【關鍵詞】 混凝土外加劑; 使用; 問題
【中圖分類號】TV42 + 4 【文獻標識碼】 A 【文章編號】1008 - 1305 (2006) 03 - 0020 - 02
近年來, 混凝土外加劑在施工中已普遍使用,成為混凝土重要組成部分。通過對外加劑的使用,混凝土施工技術和新混凝土品種得到了很大發展,高性能混凝土已在工程建設中大量出現。因此, 對外加劑的使用加以總結, 便于在混凝土施工中對外加劑的選擇和使用很有必要。
1 混凝土外加劑的分類
混凝土外加劑按分類方法的不同可分為以下幾類。
(1) 按主要功能分為4 類: 改善混凝土拌和物流變性能的外加劑, 調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑, 改善混凝土耐久性的外加劑以及改善混凝土其它性能的外加劑。
(2) 按化學成分分為有機外加劑、無機外加劑和有機無機外加劑。
(3) 按使用效果分為減水劑、調凝劑(緩凝劑、早強劑、速凝劑) 、引氣劑、防水劑、加氣劑、膨脹劑、防凍劑、泵送劑以及復合外加劑等。在工程施工中主要按使用效果進行分類。
2 混凝土外加劑的選擇
混凝土外加劑的選擇應考慮以下因素。
(1) 滿足工程設計的需求。根據設計混凝土的不同選擇不同的外加劑, 如高強混凝土采用減水劑或高效減水劑, 噴射混凝土采用速凝劑, 有抗滲要求的混凝土應采用防水劑等。
(2) 根據施工環境和要求選擇。在選擇混凝土外加劑時應考慮施工環境的不同及施工要求來選擇。如在冬季施工時應選擇防凍劑, 夏季施工采用緩凝劑, 鋼管混凝土可采用自密實性外加劑等。
(3) 應通過比較來確定外加劑。現在, 混凝土外加劑種類、品牌繁多, 各外加劑的效果、價格亦不同, 可通過比較來選擇最經濟的外加劑。
(4) 要保證質量要求。現在, 外加劑生產廠家眾多, 各廠家信譽、質量參差不齊。因此, 在選擇時一定要選擇信譽好、質量保證的廠家。所選擇的外加劑要進行質量鑒定, 以確保質量。
(5) 選擇的外加劑要與所選用的水泥相適應。
3 混凝土外加劑摻量的確定
混凝土外加劑的摻量應通過試驗確定, 為確定最優參量, 可采用優選法對外加劑的摻量進行優化, 具體方法如下。設:
f ( u) = u - m/ ( n - m) (1)
式中:
u ———混凝土外加劑摻量
m ———混凝土外加劑摻量的下限
n ———混凝土外加劑摻量的上限
m、n 可按廠家推薦的數值或根據經驗確定。
根據優選法相似性與對稱性的原理進行以下優化。
第一步, 以u 等于0.618 為基點, 在u 等于0～0.618 之間和u 等于0.618～1 之間重新進行黃金分割, 這樣便得到0.236 、0.382 、0.618 、0.764 、0.854 五點, 取上述五點所對應的外加劑摻量進行對比試驗, 并比較試驗結果, 按以下原則確定最優區間:
(1) 若0.236 點最佳, 則最優區間為( 0 0.382)
(2) 若0.382 點最佳, 則最優區間為(0.2360.618)
(3) 若0.618 點最佳, 則最優區間為(0.3820.764)
(4) 若0.764 點最佳, 則最優區間為(0.6180.854)
(5) 若0.854 點最佳, 則最優區間為(0.7641)
第二步, 取第一步確定的最優區間中0.618 點和0.382 點繼續進行優化對比。此時m、n 取值為新區間的下限值和上限值, 并將試驗結果與第一輪得到的最優方案進行比較, 取最優結果。一般進行二輪優化即可。
算例: 某減水劑廠家推薦的最大摻量為2 % ,最小摻量為0.5 % , 進行以下優化。
