预拌混凝土原资料质量操控——外加剂

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  混凝土外加剂是一种在混凝土拌和之前或拌制过程中参加的、用以改进新拌和硬化混凝土功能的资料，其掺量一般小于5%。

  各种混凝土外加剂的运用促进了混凝土新技能的开展，促进了工业副产品在胶凝资料体系中更多的运用，还有助于节省资源和环境保护，具有显着的经济效益和社会效益，并逐渐成为优质混凝土必不可少的资料。近年来，国家基础建设坚持高速添加。混凝土外加剂的需求一向很旺盛，我国的混凝土外加剂职业也一向处于高速开展阶段。

  混凝土外加剂的开展已有约100年的前史。在我国，从20世纪50年代开端在混凝土中运用外加剂。前期运用的首要产品有松香皂引气剂、亚硫酸纸浆废液为质料出产的减水剂、氯盐防冻剂和早强剂等。70～80年代减水剂质量和运用有了必定的开展，有10%的混凝土运用了外加剂。90年代以来，跟着修建的高层化和大型化，以及预拌混凝土和泵送施工工艺的快速开展，我国混凝土外加剂的科研、出产和运用有了日新月异的开展，外加剂企业规模和产值也有了质的腾跃。

  （2）调理混凝土凝聚时刻、硬化功能的外加剂，包含缓凝剂、促凝剂和速凝剂等。

  （3）改进混凝土耐久性的外加剂，包含引气剂、防水剂、阻锈剂和矿藏外加剂等。

  （1）一般减水剂：在混凝土坍落度根本相同的条件下，能削减拌合用水量的外加剂。

  （2）高效减水剂：在混凝土坍落度根本相同的条件下，能大幅度削减拌合用水量的外加剂。

  （3）高功能减水剂：比高效减水剂具有更高减水率、更好坍落度坚持功能、较小枯燥缩短，且具有必定引气功能的减水剂。

  （10）引气剂：在混凝土拌和过程中能引进很多均匀散布、安稳而关闭的细小气泡且能保存在硬化混凝土中的外加剂。

  （12）加气剂：混凝土制备过程中因产生化学反响，放出气体，使硬化混凝土中有很多均匀散布气孔的外加剂。

  （13）胀大剂：在混凝土硬化过程中因化学作用能使混凝土产生必定体积胀大的外加剂。

  （14）防冻剂：能使混凝土在负温下硬化，并在规则维护条件下到达预期功能的外加剂。

  （20）硫铝酸钙类混凝土胀大剂：与水泥、水拌和后经水化反响生成钙矾石的混凝土胀大剂。

  （21）硫铝酸钙-氧化钙类混凝土胀大剂：与水泥、水拌和后经水化反响生成钙矾石和氨氧化钙的混凝土胀大剂。

  （22）氧化钙类混凝土胀大剂：与水泥、水拌和后经水化反响生成氢氧化钙的混凝土胀大剂。

  掺外加剂混凝土的技能功能，是鉴定外加剂质量的依据，是在一致实验条件下，以掺外加剂混凝土（受检混凝土) 与不掺外加剂混凝土（基准混凝土) 功能的比值或差值来表明。掺外加剂混凝土的技能功能首要有：

  减水率实验是仅对各类减水剂、引气剂和防冻剂而言。减水率是差异高效型或一般型减水剂的首要技能目标之一。在混凝土中掺入适量减水剂，稠度相同状况下，可削减用水量5%～25%，高效减水剂乃至可到达40%以上。然后显着进步混凝土的强度及耐久性。

  在混凝土中掺入某些外加剂，对混凝土泌水和沉降影响非常显着。一般缓凝剂使泌水率增大；减水剂及引气剂使泌水率减小。掺外加剂而削减泌水率，有利于削减混凝土的离析，改进混凝土功能，坚持施工所需求的和易性，因而泌水率比应越小越好。

  混凝土中引进必定量的微细气泡，能够阻挠固体颗粒的沉降和水分上升，然后削减泌水率，并能改进混凝土的和易性和流动性。此刻气泡直径小于200um 的数量最多，气泡的距离系数一般在0.1～0.2mm 范围内，对混凝土的毛细管有堵截、关闭作用，而又能进步混凝土的抗冻性和抗渗性。含气量与抗压强度有非常亲近的联系，当含气量不大于6%时，对混凝土抗压强没有显着的影响，但超越6%时，抗压强度将随含气量的添加而下降。因而，含气量应操控在6%以内。

  坍落度添加值和坍落度保存值，是反映泵送剂混凝土可泵性的首要参数，是混凝土泵送剂特有的技能目标。

  坍落度添加值，是指在水泥用量和水胶比相同状况下，掺外加剂混凝土比基准混凝土坍落度添加的数值。坍落度添加值愈大，混凝土的流动性愈大，可泵性愈好。

  坍落度保存值，是指刚出机的混凝土坍落度值，距离必定时刻后的改变。距离时刻越长，保存的坍落度值越小，改变值的巨细与外加剂的品种、功能、环境温度、含气量等要素有关。坍落度丢失大的混凝土将形本钱钱的添加，否则将影响可泵性，也或许下降混凝土质量。

