外加劑類型及摻量對(duì)混凝土性能的影響研究

張穎

運(yùn)城市綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心 山西 運(yùn)城 044000

現(xiàn)如今在我國建筑行業(yè)中，混凝土材料的應(yīng)用范圍極其廣闊且精細(xì)化程度較高。隨著越來越高的行業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)越來越高，對(duì)混凝土的要求也隨之不斷提高?？偟膩碇v，混凝土主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)，一具有可調(diào)節(jié)性；二具有防凍性和耐久性；具有輕量化的特性;四便于養(yǎng)護(hù)和修補(bǔ)。通過上面對(duì)以上的幾點(diǎn)原因的原因分析，我們會(huì)得到混凝土摻人入了一定適量種類的無機(jī)外加劑，可以及時(shí)對(duì)原混凝土產(chǎn)品的混凝土性能質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整改善，對(duì)建筑行業(yè)整體工程質(zhì)量安全而言這更是一種極其十分重要，通過無機(jī)外加劑充分的有效使用就可以有效使原有混凝土性能實(shí)現(xiàn)混凝土盡早地凝固，減少局部滲水量，排除內(nèi)部空氣流動(dòng)和延緩凝固過程等多重作用，因此能夠合理地適量種類的地使用無機(jī)外加劑，對(duì)于未來建筑行業(yè)發(fā)展有其十分的重要積極的影響。

1 外加劑類型

最初大量使用無機(jī)外加劑，僅僅目的是僅僅為了能夠節(jié)約一些水泥，隨著當(dāng)代建筑技術(shù)科學(xué)的日益發(fā)展，摻料用有機(jī)外加劑技術(shù)已發(fā)展成為目前改善瀝青混凝土性能結(jié)構(gòu)的一條主要工程措施。由于混凝土有部分加入采用了高效環(huán)保的減水劑，大體積和流動(dòng)強(qiáng)度差的混凝土、自組織密實(shí)型混凝土、高強(qiáng)型混凝土也都可以得到廣泛成功和應(yīng)用；由于有了增稠劑，水下混凝土工程的水下施工混凝土性能都將隨之得以了明顯得改善。由于有了這種緩凝劑,水泥溶液內(nèi)的水分自然凝結(jié)的時(shí)間也就得以進(jìn)一步延長(zhǎng)，才得以最可能有極大的最大可能地大大減少了混凝土坍落度造成的損失，延長(zhǎng)了混凝土施工速度和水下操作施工準(zhǔn)備工作時(shí)間。且因?yàn)橛辛诉@些防凍劑，溶液冰點(diǎn)也才得以大大明顯得降低，或者正是由于冰晶結(jié)構(gòu)的自然變形也才能夠不致再因此而造成的了凍害。才使得最可能避免施工人員在高溫低負(fù)模溫情況條件下長(zhǎng)時(shí)間無法繼續(xù)進(jìn)行灌注混凝土系統(tǒng)施工作業(yè)等總體來說，外加劑混凝土砂漿在可大幅度的改善現(xiàn)有地下鋼筋混凝土系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用施工性能方面還能具有以下幾項(xiàng)作用:

(1)它可以通過顯著地減少現(xiàn)有灌注鋼筋混凝土系統(tǒng)工程的施工總設(shè)計(jì)用水量?；蛘咚梢詢H不要求額外增加鋼筋混凝土用水量就能達(dá)到有效地增加現(xiàn)有灌注鋼筋混凝土施工中的空氣流動(dòng)度。

(2)可以顯著的調(diào)整灌注后混凝土體中殘余的水和凝結(jié)水的冷卻時(shí)間。

(3)能夠明顯減少鋼筋混凝土中泌出水泥和防止水離析。改善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和容易施工性能和顯著增加鋼筋抗水淘洗性。

(4)可以大幅的減少了混凝土坍落度增加和質(zhì)量損失，增加了在泵送混凝土?xí)r的混凝土可泵性。

(5)可以有效大大的減少混凝土的收縮，加入了混凝土膨脹劑之后還可以更有效地補(bǔ)償了混凝土的收縮。

(6)可以暫時(shí)延緩在混凝土裂縫形成的初期所產(chǎn)生的水化熱，降低浸入較大單位體積混凝土容器內(nèi)產(chǎn)生的水溫蒸升變化的變化速度，減少了混凝土裂縫形成的發(fā)生。

(7)有利于提高預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土體的低溫早期和保溫強(qiáng)度，防止預(yù)應(yīng)力在低負(fù)溫情況作用下容易產(chǎn)生的凍結(jié)。

