻和料的差異

施工中也常常使用粉煤灰、礦渣粉代替部分水泥，并且摻量較大。而有的摻和料和外加劑的匹配性不是很好，應(yīng)通過水泥適應(yīng)性試驗(yàn)提前試配，以確定外加劑的摻量和種類。

（五）混凝土的雙摻技術(shù)

目前最常見的是單摻減水劑，雖然水泥坍落度提高了，但坍落度損失較大，且不能有效降低水泥水化熱，并且表面失水較快，易產(chǎn)生混凝土干裂等問題。而雙摻減水劑和粉煤灰則可彌補(bǔ)普通混凝土以上缺陷。加入減水劑，混凝土坍落度大范圍提高，同時摻入粉煤灰，降低了混凝土對減水劑的包裹作用，使減水劑充分發(fā)揮作用。同時粉煤灰的等量代替，相當(dāng)于在膠凝材料不變的情況下，降低了水泥中的硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量，使混凝土拌合物的凝結(jié)時間得以延緩，早期水化熱明顯降低，混凝土強(qiáng)度發(fā)展較為平穩(wěn)，在一定情況下減少應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生。

（六）混凝土的三摻技術(shù)

公路施工中，大體積混凝土的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用也越來越多。由于結(jié)構(gòu)厚、混凝土量大，施工中因收縮和溫度變形容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫?？梢钥紤]在混凝土中摻入粉煤灰、減水劑、膨脹劑來控制裂縫的產(chǎn)生。（1）加減水劑，減少水用量，相應(yīng)減少水化熱；（2）加入粉煤灰，由于粉煤灰顆粒中40%以上為玻璃微珠和多孔玻璃體，其粒徑平均都在45μm以下具有良好的填充效應(yīng)，在拌和物中起到獨(dú)特的“鑲珠軸承”和“解絮”擴(kuò)散作用，減緩凝結(jié)時間，降低水化熱；（3）摻加膨脹劑，依靠本身或與水泥中某些組分的反應(yīng)，生成具有微膨脹效應(yīng)的水化硫鋁酸鈣或氫氧化鈣等，在約束條件下產(chǎn)生有制約的膨脹，使混凝土的強(qiáng)度有較大幅度增長，補(bǔ)償由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而起到控制裂縫的目的。

三、混凝土外加劑的發(fā)展趨勢

（一）新品種減水劑的研究加快

目前，隨著科技的迅速發(fā)展，各種不同類別的減水劑也得到了廣泛的研究。2000年以來，我國混凝土研究界逐漸認(rèn)識到聚羧酸系高性能減水劑這一高效的混凝土外加劑。它以石油化工產(chǎn)品為原料，以極高的減水率，極好的坍落度保持性和優(yōu)異的增強(qiáng)效應(yīng)，逐漸受到混凝土工程界的重視。聚羧酸減水劑是通過不飽和單體在引發(fā)劑作用下形成共聚，使帶活性基團(tuán)的側(cè)鏈接枝到聚合物的主鏈上，在不影響水泥的凝結(jié)硬化情況下，使其同時具有高效減水、控制坍落度損失和抗收縮等作用。

（二）外加劑標(biāo)準(zhǔn)的更新

目前對于混凝土外加劑的規(guī)范，僅有GB50119-2013混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范。隨著外加劑品種和類別的不斷更新，急需出臺更新的混凝土外加劑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對外加劑的相關(guān)標(biāo)識和質(zhì)量檢測方法做出具體的規(guī)定。針對不同功能的混凝土外加劑需要有不同形式的標(biāo)號和規(guī)定，同時對其相關(guān)質(zhì)量的檢測規(guī)程和要求也需要做出進(jìn)一步指導(dǎo)性的規(guī)范，從而對外加劑市場進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理。

（三）外加劑的綠色化發(fā)展

隨著我國能源資源的不斷消耗，建筑業(yè)的綠色化、低碳化發(fā)展已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢，而混凝土外加劑作為支撐建筑行業(yè)發(fā)展的重要材料，必須保證在制備以及使用過程中的綠色化，通過合理的技術(shù)改造減少外加劑生產(chǎn)和使用過程中對能源的消耗以及各種污染物的排放，研發(fā)無毒外加劑，利用農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品等生產(chǎn)外加劑，通過促進(jìn)外加劑的綠色化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。

（四）降低外加劑的生產(chǎn)成本

為了得到明顯的經(jīng)濟(jì)效益，降低外加劑的成本也是施工企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。為此降低外加劑的原材料費(fèi)用，如利用工、農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品生產(chǎn)外加劑，改善外加劑的生產(chǎn)工藝等都是降低費(fèi)用的措施，降低生產(chǎn)成本對外加劑在公路工程中的廣泛應(yīng)用極為有利。

四、結(jié)語

綜上所述，從施工中來到施工中去，必將促進(jìn)砼外加劑制造、工程實(shí)踐的廣度和深度；外加劑的節(jié)能作用隨著在公路工程中實(shí)踐的深入也許會越來越好，同時應(yīng)該檢測對周圍環(huán)境的負(fù)面作用，這些方面還需要時間的檢驗(yàn)。

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