商品混凝土中混凝土外加劑的運(yùn)用研究

祁玉

摘 要：隨著技術(shù)的不斷提升，混凝土外加劑已經(jīng)成為混凝土四種基礎(chǔ)成分之外的第五種重要組成部分。本文對(duì)減水劑、膨脹劑、引氣劑等常見混凝土外加劑的主要功能及應(yīng)用于商品混凝土后的效果進(jìn)行了介紹，希望從業(yè)者提升對(duì)各種外加劑的認(rèn)知水平，在作業(yè)過程中善加運(yùn)用，從而使混凝土工程質(zhì)量得到保證。

關(guān)鍵詞：商品混凝土;混凝土外加劑;減水劑、膨脹劑

能夠改善混凝土性能的化學(xué)試劑統(tǒng)稱為混凝土外加劑，主要的使用方式為在混凝土攪拌過程中摻入，劑量不可超出合理范圍。如在大體積混凝土建筑工程中常見的裂縫問題，可以通過加入膨脹劑的方式，對(duì)受到高熱影響而產(chǎn)生的形變拉應(yīng)力予以“補(bǔ)償”，從而避免裂縫的出現(xiàn)。

1 商品混凝土摻加混凝土外加劑的重要性

隨著工程領(lǐng)域的發(fā)展，用于澆灌的混凝土往往無需施工人員即用即配，而是轉(zhuǎn)化為一種商品。生產(chǎn)廠家將成品或半成品的商品混凝土提前制作完畢，運(yùn)抵施工現(xiàn)場后，可以即時(shí)運(yùn)用。此種模式雖然有效提升了建筑、水利等工程的作業(yè)效率，但基于商品的普適性，對(duì)一些環(huán)境特殊、或是對(duì)混凝土性能有針對(duì)性要求的工程來說，必須在商品混凝土中添加特定的外加劑，從而保證混凝土在澆筑過程中，不會(huì)在外部環(huán)境作用下，發(fā)生偏離預(yù)期設(shè)定的變化。

2 混凝土常見外加劑的種類及功能性

2.1 減水劑

其主要作用為在保持混凝土坍落度不變的情況下，降低混凝土拌合用水量。常見的減水劑屬于陰離子表面活性劑，如木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛聚合物等。將其加入混凝土拌合物后，能夠針對(duì)水泥顆粒發(fā)生分散作用，通過降低單位用水量的方式，改善混凝土的工作性能。作為當(dāng)前性能最佳的減水劑，萘磺酸鹽甲醛聚合物經(jīng)由化工合成，是一種非引氣型的高效減水劑，對(duì)于配置大流態(tài)型的混凝土，具有高強(qiáng)度要求的現(xiàn)澆混凝土和預(yù)制構(gòu)件，均能起到十分良好的效果，故而廣泛應(yīng)用于公路鋪設(shè)、大壩修筑、大型水利工程、電力工程之中。通常情況下，粉劑狀的萘磺酸鹽甲醛聚合物呈現(xiàn)棕黃色粉末狀，固體成分含量超過總量的94%;液體形態(tài)呈現(xiàn)棕褐色粘稠狀;固體成分含量超過總量的40%。此外，凈漿流動(dòng)度大于230mm、氯離子含量小于0.5%。

根據(jù)資料顯示，第一，在商品混凝土中添加萘磺酸鹽甲醛聚合物減水劑后，如果混凝土強(qiáng)度與坍落度保持一致，則水泥用量至少能夠節(jié)省10%，最大節(jié)省率可以達(dá)25%。第二，如果水灰比不發(fā)生任何變化，當(dāng)混凝土的初始塌落度提升量超過10cm，可節(jié)省的水分最低值為15%，最大值為25%。第三，萘磺酸鹽甲醛聚合物能夠顯著提升混凝土的早強(qiáng)、增強(qiáng)效果，根據(jù)外加劑劑量和商品混凝土的原始特性，強(qiáng)度增幅值處于20%～60%之間。第四，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工程中，添加減水劑能夠極大地改善混凝土的和易性，使其物理學(xué)性能滿足目標(biāo)要求。第五，此種減水劑適配于絕大多數(shù)的水泥，且遇到其他種類的混凝土外加劑時(shí)，能夠起到良好的“配合作用”[1]。

2.2 膨脹劑

混凝土膨脹劑能夠起到補(bǔ)償收縮和自應(yīng)力的作用，經(jīng)常應(yīng)用于大體積混凝土工程中。比如在水利、土木工程澆灌作業(yè)時(shí)，由于連續(xù)澆灌的混凝土數(shù)量較大，在短時(shí)間內(nèi)往往產(chǎn)生高強(qiáng)度的熱量，此時(shí)混凝土內(nèi)外受熱不均，導(dǎo)致局部出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。而內(nèi)部環(huán)境尚未被破壞，故而在“角力”的過程中，容易使混凝土澆筑體生成應(yīng)力性裂縫，從而影響工程的整體質(zhì)量。而在混凝土中加入適當(dāng)?shù)呐蛎泟?，能夠針?duì)干縮現(xiàn)象予以補(bǔ)償，并使混凝土更加密實(shí)，有助于提升其抗?jié)B性。比如在配置高要求的防水混凝土，或是適當(dāng)延長建筑防水防滲工程必備的伸縮縫、后澆帶間距時(shí)，均需要添加混凝土膨脹劑。