(8)能迅速提高結(jié)構(gòu)保溫強(qiáng)度，增加混凝土鋼筋混凝土抗凍縮性、抗?jié)B性、抗磨性、耐腐蝕性。

(9)它能夠有效控制弱堿化一弱酸性骨料化反應(yīng)，阻止了混凝土鋼筋的氧化銹蝕，減少了鐵氯離子的擴(kuò)散。

(10)適合于制成一些對(duì)其他建筑物要求具備特殊結(jié)構(gòu)抗震性能鋼筋強(qiáng)度的鋼筋混凝土。

(11)還可適量降低水泥混凝土粘度系數(shù)等。另有很大一部分的這些物質(zhì)則會(huì)用于進(jìn)一步的降低水晶材料的相對(duì)表面張力值系數(shù)和表面的吸附能系數(shù)等：還有極少數(shù)化合物可用來直接吸附或間接參與一些水化學(xué)活性反應(yīng)，與水泥等相互作用可以生成有許多新功能的新型有機(jī)硅酸鹽化合物[1]。

由于各種混凝土外加劑既都能最直接而有效又可靠方便地用來有效改善各種工程混凝土制品結(jié)構(gòu)的其他各種受力性能，而且本身又一直具有發(fā)揮著十分良好且穩(wěn)定長(zhǎng)久的綜合工程經(jīng)濟(jì)效益。在當(dāng)今國外以及許多亞洲主要地區(qū)國家建筑里也都一直有得到過較為十分廣泛有效的工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用，成為制造各類新型混凝土產(chǎn)品工藝中又一個(gè)十分不可或缺的技術(shù)關(guān)鍵材料。引氣劑會(huì)影響哪些混凝土性能混凝土本身的結(jié)構(gòu)和易性剛度和屈服強(qiáng)度等可完全通過長(zhǎng)期合理的使用引氣劑獲得有效地提高。此外，還會(huì)導(dǎo)致因?yàn)榛炷良尤肓藲馀萏盍隙@著提高了混凝土自身的低溫抗凍性。但有時(shí)若引氣劑被使用或過量，則往往會(huì)導(dǎo)致造成的混凝土彈性變化降低，從而可在另外一定的程度上顯著影響著混凝土強(qiáng)度。混凝土的攪拌混凝土過程中產(chǎn)生了大量的氣泡，在其很大一定程度上可能會(huì)嚴(yán)重影響了混凝土本身的彈性模量，這亦是造成了混凝土彈性的變化降低的又一大直接原因[2]。

1.1 外加劑與混凝土的相容性對(duì)混凝土的影響

(1)由于混凝土每新增加了一種新型無機(jī)合成混凝土外加劑材料后都首先要求至少有這一項(xiàng)和它相配套的所特有的特殊使用或功能，摻加使用的就是這種混凝土新型的外加劑，能夠保證同時(shí)又對(duì)在現(xiàn)有無機(jī)混凝土產(chǎn)品中其某一的某一方面性能或在其的某一或幾項(xiàng)能方面的其他一些基本性能參數(shù)方面進(jìn)行有重大地改善。如可適當(dāng)增加摻砂加減和保水劑用量就一定可以完全做到可以在用水保持與混凝土材料相同等級(jí)的單位用水拋泥量情況前提下可進(jìn)一步的增大原有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的混凝土水流動(dòng)性，或完全可通過在水料保持和其本身相同混凝土水流動(dòng)性情況前提下降或過低鋼筋混凝土單位用水量，從而最終達(dá)到有效提高了既有預(yù)應(yīng)力混凝土材料系統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土強(qiáng)度。(如流動(dòng)性較差、減水率太低、或發(fā)生拌合物板結(jié)后發(fā)熱、流動(dòng)度損失增長(zhǎng)過太快等異常現(xiàn)象)[3]。

(2)水泥產(chǎn)品應(yīng)首先按原國家水泥標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢驗(yàn)后并都合格，減水劑產(chǎn)品也是按原國家對(duì)其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行的檢驗(yàn)合格后并亦均都合格，但沒有將此兩者的分別進(jìn)行配合而使制測(cè)所得檢測(cè)出來合格的鋼筋混凝土產(chǎn)品中卻都可能已經(jīng)有造成了較嚴(yán)重一定程度以上的混凝土質(zhì)量問題。為了盡可能真正的查清這其中的原因，科研及分析檢測(cè)人員曾先用未產(chǎn)生出事凝劑的水泥樣品液與減水劑混合物液做進(jìn)行了對(duì)比檢測(cè)試驗(yàn)，確實(shí)也發(fā)現(xiàn)水泥有起了急凝現(xiàn)象，但如果通過在該水泥溶液混合物中再適當(dāng)摻量人入了約含0.5%～粉或含1.0%(二水石膏后，則將最終檢驗(yàn)得到了具有耐久性了并且有著滿足良好的混凝土工作性能指標(biāo)要求和混凝土使用機(jī)械強(qiáng)度指標(biāo)要求的混凝土。證明出了在該配方水泥系統(tǒng)中由于石膏粉的摻量人入土摻量雖有所不足(但達(dá)到水泥標(biāo)準(zhǔn)性能)而又與減水劑性能并不大相容。

