凝土外加劑的使用

摘要：水工混凝土必須摻加適量的外加劑，常用外加劑有減水劑、緩凝劑、引氣劑等，也有復合使用兩種功能的外加劑。使用的外加劑要進行適應性試驗和優(yōu)選。使用過程中對外加劑質量和摻量要嚴格控制。關鍵詞：外加劑；分類；優(yōu)選；控制；檢驗在混凝土、砂漿和凈漿的制備過程中，摻入少量的（不超水泥用量的5％）能對混凝土、砂漿或凈漿改變性能的一種產(chǎn)品，稱為混凝土外加劑。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，加快施工進度。隨著技術的進步，外加劑已成為除水泥、粗細骨料、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)化設計和提高混凝土耐久性的一項重要措施。因此新修訂的《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144－2001）強調，水工混凝土中必須摻加適量的外加劑。1

外加劑的分類混凝土外加劑按其主要功能可分為以下4類：（1）改善混凝土拌和物流變性能的外加劑。包括普通減水劑和高效減水劑、引氣劑和泵送劑等。（2）調節(jié)混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。（3）改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。（4）改善混凝土其他性能的外加劑。包括膨脹劑、防凍劑、著色劑等。水工混凝土常用的外加劑種類主要有減水劑、緩凝劑、引氣劑以及各種復合性的外加劑，如緩凝減水劑或緩凝高效減水劑、早強減水劑、引氣減水劑，根據(jù)特殊需要，也摻用其它種類的外加劑，如泵送劑、防水劑、防凍劑等等。GB8076－1997《混凝土外加劑》、DL/T5100－1999《水工混凝土外加劑技術規(guī)程》等國家和行業(yè)標準對這些外加劑的性能指標和技術規(guī)程都有嚴格要求，可根據(jù)混凝土的不同需要進行選用。2減水劑減水劑又稱塑化劑或分散劑。拌和混凝土時加入適量的減水劑，可使水泥顆粒分散均勻，同時將水泥顆粒包裹的水份釋放出來，從而能明顯減少混凝土用水量。減水劑的作用是在保持混凝土配合比不變的情況下，改善其工作性；或在保持工作性不變的情況下減少用水量，提高混凝土強度；或在保持強度不變時減少水泥用量，節(jié)約水泥，降低成本。同時，加入減水劑后混凝土更為均勻密實，改善一系列物理化學性能，如抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性等，提高了混凝土的耐久性。以往水工混凝土使用的減水劑一般是紙漿廢液、木鈣、糖蜜一類的普通減水劑，減水率不高，一般為5％～10％。隨著對水工混凝土質量要求的提高，對減水劑的質量要求也越來越高。二灘、三峽等大型水電工程大量應用的萘系高效減水劑，減水率高達20%～30％，主要用來配制高強度和高流態(tài)混凝土或是需大幅度減少用水量的混凝土。高效減水劑對提高水泥使用效率具有明顯效果，可節(jié)省水泥用量20％左右。三峽工程花崗巖人工骨料混凝土使用普通減水劑時，用水量高達110kg/m3左右，采用了優(yōu)選的ZB－1A高效減水劑，并和DH9引氣劑、Ⅰ級粉煤灰聯(lián)摻后，用水量降至85kg/m3左右，達到了國內外先進水平。三峽工程還使用了減水率更高的丙烯酸類高效減水劑X404，減水率在30％以上，但這類減水劑的價格昂貴，主要用在高強度混凝土部位。3緩凝劑緩凝劑能延緩混凝土凝結硬化時間，便于施工；能使混凝土漿體水化速度減慢，延長水化放熱過程，有利于大體積混凝土溫度控制。緩凝劑會對混凝土1～3d早期強度有所降低，但對后期強度的正常發(fā)展并無影響。一般緩凝劑可使混凝土的初凝時間延長1～4h，但這對高溫情況下大倉面混凝土施工是不夠的。為了滿足高溫地區(qū)和高溫季節(jié)大體積混凝土施工需要，國家“八五”科技攻關項目研究出了高溫緩凝劑，這種緩凝劑能在氣溫為（35＋2）℃、相對濕度為（60＋5）％的條件下混凝土初凝時間為6～8h。目前在三峽等工程中大量使用的緩凝高效減水劑，通過適當增加摻量，都可使混凝土初凝時間達到6～8h以上，滿足了35℃左右高溫季節(jié)大倉面混凝土施工需要。4引氣劑引氣劑是一種表面活性物質，是混凝土常用的外加劑之一，它能使混凝土在攪拌過程中從大氣中引入大量均勻封閉的小氣泡，使混凝土中含有一定量的空氣。好的引氣劑能引入混凝土中的氣泡達10億個之多，孔徑多為0.05～0.2mm，一般為不連續(xù)的封閉球形，分布均勻，穩(wěn)定性好，這樣能顯著提高混凝土的抗凍性、耐久性（三峽工程內部混凝土抗凍融循環(huán)次數(shù)達150次以上，外部混凝土達300次以上）；同時還能改善混凝土和易性，特別是在人工骨料或天然砂顆粒較粗、級配較差以及在貧水泥混凝土中使用效果更好；改善混凝土的泌水和離析；減少混凝土滲透性，提高混凝土抗侵蝕能力。引氣劑的摻量一般在水泥重量的萬分之0.3～2的范圍內，由于摻量小，因此要稱量準確，拌和均勻。另外，影響引氣量的因素很多，如水灰比、水泥用量、砂率、集料、振搗方式、攪拌時間、坍塌度、成型溫度等，都需嚴格規(guī)范操作，否則就達不到應有效果。5復合外加劑復合外加劑是具有兩種以上主要功能的外加劑，如緩凝減水劑同時具有緩凝和減水功能，引氣減水劑同時具有引氣和減水功能。許多水電工程，特別是三峽工程，將兩種外加劑復合使用，如緩凝高效減水劑和引氣劑復合，同時具有高效減水、引氣、緩凝作用，取得了很好的效果，既滿足了大倉面澆筑混凝土緩凝的要求，又達到了減水和提高耐久性的目的。6外加劑的選用原則一個工程使用什么樣的外加劑應根據(jù)工程設計和施工技術要求在工程開工之前進行認真優(yōu)選，并根據(jù)原材料進行嚴格的適應性試驗論證確定。三峽工程在開工初期曾對全國近30個外加劑正規(guī)廠家生產(chǎn)的30多個品種按國家標準進行了初選試驗，在此基礎上，對初選出來的幾個品質優(yōu)良的產(chǎn)品，由3個具有資質的試驗單位，結合三峽工程的原材料進行了全面的混凝土適應性試驗，經(jīng)過充分論證和嚴格評審，最終優(yōu)選出了2～3個品質優(yōu)選的、適合三峽工程實際情況的外加劑品種，滿足了大倉面、高強度混凝土施工需要，提高了混凝土的各種性能，取得了良好的經(jīng)濟效益。為了方便管理，一個大中型工程優(yōu)選出1～2種同類外加劑為宜（包括備用在內），一般情況下