混凝土外加劑與水泥之間的適應(yīng)性

　　摘要：混凝土外加劑與水泥之間的適應(yīng)性問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)影響著實(shí)際工程對(duì)外加劑的應(yīng)用效果，使用的外加劑要進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)和摻量?jī)?yōu)選，使用過(guò)程中對(duì)外加劑質(zhì)量和摻量要嚴(yán)格控制。所以為了改善和提高混凝土性能和施工性能，現(xiàn)在廣泛采用化學(xué)外加劑作混凝土的第5組分來(lái)配制混凝上，在增加混凝土耐久性，提高工程質(zhì)量，配制特種混凝土等方面，混凝土外加劑發(fā)揮了不可替代的作用。

　　1 存在的問(wèn)題

　　對(duì)水泥制品和混凝土的性能提出了新的要求，采用水泥、砂子、集料和水4組分制作的常用混凝土已不能滿足材料性能和施工性能要求。在混凝土、砂漿和凈漿的制備過(guò)程中，摻人少量的(不超水泥用量的5%)能對(duì)混凝土、砂漿或凈漿改變性能的一種產(chǎn)品，稱(chēng)為混凝土外加劑。在混凝土中加入適量的外加劑，能提高混凝土質(zhì)量，改善混凝土性能，減少混凝土用水量，節(jié)約水泥，降低成本，加快施工進(jìn)度。隨著技術(shù)的進(jìn)步，外加劑已成為除水泥、粗細(xì)骨料、摻合料和水以外的第5種必備材料。摻外加劑是混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)和提高混凝土耐久性的一項(xiàng)重要措施。

　　2 外加劑與水泥適應(yīng)性檢驗(yàn)的必要性

　　外加劑適應(yīng)性必須檢驗(yàn)，主要原因是，對(duì)于工程所使用的某種非基準(zhǔn)水泥而言，即使符合《混凝上外加劑》(GB8076)一等品的外加劑，同樣存在化學(xué)成分定性和劑量定量的不適應(yīng)性問(wèn)題。目前已經(jīng)知道，所有的普通減水劑，如木鈣、木鎂、木鈉、糖蜜、糖鈣、糖鎂等對(duì)水泥所使用的石膏調(diào)凝劑中的無(wú)水石膏、硬石膏、螢石膏、鎂石膏、工業(yè)膏渣、半水石膏、脫水石膏均存在化學(xué)上的不適應(yīng)題，使用后不是減少單位用水量，而是增加了水量。其次，劑量適應(yīng)性則主要取決于鋁酸三鈣的含量大小，鋁酸三鈣越高外加劑劑量適應(yīng)性越差不同產(chǎn)地的水泥中所含鋁酸三鈣含量差別較大，由于其強(qiáng)大的吸附能力，幾乎對(duì)所有的(高效)減水劑都存在劑量不適應(yīng)問(wèn)題。外加劑適應(yīng)性的定量檢驗(yàn)實(shí)測(cè)出所有的水泥在混凝土中的減水率與減水劑的摻量關(guān)系，求出最優(yōu)摻量即飽和摻量，超過(guò)飽和摻量，摻再多的外加劑也將不起減水作用，反而可能帶來(lái)副作用。按最優(yōu)(飽和)摻量的要求使用。是使用好減水劑的重要保證。

　　根據(jù)摻外加劑的水泥水化理論，凡是有利于水泥水化更完全、更徹底的外加劑特別是減水劑，均會(huì)一定程度地增大干縮。這是由于水化更充分的水泥石中會(huì)生成更多的水化硅酸鈣凝膠，在其貢獻(xiàn)更高更強(qiáng)的同時(shí)。也產(chǎn)生了更大的干縮。外加劑在化學(xué)適應(yīng)的前提下。其產(chǎn)品的減水率并不代表實(shí)際減水率，這里還有劑量適應(yīng)性問(wèn)題。規(guī)范上所述的減水率是用基準(zhǔn)水泥并按基準(zhǔn)配合比的檢測(cè)結(jié)果，與實(shí)際工程所使用的水泥與減水劑測(cè)得的減水率有差別。在溫度、配合比不變的條件下減水劑存在最優(yōu)(飽和)摻量，緩凝劑對(duì)混凝土初凝時(shí)間的影響存在最優(yōu)摻量：即摻加少量的緩凝劑能延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間。當(dāng)摻量增加到一定值時(shí)?；炷恋某跄龝r(shí)間達(dá)到極值。若再增加摻量，其緩凝效果反而降低。這與實(shí)際工程所使用的水泥和緩凝劑測(cè)得的初凝時(shí)間最優(yōu)摻量也有差別。

　　3 緩凝減水劑與水泥的適應(yīng)性試驗(yàn)與分析

　　3.1 試驗(yàn)方法

　　由于混凝土凝結(jié)硬化過(guò)程是膠凝材料凝結(jié)硬化的體現(xiàn)，兩者凝結(jié)過(guò)程的規(guī)律相似。所以本文探討緩凝劑的劑量作用效果所使用的試驗(yàn)方法是在膠凝材料凈漿及膠砂中進(jìn)行。在相對(duì)濕度為98%，溫度為2O℃±2℃的恒溫恒濕箱中養(yǎng)護(hù)。