(3)混凝土外加劑混凝土與普通水泥制品之間相互作用的環(huán)境適應(yīng)性問題，是這樣一個(gè)相當(dāng)錯(cuò)綜復(fù)雜的、而混凝土工程領(lǐng)域中有時(shí)又完全難以得到避免處理的一種實(shí)際工程技術(shù)問題，它往往影響到著產(chǎn)品其長(zhǎng)期應(yīng)用及其效果,有時(shí)更會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重復(fù)雜的環(huán)境工程事故隱患和巨大無可法估量的潛在經(jīng)濟(jì)損失。水泥材料與無機(jī)外加劑間的結(jié)構(gòu)相容性既是當(dāng)前一個(gè)很是有意義的一個(gè)科學(xué)問題，更是另一個(gè)重大工程技術(shù)實(shí)際科學(xué)問題,這個(gè)實(shí)際問題多出自于實(shí)際工程事故，因此，需有關(guān)生產(chǎn)單位負(fù)責(zé)人和工程技術(shù)研究部門專家高度關(guān)注重視[4]。

1.2 混凝土外加劑的作用

一般主要的作用范圍主要是指在僅改變了單位立方混凝土用水量變化后或者改變僅是在增加單位水泥用量變化后且不需要相應(yīng)水泥發(fā)生用量增減變化這種現(xiàn)象后的一般應(yīng)用情況條件之下，可以看出大大的提高改善了單位相應(yīng)方混凝土砂漿的耐水流動(dòng)性能力；同時(shí)在保證單位水泥用量增加后的不變方用混凝土水量損失或者立方混凝土坍落度損失也基本不變的等特殊使用情況條件前提下，可以在短期內(nèi)真正地實(shí)現(xiàn)了單位混凝土用混凝土水量的損失量的得到明顯地減少，進(jìn)而方用混凝土強(qiáng)度水平的可靠性也就得以有效提高，混凝土砂漿結(jié)構(gòu)的整體耐久性水平將能得到的進(jìn)一步有效改善。較大密度的氣泡和可能導(dǎo)致的混凝土表面的大量水分泌以及出水混凝土的水分離析、改善增加了水泥混凝土的澆注后的尺寸穩(wěn)定性能和施工安易等性能;而緩凝劑也都能有效適當(dāng)?shù)难泳徔s短了混凝土的凝結(jié)與灌注的時(shí)間，兼有增加了其緩凝劑效果和對(duì)混凝土的減溫出水的作用，主要特別適合用于在大體厚度坡積型混凝土、炎熱與干燥等天氣條件情況下需連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間施工時(shí)澆注中的混凝土或可用于在長(zhǎng)距離混凝土運(yùn)輸工程中澆筑的混凝土如型混凝土[5]。

1.3 外加劑減水劑對(duì)混凝土性能的影響之分析

混凝土外加劑減水劑中的有效成份主要的也是由主要是由無機(jī)高分子表面活性劑和等分子所組成共同的構(gòu)成。這幾種有機(jī)表面活性劑也是均屬于弱陰離子型的無機(jī)表面活性劑。實(shí)質(zhì)在應(yīng)用機(jī)理上鋼筋混凝土堿水劑材料一般還不需要再與普通混凝土水泥料一樣只起機(jī)械膠著效應(yīng)或其他化學(xué)作用，它具體的作用對(duì)普通鋼筋混凝土作用機(jī)理則是主要是應(yīng)體現(xiàn)在于其對(duì)普通鋼筋或新可拌瀝青混凝土材料進(jìn)行的表面改性塑化，塑化原理一般應(yīng)是它具有的潤(rùn)濕和表面作用、吸附及分散和顆粒作用機(jī)理和表面潤(rùn)滑機(jī)理的作用[6]。

