新外加劑在大體積混凝土中的應用

    近年來, 為了改善混凝土性能、提高施工質(zhì)量、改善施工環(huán)境, 各種混凝土外加劑不斷產(chǎn)生。本文介紹幾種新型外加劑對大體積混凝土的影響及應用。

1 　混凝土減縮劑

1.1 　減縮劑減少干縮機理

由于存在于水泥凝膠孔隙中水分而發(fā)生的毛細管張力造成了混凝土的收縮, 即混凝土中存在有極細的孔隙(毛細管), 水從中逸出, 在這些毛細孔中產(chǎn)生毛細管張力使混凝土產(chǎn)生變形造成干縮, 而這種干縮變形又受水泥漿中的毛細管的大小和數(shù)量所左右。圖1 、2 、3 為混凝土中加入縮水劑后混凝土干縮變化規(guī)律。

由圖1 、2 、3 可以得出加入減縮劑可增大毛細管徑能降低表面張力從而減少收縮, 但孔徑增大又會使混凝土強度和耐久性降低。所以在使用干縮劑時應進行試驗, 確?；炷疗渌阅軡M足要求。

1.2 　減縮劑的應用

混凝土減縮劑在干燥環(huán)境下能降低砂漿和混凝土的干燥收縮, 特別是對富水泥砂漿減縮效果更好。它適合于在干燥環(huán)境下的混凝土和砂漿工程中, 例如路面、堆場、碼頭、混凝土大壩下游面等暴露面大的混凝土工程。

2 　混凝土防裂防水劑

混凝土建筑物開裂漏水的原因很多, 通常是混凝土收縮和不均勻變形引起的。過去工程上常要用提高混凝土的密實度、減少用水量和孔隙去防水, 而現(xiàn)在轉向減少收縮變形來提高其自身的防水能力, 混凝土防裂防水劑就是能夠提高混凝土防裂性能的外加劑。

2.1 　混凝土防裂防水劑機理

混凝土防裂防水劑摻入混凝土或砂漿中, 沿著水化­——結晶——膨脹——自應力——增密——增強等過程發(fā)展, 通過對原材料的合理選擇, 優(yōu)化配比及新型工藝加工, 充分利用各種成分的特性, 并調(diào)整激發(fā)或抑制鈣釩石的形成時間及數(shù)量, 以及表面活性的發(fā)揮等來協(xié)調(diào)水泥水化的整個過程, 從而達到所要求的減水增強、補償收縮、增加密實性、提高耐久性等各種性能。

2.2 　混凝土防裂防水劑的應用

防裂防水劑是按特殊工藝制成的復合劑, 它具有膨脹、減水、保塑、增強、穩(wěn)定等作用。加入防裂防水劑的混凝土, 其減水效果使混凝土孔隙降低, 抗?jié)B性提高; 改善和易性和減少坍落度的損失, 從而可以改進施工工藝; 養(yǎng)護后的混凝土膨脹率遠大于會引起混凝土開裂時的收縮變形值, 防裂性能良好; 加入防裂防水劑的混凝土,水化熱大幅度減少, 可以減少混凝土由于溫度應力產(chǎn)生的裂縫。

徐州劉山復線船閘的閘身、廊道、寬縫部位的混凝土中摻入防裂防水劑, 防止了混凝土的開裂, 同時混凝土的抗?jié)B標號提高至S₁₂以上。防裂防水劑可廣泛應用于水電、交通、工民建等水下、地下有防滲抗裂要求的工程中。

3 　混凝土憎水劑

對于不經(jīng)常浸泡于水中的建筑物, 不需要從整體上進行防滲, 例如浪花飛濺的鋼筋混凝土結構、某些名勝古跡抗風化雨林等表面保護等, 只需表面防滲?；炷猎魉畡┚褪菫榛炷帘砻娣罎B而開發(fā)的新型外加劑。

3.1 　混凝土憎水劑的機理

混凝土是親水性材料, 具有多孔性。材料表面存在數(shù)量較大的羥基(OH), 它的活性很大,容易吸水, 其吸水方式為物理吸附和氫鍵結合。如把這種親水表面(包括毛細管孔內(nèi)壁) 變成憎水面, 就可減少表面被水潤濕和毛細管吸水作用, 從而降低混凝土的吸濕性和吸水性。混凝土憎水劑可在砂漿混凝土內(nèi)部形成憎水物質(zhì)或與水泥水化物反應生成憎水膜從而提高混凝土表面防滲能力。

3.2 　混凝土憎水劑的應用

混凝土憎水劑可涂在混凝土或砂漿層中, 其滲透深度可達0.5～7 mm , 防水效果可提高3～12倍, 性能穩(wěn)定, 抗壓強度基本不變?？孤入x子滲透能力提高一倍。此外加劑可廣泛應用于水工和港工建筑物防鹽害等侵蝕, 以及混凝土、巖石等構筑物的表面抗風化保護。

4 　混凝土超緩凝劑

大體積混凝土施工由于受到混凝土生產(chǎn)能力的限制, 混凝土澆筑過程較長, 為了避免出現(xiàn)施工冷縫, 推遲混凝土初凝時間, 需要在混凝土中摻入緩凝劑, 普通的緩凝劑往往不能滿足大體積混凝土的施工要求, 新型的超緩凝劑能使混凝土緩凝時間更長, 從而保證大體積混凝土及碾壓混凝土的施工進度和質(zhì)量。

4.1 　混凝土超緩凝劑的機理

超緩凝劑可延緩水泥的水化反應, 水化熱也隨之降低, 圖4 為加入超緩凝劑的混凝土絕熱溫升與歷時的關系。

由圖4 可以看出超緩凝劑加入量越多, 溫升起始越晚, 最高溫升時間推遲, 混凝土水化越慢, 初凝時間隨之推遲, 達到混凝土緩凝效果。

4.2 　混凝土超緩凝劑的應用

水工大壩的大體積常態(tài)混凝土和碾壓混凝土施工中, 由于受到混凝土生產(chǎn)能力限制, 特別是在碾壓混凝土施工中, 混凝土在空氣中暴露面積大、時間長, 加入混凝土超緩凝劑可延緩混凝土初凝時間幾個小時甚至幾天, 可使混凝土連續(xù)施工不出現(xiàn)施工冷縫, 保證施工進度和質(zhì)量; 大體積混凝土超緩凝劑還可減少混凝土深層裂縫產(chǎn)生, 減少坍落度損失, 有利于混凝土施工工藝的改進。

5 　混凝土高溫緩凝劑

水工大體積混凝土高溫季節(jié)施工, 水泥水化熱加速, 普通的緩凝劑和超緩凝劑對高溫下混凝土緩凝效果不佳, 高溫緩凝劑可在高氣溫(35℃以上) 下, 使混凝土初凝時間推遲至5h以上。

5.1 　混凝土高溫緩凝劑的機理

高溫緩凝劑機理與超緩凝劑相似, 它能在高溫下延緩水泥的水化反應, 降低水化熱, 推遲初凝時間, 在一定范圍內(nèi), 隨摻量的增加, 混凝土凝結時間也增加, 對混凝土其他性能無不利影響。

5.2 　混凝土高溫緩凝劑的應用

混凝土高溫緩凝劑適用于大體積常態(tài)混凝土和碾壓混凝土高溫下的施工, 提高澆筑層面結合強度, 在三峽三期上游碾壓圍堰工程和廠內(nèi)道路上均采用混凝土高溫緩凝劑。

參考文獻:

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[3] 陳肇元等. 高強混凝土及應用[M] . 北京: 清華大學出版社, 1966.