　　3.2 各工程項(xiàng)目的試驗(yàn)?zāi)康摹⒃囼?yàn)材料及試驗(yàn)結(jié)果

　　3.2.1 ①1999 年8月16日，某一級(jí)公路白石光跨線橋工程。②)目的：求出符合施工減水率(15%)和初凝時(shí)間(5-6小時(shí))要求的緩凝高效減水劑摻量。③水泥：山東魯南水泥廠“魯宏”牌42.5MPa普通水泥。外加劑：RST一2緩凝高效減水劑。常用摻量為0.4%～1.2%。常用量為0.6%。④試驗(yàn)得出緩凝劑的不同摻量對(duì)水泥膠凝材料凈漿、水泥膠砂影響結(jié)果。

　　3.2.2 (①某村道工程。②目的：求出符合施工減水率(15%)和初凝時(shí)間(4～5小時(shí))要求的緩凝高效減水劑摻量。③水泥：廣西紅水河水泥廠“紅水河”牌52.5MPa普通水泥。外加劑：以β一奈磺酸鹽甲醛高縮合物為主要成分的MNF—SP緩凝高效減水劑(液體，固化率30%)，常用摻量為1.5 %～3%，常用量為2%。④試驗(yàn)得出緩凝劑的不同摻量對(duì)水泥膠凝材料凈漿、水泥膠砂影響結(jié)果

　　3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論

　　從試驗(yàn)我們可以看到： 隨著緩凝劑摻量的增大，減水率和初凝時(shí)間到一定量值趨于飽和，但并不是同時(shí)到達(dá)飽和點(diǎn)。當(dāng)外加劑達(dá)到飽和摻量時(shí)，再增大外加劑摻量也不起減水或緩凝作用，還會(huì)給拌和物帶來(lái)副作用，如干縮開(kāi)裂、強(qiáng)度等級(jí)降低等。因此，在工程施工中使用緩凝減水劑，必須嚴(yán)格控制劑量，不可用盲目超摻來(lái)增大減水率或緩凝，否則，可能會(huì)給工程質(zhì)量和安全帶來(lái)后患。

　　4 外加劑與水泥的適應(yīng)性對(duì)施工質(zhì)量與安全的影響及應(yīng)注意的問(wèn)題

　　在混凝土中加入適量的外加劑，能提高混凝土質(zhì)量，改善混凝土性能，減少混凝土用水量，節(jié)約水泥，降低成本，加快施工進(jìn)度，這給我們的施工帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但是，外加劑與水泥的適應(yīng)性問(wèn)題卻沒(méi)有引起足夠的重視，給工程帶來(lái)隱患，甚至造成了嚴(yán)重的質(zhì)量和安全事故。如：某個(gè)商品混凝土單位，為了給施工單位提供高強(qiáng)混凝土，在未經(jīng)檢驗(yàn)外加劑劑量與水泥適應(yīng)性的情況下，在拌制混凝土過(guò)程中添加了某種高效緩凝減水劑(2.5%)，由于混凝土從完成攪拌出廠到施工現(xiàn)場(chǎng)泵送澆注所需的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在這段時(shí)間內(nèi)，混凝土的坍落度損失很大，給澆注造成困難。為了順利完成施工任務(wù)，商品混凝土位采取卸料時(shí)往混凝土拌和料中增加外加劑(約l%，總劑量約為3.5%)和水的做法來(lái)提高混凝土的流動(dòng)性，這種危險(xiǎn)做法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的后患。該混凝土7天強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 65%以上，28天強(qiáng)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，甚至比7天強(qiáng)度有所降低。經(jīng)檢驗(yàn)，使用的高效緩凝減水劑摻量與水泥存在不適應(yīng)問(wèn)題。最后，該混凝土結(jié)構(gòu)物只能作報(bào)廢拆除處理，這給施工單位造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失以及給社會(huì)帶來(lái)惡劣的影響。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　混凝土外加劑是一種特殊產(chǎn)品。在混凝土中通常用量很少。但作用明顯，因此產(chǎn)品質(zhì)量特別重要不允許有任何質(zhì)量誤差，否則一旦發(fā)生混凝土工程事故，后果不堪設(shè)想。外加劑與水泥適應(yīng)性的問(wèn)題應(yīng)該引起高度的重視。由于質(zhì)量檢驗(yàn)部門(mén)對(duì)外加劑的性能檢測(cè)都是依據(jù)有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)用基準(zhǔn)水泥進(jìn)行的，往往完全符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的水泥和外加劑，當(dāng)在共同作為混凝土的原材料配制生產(chǎn)混凝土拌和料時(shí)就出現(xiàn)了不相適應(yīng)的現(xiàn)象。工程中混凝土外加劑的使用，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)找出適宜摻量范圍，切勿盲目用超摻的方法來(lái)滿足工程對(duì)外加劑的要求。