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淺談減水劑在混凝土中的使用控制

編輯:華偉銀凱   發布時間:2019-10-30?

  混凝土外加劑的應用,能夠有效的改善混凝土性能,提高混凝土建筑的使用壽命。混凝土外加劑品種多達十幾大類,摻量又小,在混凝土性能改進中起到了重要作用。因此它的質量控制、應用技術、品種選擇較其它混凝土組份更為重要,對混凝土外加劑應用技術的科學研究和不斷改進提高是十分必要的。
  一、減水劑的作用原理 
混凝土外加劑中應用最廣泛的就是減水劑,無論哪種成份的減水劑,其實是一種有機化合物,是一種表面活性物質,在混凝土中減水的作用原理是:水泥在加水拌合后,由于水泥顆粒間存在著凝聚力,因而存在著許多絮凝狀結構,在這種絮凝狀結構中存在著一定數量的游離水,這部分游離水在混凝土混合料中對水泥顆粒起不到很好的潤滑和分散作用,對改善混凝土的流動性差。當加入減水劑后,這些表面活性物質便定向吸附在水泥顆粒表面,水泥顆粒因吸附其陰離子帶電,從而增大了水泥顆粒間的相互排斥力,使水泥顆粒相互分散,破壞了原來的絮凝狀結構,使原絮凝狀結構中的游離水釋放出來,從而有效增加了混凝土的流動性,同時水泥顆粒被水包裹,增加了水泥顆粒與水的接觸面積,有利于水泥顆粒的水化,充分發揮了水泥顆粒的水化效應,依靠它降低水灰比,可以節約水泥用量、利于混凝土泵送和提高混凝土強度,從而實現高強高性能的需要。


減水劑應用


  二、減水劑使用中存在的問題
  減水劑作為水泥混凝土最重要的組份之一所起到的作用及其對混凝土科學技術發展的貢獻已得到工程界的公認,但雖經上百年的發展以及在其性能的全面掌控方面,目前仍存在很多問題。
  ①通過減水劑的作用顯著降低了混凝土配合比中的用水量,節約了水泥和產生了高強度混凝土,但是較低的水灰比容易在混凝土內部產生自干燥,而且使內部相對濕度持續下降直至水化停止。如果不能從其它途徑提供水分,混凝土可在早期任何時候停止強度增長。現在采用預拌混凝土較多,商混廠家在其中的減水劑和粉煤灰的摻量都很大,尤其是冬季施工,外界環境溫度低,灑水養護宜結冰,不灑水就易發生混凝土結構內部自干燥危害,強度達不到設計要求。
  ②通過減水劑的摻加,高強混凝土中的水灰比較低,水泥石結構更為致密,減少了大于30nm以上的孔隙,但不能減少30nm以下的小毛細孔和凝膠孔,且高性能混凝土中的水泥石的量比普通混凝土更多,實際上是增加了30nm以下孔隙的體積。這樣小孔失水時會產生較強的附加毛細孔壓力,導致水泥石受壓收縮變形。
  ③減水劑的摻加與膠凝材料不適應,主要表現在混凝土流動性變差,混凝土坍落度損失較大,出現離析、泌水現象,混凝土強度明顯降低,混凝土變形增大,耐久性降低,大體積混凝土緩凝效果不明顯,出現溫差裂縫等。
  三、減水劑的選用原則
  選用減水劑的基本原則:一是減水劑性能能應滿足工程上的使用要求,與所用膠凝材料有較好的適應性;二是具有合理的經濟性。根據具體工程結構設計對混凝土性能的要求確定,如強度等級、彈性模量、抗滲性、抗凍性和耐腐蝕性能等綜合考慮。除此之外還應注意以下幾點:
  ①減水劑的選擇要考慮施工工藝、季節(施工溫度)、混凝土功能以及是否是大體積混凝土等要求。
  ②需考慮實際工程中所使用到的原材料,如水泥品種、強度等級、摻合料以及砂石等的技術性能。
  ③同時使用幾種外加劑時,應注意不同品種外加劑之間的相溶性及其對混凝土性能的影響。如聚羧酸系高性能減水劑不能與萘系減水劑復合使用。
  ④對配制有耐久性要求的混凝土,應按有關標準規定嚴格控制外加劑中氯離子含量和堿含量。由于聚羧酸系高性能減水劑的摻量對其性能影響較大,使用時必須注意準確計量。
  

減水劑摻量


  四、減水劑摻量的確定
  在減水劑產品說明書給出的合適摻量范圍內,通過試驗確定最佳摻量。根據試驗結果,決定減水劑的摻量因素如下:①混凝土設計與施工要求、混凝土配合比;②減水劑的品種及應用范圍;③水泥品質(品種、礦物組成、堿含量、細度)、混合材料的品質與含量;④混凝土其它組成材料的技術性能;⑤減水劑復配方式及摻入方法;⑥施工工藝與環境條件等。
可以利用相似性與對稱性原理,對混凝土減水劑摻量進行優化試驗,從而準確地確定外加劑的最優摻量,提高混凝土的耐久性指標,使減水劑的效能發揮到最佳狀態。
  五、減水劑使用的技術要點 
  ①控制混凝土原材料的質量 
  在控制原材料的穩定性方面,尤其要注意水泥的強度變化、減水劑的減水率變化、粉煤灰等摻和料需水量變化和集料級配的變化。
  ②減水劑的質量控制 
  在選擇減水劑時,首先要進行資料審查。審查供貨方提供的減水劑產品說明書、勻質性包括堿含量和氯離子檢驗報告、摻減水劑混凝土檢驗報告、產品工程實例、產品質量等資料。同時要對所選減水劑進行試驗和送檢,檢測內容包括勻質性檢驗、適應性檢驗和摻加減水劑混凝土性能檢驗,在減水劑進貨、儲存和使用過程中均應嚴格控制其質量。
  ③減水劑劑型的選擇 
  為了運輸和施工方便,同種減水劑也有不同的劑型出現,有粉劑和水劑,還有低濃型和高濃型。為了拌和均勻,粉劑宜在使用前配成水劑,按水劑中的有效成份計算摻量并同時扣減水劑帶入混合料的水量。低濃型高效減水劑因硫酸鈉含量較高,在寒冷季節容易從水溶液中析出結晶而堵管;在炎熱季節又因硫酸鈉含量高而使混凝土的坍落度損失大,不利于混凝土的長距離、長時間運輸。所以在過高和過低氣溫時都不宜采用低濃型高效減水劑。
  ④減水劑的摻加方式 
  原理上是采用“后摻法”的效果好于“同摻法”。在相同和易性等條件下,“后摻法”比“同摻法”大約節省減水劑20%左右或者減少水泥用量的8%左右,并且減水劑與水泥的適應性有改善。
  六、結論 
  減水劑在混凝土中應用廣泛運用,已使其成為混凝土中最重要的組份。在混凝土材料發展的同時,也促進了混凝土減水劑向高效多功能和復合化方向發展,其品種與性能的日益增多,使得如何把眾多減水劑正確使用到工程中去,并取得預期的技術經濟效果,這就是我們急需關注的課題。本文通過試驗和實踐的總結,意在闡明減水劑的使用不能盲目,務必重視各個環節,才能達到預期效果。


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