1.4 外加劑或引氣劑等對(duì)瀝青混凝土性能變化的主要影響分析

外加劑引氣劑通常能用于在硬化混凝土構(gòu)件中引入的大量的微小的而且互相獨(dú)立作用的小的氣泡，這種引入氣泡一般能在短期內(nèi)讓硬化混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和便易性能獲得一個(gè)較大限度的明顯改善。引氣劑用在氣泡對(duì)硬化的混凝土性能強(qiáng)度的直接影響問題上，從減震水效能的分析，混凝土強(qiáng)度可能也因此會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)地提高了;但僅僅從引氣劑的使用角度進(jìn)行分析，混凝土強(qiáng)度也一般可能呈現(xiàn)相對(duì)下降的。所以，摻了合用了引氣劑或者是引氣劑減壓水劑漿的預(yù)應(yīng)力混凝土，其降低彈性模力的變形量會(huì)比事先不預(yù)先摻人引氣劑漿的要低，降低應(yīng)變的變化幅度實(shí)質(zhì)上同樣也遠(yuǎn)大于降低強(qiáng)度變形的變化的幅度。原因也許就只在于水泥漿體裂縫中存在大量同時(shí)存在著的微小的氣泡，讓混凝土漿體自身的彈性模量變化也都隨之降低。

2 混凝土性能受摻雜外加劑的影響

外加劑使用的適當(dāng)用量確定對(duì)水泥混凝土質(zhì)量發(fā)揮的主要影響都是十分的直接重要的，過量使用或含量過少時(shí)的水泥外加劑混合使用后對(duì)水泥其各項(xiàng)性能參數(shù)的綜合發(fā)揮作用有著其十分的直接重要的直接影響，需要您在充分合理地確定好外加劑用量配比的原則情況指導(dǎo)下，認(rèn)真的做好混凝土外加劑量的混合調(diào)配實(shí)驗(yàn)。把混凝土減水量作為混凝土成本控制問題的核心關(guān)鍵。通過合理利用發(fā)揮各種外加劑材料的綜合使用等功能,使水泥外加劑使用的高效節(jié)能經(jīng)濟(jì)效果可在充分保證結(jié)構(gòu)施工使用強(qiáng)度能的基礎(chǔ)同時(shí)又得到最充分地體現(xiàn)，從而能在確保滿足建筑混凝土性能要求指標(biāo)的基礎(chǔ)上，大幅度的降低了水泥混凝土的年使用量[7]等。

綜上所述，嚴(yán)格把控好外加劑的類型及摻量，對(duì)于混凝土澆筑工作有這無可比擬的地位，直接關(guān)系到整個(gè)建筑工程的運(yùn)行過程能否正常實(shí)施和運(yùn)作，必須對(duì)外加劑的類型有相當(dāng)程度的了解，充分掌握各種類型的外加劑的作用和用法，面對(duì)各種極端環(huán)境下的工程實(shí)施要因地制宜的采取一種或者多重外加劑添加到混凝土中，保證工程的正常實(shí)施。同時(shí)也需要對(duì)各種環(huán)境下不同外加劑的摻量有不同高規(guī)格的認(rèn)知，要充分理解外加劑的不同摻入量會(huì)對(duì)整個(gè)混凝土施工過程有這重要的作用，嚴(yán)苛的把控?fù)饺肓坎坏梢杂行У氖褂没炷吝M(jìn)行筑建工作，更是可以高效的做到混凝土的性能發(fā)揮，在嚴(yán)格保證了混凝土各種外加劑的摻入量的情況下，會(huì)對(duì)整個(gè)建筑工程的實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[8]。

3 結(jié)束語

混凝土是建筑材料，是現(xiàn)代社會(huì)必不可少的一種建筑材料。其品種之多，產(chǎn)量之大，應(yīng)用之廣。但以后隨著鋼筋混凝土工程結(jié)構(gòu)建造工藝與制造工藝與應(yīng)用技術(shù)水平的提高逐步深入發(fā)展，一定要更注意推廣采用無外加劑混凝土基礎(chǔ)的新建造工藝方式。可以說，讓現(xiàn)代中國新型混凝土技術(shù)能夠逐漸實(shí)現(xiàn)從一種傳統(tǒng)的塑性混凝土產(chǎn)品開始而向流態(tài)化混凝土、干硬型混凝土、高性能混凝土材料等全新的材料技術(shù)方向進(jìn)行快速地發(fā)展，是國家希望通過由各種新外加劑建筑材料技術(shù)的迅速引進(jìn)產(chǎn)生快速推廣效應(yīng)和新技術(shù)迅速發(fā)展效應(yīng)而逐步帶動(dòng)在新型高性能混凝土建筑材料及結(jié)構(gòu)施工的新技術(shù)方面應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。