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混凝土外加剂对混凝土性能的影响分析及配方确定
摘要:在21世纪,社会在进步,经济在发展,在此背景下,为建筑行业提供了新的发展机遇,同时也面临着新的挑战,我国对建筑领域的要求越来越高。为了提升工程的建设质量,保证建筑物的稳定性、安全性,混凝土外加剂被广泛应用于建筑行业施工过程中。混凝土外加剂是新型混凝土中不可缺少的一部分,是提升混凝土性能的基本保证,在建筑工程中,混凝土外加剂的应用,优化了混凝土的性能,满足了工程建设中对混凝土的各种各样的要求。然而,在混凝土外加剂使用中,如何合理使用混凝土外加剂有待进一步研究。
关键词:外加剂;混凝土性能;影响
引言
混凝土外加剂是混凝土中除胶凝材料、骨料、水和纤维组分以外,在混凝土拌制之前或拌制过程中加入的,用以改善新拌混凝土和(或)硬化混凝土性能,对人、生物及环境安全无有害影响的材料,掺量一般不大于胶凝材料总量的5%。但由于外加剂对混凝土工作性能影响显著,根据原材料状况合理确定外加剂配方对混凝土施工极为重要。
1混凝土外加剂概述
混凝土外加剂,一般在混凝土搅拌时加入,可以改善混凝土的性能,提升工程的施工质量,增强建筑物的可靠性。常见的混凝土外加剂有减水剂、引气剂、防冻剂和早强剂等。随着现代化科技水平的逐渐提升,诸多的混凝土外加剂被研发出来,并被工程施工广泛使用,取得了较好的效果。例如,防冻剂的运用使混凝土施工受温度的制约程度降低,在温度较低甚至负温时仍能进行。此外,混凝土外加剂的发展也给商品混凝土的发展带来机遇和可能,不但可以扩展混凝土的使用范围,还能提升施工企业的经济效益,增进建筑行业的快速发展步伐。
2混凝土外加剂对混凝土性能影响分析
2.1 减水剂对混凝土性能的影响
在混凝土中加入适量的减水剂后,可以在用水量不变的情况下提高混凝土的坍落度,提高混凝土拌和物流变性能。适量掺入减水剂,可以降低混凝土泌水率,改善混凝土和易性,提升混凝土的抗冻融性和抗渗性。然而在实际使用中,也存在减水剂加入量超标的情况。超量掺入减水剂易引起混凝土离析、泌水,凝结时间延长(主要是减水剂中复配了缓凝剂),严重时可能会发生混凝土长时间(48-72小时甚至更长)不能凝固的情况。因此,在工程实际建设中,应严格遵循相应的规定,掺入适量减水剂,注意加入前做好试配工作,以明确减水剂最佳掺入量,保障混凝土质量。
2.2引气剂对混凝土性能的影响
将引气剂或引气减水剂加入混凝土中,能够使混凝土产生许多细密、均匀的气泡,这些气泡可以改善混凝土的和易性,增加混凝土的流动性,提高混凝土抗冻和抗渗能力,降低泌水现象的发生。适量使用性能好的引气剂,使混凝土达到适宜的含气量,能明显改善混凝土的多项性能,从而达到的混凝土综合技术性能的最佳状态。
2.3防冻剂、早强剂的影响
在混凝土中添加防冻剂,可降低混凝土中水的冰点,能使混凝土在负温条件下硬化,并在规定养护条件下达到预期性能。防冻剂在使用时,应按照工程用途选取适当成分的防冻剂。
混凝土早强剂是能提高混凝土早期强度,且对混凝土后期强度没有显著影响的外加剂。常用早强剂有氯化物系早强剂、硫酸盐系早强剂、有机物系早强剂等。其中,氯化物系早强剂(如氯化钙)含有氯离子,这些氯离子会和混凝土结构中的钢筋发生化学反应,加快钢筋锈蚀,使混凝土膨胀、开裂影响混凝土质量,因此常与阻锈剂复合使用。硫酸盐系早强剂与有机物系早强剂也通常和一种或多种其他早强剂进行复合,制成复合型早强剂使用。