目前，市場上常見的膨脹劑首推硫酸鈣型混凝土膨脹劑，其中不摻雜任何與鈉元素有關(guān)的物質(zhì)，從而避免出現(xiàn)混凝土的堿骨料反應(yīng)。在商品混凝土中添加此種膨脹劑之后，能夠永久性的提升混凝土的強(qiáng)度，不會(huì)出現(xiàn)膨脹后的體積逐漸縮小的情況。在防水防滲工程中拌和防水混凝土?xí)r，需要在水泥中加入8%～12%的膨脹劑，形成具備補(bǔ)償收縮功能的混凝土，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，還會(huì)整體提升抗裂防水能力。在商品混凝土中加入膨脹劑，雖然具有良好的防水防滲功能，但造價(jià)成本相對(duì)較高，故而沒有得到廣泛應(yīng)用。

2.3 引氣劑

在商品混凝土中摻加引氣劑后，能夠產(chǎn)生很多穩(wěn)定、細(xì)致、微小的氣泡，目的在于全方位提升混凝土的各項(xiàng)性能，包括和易性、流動(dòng)性、粘聚性、可泵性等。如果說減水劑、膨脹劑是在外力的作用下，針對(duì)混凝土的特定功能進(jìn)行提升，那么引氣劑通過調(diào)動(dòng)混凝土自身“潛能”的方式，永久性地增強(qiáng)混凝土的抗凍、抗?jié)B等功能。對(duì)于一些具備特殊要求的工程來說，傳統(tǒng)的商品混凝土往往存在性能不足的問題，故而加入引氣劑后，處于分散裝的水泥顆粒不會(huì)出現(xiàn)二次吸附反應(yīng)，從而使混凝土的保坍性能得到提升?；诖耍芏嗌唐坊炷辽a(chǎn)廠家調(diào)整了經(jīng)營思路，在成品中添加了引氣劑，如透水混凝土等。

在傳統(tǒng)的認(rèn)知中，混凝土中摻入引氣劑后，其強(qiáng)度必然降低，然而此種看法沒有綜合考慮外加劑引發(fā)的連鎖反應(yīng)。一般來說，混凝土的含氣量每增加1%，混凝土的整體強(qiáng)度確實(shí)會(huì)降低5%左右，但與此同時(shí)，混凝土的減水率將會(huì)得到大幅度增強(qiáng)。比如某批混凝土初始減水率為16.5%，加入一定量的引氣劑之后，減水率提升至22%，即減水率增加5.5%。在外部條件未發(fā)生重大變化的前提下，減水率每提升1%，混凝土的整體強(qiáng)度將會(huì)增加3%左右。由此可見，如果嚴(yán)格控制引氣劑的增加量，使通過提高減水率而造成的混凝土性能提升率，超過由于含氣量增加而導(dǎo)致的混凝土性能降低率，實(shí)際呈現(xiàn)出的結(jié)果即為“通過添加引氣劑，能夠提升混凝土的整體性能”。在實(shí)際運(yùn)用過程中，低強(qiáng)度混凝土的含氣量如果維持在5%以下、中等強(qiáng)度混凝土含氣量控制在4%以下、高強(qiáng)度混凝土含氣量控制在3%以下時(shí)，混凝土的強(qiáng)度不會(huì)呈現(xiàn)顯著下滑的趨勢[2]?；诖?，有關(guān)人員可以放心使用。

2.4 緩凝劑

在一些特殊的作業(yè)環(huán)境中，如果混凝土凝結(jié)速度過快，很可能出現(xiàn)受熱不均等現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。而通過添加緩凝劑的方式，能夠降低水泥的水化速度、延長凝結(jié)時(shí)間。除了延長商品混凝土的“可塑期”之外，市場上常見的緩凝劑還具備更強(qiáng)的減水作用。如上文提到的萘磺酸鹽甲醛聚合物，主要成分為葡萄糖酸鈉的緩凝劑的減水效果能夠超出其2～3倍。但由于緩凝劑的摻入量不宜過多，故而在常規(guī)作業(yè)環(huán)境下，緩凝劑的主要作用并不在于“減水”。然而在高溫天氣下，開展混凝土澆灌時(shí)，依靠減水劑改善混凝土性能的成本投入將會(huì)大幅度提升。此時(shí)適當(dāng)提升緩凝劑的摻入量，不僅能夠滿足減水率的要求，還能合理控制成本?；诖?，在現(xiàn)代商品混凝土中，緩凝劑已經(jīng)成為不可獲取的輔助型減水外加劑，未來畢竟得到廣泛應(yīng)用。

3 結(jié)語

提到“添加劑、外加劑”等，人們的印象普遍不佳，認(rèn)為保持原料的“純潔性”永遠(yuǎn)為最佳選擇。但在現(xiàn)代工程領(lǐng)域，使用“外加劑”不僅具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，更可以根據(jù)不同需要，全面提升混凝土的各項(xiàng)性能，從而使工程質(zhì)量切實(shí)滿足相關(guān)規(guī)定，為后續(xù)正常使用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，相關(guān)人員必須予以重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]尤啟俊，周圣，朱士榮，張海棠.外加劑在商品混凝土應(yīng)用中的問題分析[J].商品混凝土，2018（12）：70-72.

[2]崔昌東.外加劑在商品混凝土中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué)，2018，9（15）：120-121.