關(guān)鍵詞： 　混凝土； 外加劑； 應(yīng)用問(wèn)題； 討論

分類(lèi)號(hào)　TU528 　　　

Abstract： The paper discussed the problems existing in admixtures application in concrete construction and gave some proposals to solve these problems.

Key words 　Concrete ； Admixture ； Application ； Problems

　作為混凝土的組分混凝土外加劑，它的作用是人所共知的，隨著混凝土外加劑應(yīng)用量的不斷增加，與外加劑應(yīng)用有關(guān)的一些問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)?；炷镣饧觿┑囊恍?yīng)用技術(shù)問(wèn)題，還存在著一些爭(zhēng)議，如外加劑的含堿量、節(jié)能及引氣的作用等等。本文就外加劑含堿量的合理取值及混凝土外加劑發(fā)展方向進(jìn)行了討論，供有關(guān)人士參考。

1 　混凝土外加劑合理的含堿量

從保證混凝土耐久性和體積穩(wěn)定性來(lái)看，限制外加劑含堿量是控制混凝土總堿量的有效手段之一。但對(duì)外加劑含堿量的限制必須兼顧目前的合成技術(shù)和應(yīng)用實(shí)際情況，目前各種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混凝土外加劑的要求過(guò)于寬松，與國(guó)外相關(guān)規(guī)定差距較大?；炷梁瑝A量3 kg/ m³ 作為安全界限已被許多國(guó)家采用。在外加劑品種中，摻量最大的是混凝土膨脹劑(一般與減水類(lèi)外加劑復(fù)合摻用) ，可達(dá)到膠凝材料用量的10%～15% (通常為8%～10%) 。由此認(rèn)為，外加劑引入混凝土中的堿應(yīng)不大于(10% ～ 15%) × 3 kg/m³ ，即0.30 kg/m³ ～0.45 kg/m³。這一計(jì)算結(jié)果的下限值與日本規(guī)范相同。限定由減水類(lèi)外加劑(不含具有減水功能的早強(qiáng)減水劑、防凍劑、防水劑、復(fù)合膨脹劑等) 引入混凝土中的堿小于0.3kg/m³具有現(xiàn)實(shí)的可能性；對(duì)于由其它高摻量外加劑引入混凝土中的堿可限定在0.45kg/m³ 以內(nèi)。

2 　混凝土外加劑的節(jié)能

在混凝土中摻用外加劑后，相同水灰比和流動(dòng)度可節(jié)約水泥10%～15% ，因此配制大流動(dòng)性低水灰比高性能混凝土?xí)r可大大節(jié)省混凝土生產(chǎn)能耗。但摻用緩凝高效減水劑，會(huì)使混凝土凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，這又不利于水泥早強(qiáng)指標(biāo)的提高，無(wú)疑增加了混凝土生產(chǎn)總能耗。

這就要求水泥廠應(yīng)在銷(xiāo)售技術(shù)文件中注明水泥主要化學(xué)成分等，從而既方便用戶配制混凝土，又可指導(dǎo)用戶選用外加劑。另外，混凝土攪拌站應(yīng)改變傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，自主選用P. I 或P. H 型硅酸鹽水泥，摻用適量活性材料配制膠凝材料。這樣才能在滿足混凝土使用要求的同時(shí)，大幅度降低混凝土生產(chǎn)能耗。摻用含緩凝組分外加劑的混凝土，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度較大； 同時(shí)摻用緩凝外加劑和微細(xì)活性材料的高性能混凝土，其后期強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度更高。