  掺外加剂混凝土的凝聚时刻，跟着所用水泥品种、外加剂品种及掺量、气温等条件不同而产生改变。缓凝剂用于推迟混凝土的凝聚，有利于处理大体积混凝土等工程中的问题。早强剂用于加快混凝土的凝聚及硬化，促进前期强度的进步，但凝聚太快，影响混凝土施工，相反凝聚过慢影响混凝土前期强度的添加及拆模时刻。

  抗压强度是鉴定外加剂质量及等级的首要目标。抗压强度比与减水率有亲近联系，减水率愈大，强度比值愈高。

  相对耐久性，是以标养28d 龄期的试件，经冻融实验后，掺外加剂混凝土与基准混凝土的弹性模量、强度丢失率、质量丢失等功能之比。

  抗渗水性是反响混凝土防水作用的首要技能目标，抗渗水功能的好坏与掺入防水剂的品种、掺量有关，还与混凝土的合作等到试件制造等要素有关。对掺防水剂混凝土来说，它是反响防水剂混凝土前期受冻住后功能是否变坏的首要目标之一。抗渗水性一般以抗渗水压力比表明。渗水压力比愈大，表明防水作用愈好。

  吸水率比也是反响掺防水剂混凝土防水作用的首要技能目标之一。吸水率比愈小，表明防水作用愈好。

  某些外加剂如氯盐类，对混凝土中钢筋有锈蚀作用，因而不适用于钢筋混凝土，特别是预应力混凝土。但不影响用于无筋混凝土，故国家规范不作氯盐含量的规则。因为钢筋锈蚀测验办法(新拌砂浆法) 测定成果受许多要素影响，实验成果动摇大，重复性和安稳性差，特别是短少牢靠的判据，因而《混凝土外加剂》(GB 8076-2008) 规范删除了该测定办法，把离子色谱法作为测定外加剂中氯离子的裁定办法。

  水泥与外加剂的适应性是一个非常复杂的问题，至少遭到下列要素的影响。 遇到水泥和外加剂不适应的问题，有必要经过实验，对不适应要素逐一扫除，找出其原因。

  （1）水泥：矿藏组成、细度、游离氧化钙含量、石膏参加量及形状、水泥熟料碱含量、碱的硫酸饱和度、混合材品种及掺量、助磨剂等。

  水泥矿藏组成中C3A 对适应性影响很大。减水剂参加到水泥—水体系后，首要被C3A 吸附。因而C3A 含量高的水泥其吸附减水剂的数量就越多，影响了减水剂的减水作用，一般C3A含量应不超越8%为宜。

  混合资料对减水功能也有影响，掺矿渣混合资料的水泥加减水剂后作用一般较好。

  石膏作为调凝剂在水泥熟料粉磨过程中参加，因为磨温升高，使一部分二水石膏脱水转变成半水石膏或无水石膏。别的也有少量水泥厂运用硬石膏或工业石膏 (如氟石膏、磷石膏) 作调凝剂，假如减水剂中有木钙或糖钙等，拌合物流动性或许就会很快丢失，产生速凝、不减水现象，在运用中有必要留意。

  （2）外加剂的品种及掺量。如：萘系减水剂的分子结构、包含磺化度、平均分子量、分子量散布、聚合功能、平衡离子的品种等。

  混凝土外加剂虽能有用地改进混凝土功能，但有时也会产生负面效应，特别是当运用不妥时会呈现一些异常现象，对此应予以注重，找出成因及处理办法。以下成因及处理办法可供读者参阅。

  成因：减水剂特别是高效减水剂与水泥适应性欠好；掺量过高；拌和或环境温度高，水分蒸腾快；外加剂配方或混凝土合作比不妥等。

  处理办法：选用后掺法或分次掺入法；替换外加剂品种，复合缓凝剂或保塑剂；操控外加剂掺量；调整混凝土合作比，增掺矿藏掺合料等。

  成因：缓凝剂掺量过大或气温低未及时调整缓凝剂掺量；水泥质量有显着改变 （如凝聚时刻长) ；矿藏掺合料质量存在问题；拌和不均匀，缓凝剂未均匀涣散。

  处理办法：依据气温状况及时调整缓凝剂掺量；替换缓凝剂品种；替换水泥或掺合料；进步维护温度等

  成因：运用硬石膏或工业石膏作调凝剂的水泥遇到减水剂中有木钙或糖钙等；掺用含碳酸钠早强剂；三乙醇胺用量超越0.1%；拌合温度过高，维护不妥；速凝剂掺量过大等。

  处理办法：替换水泥；互换减水剂、缓凝剂或早强剂品种；操控三乙醇胺掺量；加强维护等。

  成因：混凝土合作比不妥，砂率或掺合料量偏低；减水剂过量、坍落度过大；掺缓凝剂特别羧酸盐、磷酸盐或糖类过量；水泥质量下降等。

  处理办法：调整混凝土合作比，进步砂率或掺合料用量；替换缓凝剂品种；调整减水剂用量；掺加增稠剂或引气剂等。

  处理办法：调整混凝土合作比，进步砂率或掺合料用量；替换减水剂品种或调整掺量；运用增稠剂等。

  处理办法：调整混凝土合作比，添加掺合料用量；掺加适量引气剂；下降高效减水剂掺量等。

  混凝土外加剂的运用给混凝土工程带来了不可估量的技能经济效益，可是，跟着外加剂的广泛运用，因为在挑选与运用不妥产生的负面影响一再产生，乃至引发工程事端。用外加剂或许对混凝土功能产生的负面效应首要有以下几个方面：