根據式(1) 可算出u = 1.427
第一步, 根據式(1) 可算出0.236 、0.382 、0.618 、0.764 、0.854 所對應的外加劑摻量u 為0.854 、1.073 、1.427 、1.646 、1.781 。通過試驗得出u = 1.073 最優, 則最優區間為( 0.2360.618) , 此時n = 1.427 , m = 0.854 。
第二步, 最優區間( 0.236 0.618 ) 對應的0.382 點及0.618 點分別為0.382 和0.472 , 根據式(1) 算出0.382 和0.472 對應的外加劑摻量u分別為1.073 和1.124 , 通過試驗比較, 摻量1.124 最佳, 則最終確定該外加劑的摻量為1.124 %。
4 外加劑與水泥的適應性問題
使用外加劑特別是高效外加劑, 經常發生泌水現象及混凝土坍落度損失較大的情況。如發生這種情況就認為水泥與外加劑不適應。
當高效減水劑摻量較高時, 混凝土初始坍落度增加到某一數值后便不再增加, 如再增加摻量, 便發生泌水現象。對于此種情況可通過三種途徑解決: (1) 提高砂率; (2) 提高水泥用量從而相對降低外加劑的摻量; (3) 摻用礦物外加劑、引氣劑或纖維素醚等。以上三種辦法可有效降低混凝土的泌水量。
坍落度損失較大, 主要是水泥中C3 A 含量較高, 水泥礦物吸附外加劑能力的順序為: C3 A > C4AF > C3 S > C2 S。由于C3A 水化速度較快, 吸附量大, 當外加劑摻入到C3 A 含量高的水泥中時, 減水增強效果就差。因此, 在配制對坍落度損失有嚴格要求的混凝土時, 選用水泥含堿量不宜過高, 水泥中的SO3 與C3 A 的含量比例應適宜。在配制混凝土時, 亦可加入粉煤灰或石灰石粉, 這兩種材料對外加劑的吸附量比水泥低, 其中粉煤灰還有一定的減水及降低混凝土坍落度損失的作用。
5 混凝土外加劑的使用方法
外加劑的摻加方法對混凝土的性能有一定的影響。共有三種摻加方法: 先摻法、同摻法及后摻法。在施工中, 經常采用同摻法。
(1) 先摻法。即外加劑干粉先與水泥混合, 然后再與砂、石、水一起攪拌。此種方法對萘系高效減水劑效果較差, 采用此種方法應將外加劑先與水泥充分攪拌。
(2) 同摻法。即在攪拌混凝土時將外加劑與水一起加入到混凝土中, 此方法是最為常用的一種方法。
(3) 后摻法。即在混凝土攪拌好后將外加劑一次或數次加入到混凝土中(需經二次或多次攪拌) 。后摻法又分為滯水法和分批添加法。滯水法即在攪拌混凝土過程中, 外加劑滯后于水1～3 min 加入;分批添加法即分批摻入外加劑。后摻法有多種優點, 可補償和恢復坍落度值, 減少減水劑的摻量。
6 外加劑的質量控制
在實際施工中, 對外加劑的質量控制應做好以下幾點。
(1) 所采用的外加劑應有產品說明書, 應為有資質的廠家生產的產品。
(2) 在確定外加劑時應對外加劑的質量進行檢驗, 以確保使用合格產品。
(3) 外加劑進場后應查看出廠檢驗報告和合格證, 對其種類、批號進行查對, 確保無誤后方可入庫。
(4) 外加劑入庫后要進行標識, 未檢驗的外加劑不能使用。
(5) 應按規范要求的批次、數量對外加劑進行取樣試驗, 合格后方可使用。
(6) 外加劑要妥善保管, 不能結塊、受潮。
(7) 在配制混凝土時, 外加劑要準確計量, 誤差不能大于2 %。
7 結論
外加劑已成為混凝土重要組成部分, 外加劑使用過程中, 做好以上幾點對外加劑的合理使用及保證混凝土質量有積極作用。