3减水剂的复配配方确定
3.1复配原则
通过将缓凝剂、引气剂、消泡剂、增稠剂及其他助剂与减水剂母液进行复配得到减水剂,使减水剂满足减水率要求的同时,使掺加减水剂的混凝土拌合物兼具良好的坍落度保持能力、较低的泌水率(压力泌水率)、适当的含气量、良好的和易性以及硬化强度。
3.2减水剂配方确定方法及步骤
3.2.1传统方法确定减水剂配方
通过肉眼观察骨料,直观判断骨料级配、含泥量等指标;通过询问搅拌站实验人员了解水泥强度、标准稠度用水量,粉煤灰细度、等级等技术参数。然后按经验配方进行试拌,通过混凝土拌合物的状态判断需要调整的参数,确定调整方案,经过轮番尝试确定最后的减水剂配方。
3.2.2先诊断后试拌确定减水剂配方
水泥组分通过水泥厂或委外检测报告掌握真实数据,对粉煤灰的烧失量、玻璃微珠形态进行检测,判断可能存在适应性问题,并对症下药选择适当的胶凝材料调整助剂,如补硫助剂硫代硫酸钠、补碱助剂碳酸钠、氢氧化钠等。先通过净浆(胶砂)试验考察减水剂适应性,在减水剂与水泥、粉煤灰的适应性问题解决以后,再进行水泥混凝土试拌试验。在试拌过程中根据水泥混凝土拌和物状态,分析所需要做出的调整,进过几次试拌及调整,可以确定出最终减水剂配方。
3.2.3减水剂配方试拌
用试验室提供的混凝土配合比进行试拌,为了保证试拌效果,使用60升搅拌机时试拌数量不应小于20L;实验过程中对混凝土拌和物的坍落度、容重、含气量、泌水率、和易性等指标进行检验,根据检测结果对减水剂配方进行相应的调整。比如:含气量不够,可以增加引气剂的用量;坍落度不够,可以增加减水母液的用量;保坍时间不够,可以增加保坍母液或者缓凝成分等。当出现异常情况时,再根据上述各种混凝土原材料对减水剂的影响进行对应调整,比如:泌水严重时,首先考虑是否减水率过大,可以降低减水母液的用量进行再次试拌验证;如果出现减水母液少了混凝土不流动,多了就泌水的现象,就要考虑减水剂和水泥的相容性等问题,可通过添加调整胶凝材料的助剂来进行解决;如果出现混凝土拌和物包裹性不好,首先要考虑砂率是否合适、碎石级配是否合理,然后再考虑在减水剂中增添调整砂石骨料的助剂,如增稠剂等来进行解决。总之,要针对混凝土拌和物的实际状态采取相应的解决方案,直到达到满意的结果。
3.2.4减水剂上机验证
在正式确定外加剂配方之前,必须要在拌和站上机试拌进行验证,实际工作中考虑到试验室搅拌机与拌和站机组的拌和功率的不同,一般用试验室确定的减水剂配方用量乘以0.8~0.9 的系数进行试拌,根据试拌情况调整出最终外加剂配方。
结语
据上文所述,外加剂对混凝土性能的影响显著,通过外加剂可以改善混凝土的拌合物性能,可以提高混凝土的强度、节约水泥,可以提高混凝土结构耐久性,可以增加混凝土中掺合料的使用量来保护环境等。在混凝土中正确使用外加剂,可以有效改善混凝土的性能,还能节约资源降低成本,起到节能增效的作用。将来外加剂的使用将会越来越广,外加剂的技术发展对建设工程的影响也会越来越大,对外加剂使用技术的要求也会越来越高。在自然资源日益紧张的形势下,外加剂技术人员和搅拌站的实验人员将越来越多的需要面对外加剂与水泥、粉煤灰之间的适应性问题,通过先诊断再试拌的方式,可以快速确定减水剂的配方,为减水剂在使用过程中的调整提供了很大的便利。
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