  首要的品种是木钙和糖钙两类减水剂，对水泥适应性差，用于以硬石膏或工业石膏作调凝剂的水泥会产生速凝；木钙具有适当的引气性，掺量过大会导致混凝土强度下降，特别是对蒸养混凝土体现更为显着。

  萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂会导致混凝土坍落度经时丢失加大；在水泥正常状况下选用高浓型萘系高效减水剂不管塑化作用或保塑作用都优于低浓产品，但用于碱含量较高的水泥中，高浓型尽管有用成分含量高、但塑化及保塑作用却不如低浓型；氨基磺酸系高效减水剂尽管减水率大，但单一掺用会增大混凝土离析、泌水，过度延伸混凝土凝聚时刻。

  多为无机盐类，对混凝土后期强度晦气；氯盐早强剂会引起钢筋锈蚀；硫酸盐早强剂或许产生体积胀大，使混凝土耐久性下降；钠盐早强剂将添加混凝土中碱含量，与活性二氧化硅骨料产生碱-骨料反响。

  糖类缓凝剂（如蔗糖、糖蜜等) 能有用按捺C3A 前期水化，糖蜜后期增强作用好，但对水泥适应性差，用于以硬石膏或工业石膏作调凝剂的水泥会产生假凝；柠檬酸、三聚磷酸钠、硫酸锌可增大水泥塑化作用，但也会增大混凝土泌水和混凝土缩短；萄糖酸钠能有用按捺C3A 水化并有较高的减水作用，但用于C3A含量较低水泥不光本钱添加，缓凝作用也不如糖类缓凝剂。

  此外，高碱水泥应少选用酸性缓凝剂 (如柠檬酸) ，而改用碱性缓凝剂 (如三聚磷酸钠酸) ；更不能以酸性缓凝剂与PH 值较低的木钙等减水剂合用。

  防冻剂中的早强组分、防冻组分多为无机盐类，运用不妥会引起混凝土后期强度倒缩、钢筋锈蚀及碱-骨料反响产生。

  掺量大，含碱量高，往往会导致混凝土坍落度丢失大、后期强度下降、耐久性下降；温度与湿度对胀大作用影响甚大，低温、非湿维护不只起不到补偿缩短作用，乃至会添加裂缝呈现的几率。

  掺量正常时，新拌混凝土坍落度会跟着用量的添加而增大，但它也有必定的饱和点，过量掺入不光减水率不再添加，混凝土泌水率也随之增大，凝聚时刻延伸。

  用量缺乏无法到达预期缓凝作用，过量参加则混凝土长时刻不凝聚或添加混凝土开裂倾向。

  过量参加，尽管混凝土前期作用好，但后期强度丢失大，盐析加重影响混凝土饰面；添加混疑土导电功能及增大混凝土缩短开裂的风险。

  过量参加混凝土作业性反而下降，更会对混凝土抗压强度、抗渗、抗碳化功能产生不良影响。

  综上所述，正确选用外加剂品种及掺量是确保混凝土工程质量的关键所在，在短少运用外加剂经历时，必定要结合工程实际状况 (如环境条件、施工条件、资料条件及结构设计对混凝土技能功能要求等) ，进行掺外加剂混凝土的试配与查验，坚决根绝外加剂对混凝土功能负面影响的产生。

  外加剂出场时应具有质量证明文件。对出场外加剂应按批进行复验，复验项目应契合GB50119《混凝土外加剂运用技能规范》等国家现行规范的规则，复验合格后方可运用。

  外加剂的运用除应契合现行国家规范 《混凝土外加剂运用技能规范》GB 50119的有关规则外，尚应契合下列规则：

  (1)在混凝土中掺用外加剂时，外加剂应与水泥具有杰出的适应性，其品种和掺量应经实验确认。

  (2)高强混凝土宜选用高功能减水剂；有抗冻要求的混凝土宜选用引气剂或引气减水剂；大体积混凝土宜选用缓凝剂或缓凝减水剂；混凝土冬期施工可选用防冻剂。

  外加剂质量首要操控项目应包含掺外加剂混凝土功能和外加剂匀质性两方面，混凝土功能方面的首要操控项目应包含减水率、凝聚时刻差和抗压强度比，外加剂匀质性方面的首要操控项目应包含PH值、氯离子含量和碱含量；引气剂和引气减水剂首要操控项目还应包含含气量： 防冻剂首要操控项目还应包含含气量和50次冻融强度丢失率比；胀大剂首要操控项目还应包含凝聚时刻、约束胀大率和抗压强度。