3 　外加劑引氣的作用

引氣的作用。未摻引氣劑的混凝土，有0.5%～2%的含氣量，但氣泡大小很不均勻，形狀也不規(guī)則。而引氣劑引入的氣泡，具有潤(rùn)滑作用，使混凝土的工作性能改善，尤其對(duì)集料形狀不好的碎石、細(xì)砂、人工砂混凝土工作性改善更為顯著，材料分離的現(xiàn)象明顯減小，抗拉、抗折強(qiáng)度提高。和不摻入任何材料的混凝土相比，每增加1%含氣量，保持水泥用量不變時(shí)，混凝土28天抗壓強(qiáng)度下降2%； 保持水灰比不變時(shí)，混凝土28天抗壓強(qiáng)度下降4%～6%。引氣劑使混凝土用水量減少； 同時(shí)使施工后的混凝土泌水沉降率降低； 大量微小的氣泡占據(jù)了混凝土中的自由空間，破壞了毛細(xì)管的連續(xù)性，從而使抗?jié)B性得以改善，并且與此有關(guān)的抗化學(xué)腐蝕作用和對(duì)碳化的抵抗作用也同時(shí)改善。引氣劑能顯著提高混凝土抗凍融性能，當(dāng)混凝土表面溫度處于冰點(diǎn)以下時(shí)，混凝土較大孔隙內(nèi)部的水先結(jié)晶后，使余留部分的堿濃度提高，造成微細(xì)孔隙中未結(jié)冰水向較大孔隙內(nèi)形成的冰晶遷移，形成的滲透壓可導(dǎo)致混凝土破壞。在混凝土中摻入引氣劑后，由于引入大量微細(xì)氣泡，均勻分布在混凝土體內(nèi)，可以容納自由水的遷移，從而大大緩和了靜水壓力，使混凝土承受反復(fù)凍融循環(huán)的能力提高。引氣作用有利于提高混凝土早期抗凍融能力，在晝夜存在正負(fù)溫度交替時(shí)，或?qū)炷猎鐝?qiáng)抗凍有要求時(shí)，應(yīng)摻用引氣劑。

在混凝土中引氣應(yīng)遵循以下原則： ①引氣量根據(jù)混凝土耐久性、強(qiáng)度和降低沉降泌水的要求設(shè)定。②應(yīng)盡量選用離子型(尤其是陰離子型) 引氣劑。③應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)，控制氣泡間距系數(shù)在合適的范圍內(nèi)，以此確定引氣劑品種和用量。

4 　混凝土的膨脹劑

在混凝土施工中，常摻用膨脹劑(多為硫鋁酸鈣型) 來(lái)補(bǔ)償混凝土收縮，是有一定的功效的，但混凝土早期開(kāi)裂的現(xiàn)象仍較普遍，原因是摻膨脹劑的混凝土長(zhǎng)期干燥后膨脹組分失水收縮； 早期濕養(yǎng)護(hù)不足； 高強(qiáng)度及高性能混凝土自收縮較大，難以補(bǔ)償?shù)取Ｋ员仨氄_使用膨脹劑及正確看待膨脹劑的作用，否則作用適得其反。

(1) 重視冷縮補(bǔ)償。補(bǔ)償收縮混凝土的變形是限制條件下的變形，除局部(如保護(hù)層) 不受限制或受到極小限制外，補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹與收縮，都是限制膨脹與限制收縮，沒(méi)有自由膨脹與自由收縮。對(duì)冷縮與干縮的聯(lián)合補(bǔ)償，應(yīng)采用補(bǔ)償作用較大的小限制補(bǔ)償收縮混凝土的方法，應(yīng)摻用能減少溫縮的外加劑。

(2) 標(biāo)準(zhǔn)化的不合適。JC476 —2001(混凝土膨脹劑) 標(biāo)準(zhǔn)中取消了復(fù)合型混凝土膨脹劑，使復(fù)合型混凝土膨脹劑的生產(chǎn)應(yīng)用無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可依。由于混凝土工程中多使用具有減水等功能的復(fù)合型混凝土膨脹劑，因而膨脹劑新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行以來(lái)給生產(chǎn)、應(yīng)用、檢測(cè)各方面帶來(lái)了諸多不便。為此建議有關(guān)管理部門(mén)，組織復(fù)合型混凝土膨脹劑標(biāo)準(zhǔn)修訂工作，保證混凝土膨脹劑的標(biāo)準(zhǔn)化工作健康、有序地發(fā)展。

5 　摻加的外加劑是否和礦物摻合料適應(yīng)

在選用外加劑時(shí)都很重視外加劑與水泥品種的適應(yīng)性，而在配制混凝土?xí)r對(duì)外加劑與活性礦物材料的適應(yīng)性則重視不夠，混凝土出現(xiàn)異常時(shí)，外加劑往往首先受到質(zhì)疑，很少有對(duì)膠凝材料提出疑問(wèn)。由于可用的活性礦物材料品種眾多、成分各異，人們不僅在生產(chǎn)水泥時(shí)摻用活性材料，而且在生產(chǎn)混凝土?xí)r也摻用礦物摻合料，因而給外加劑選用帶來(lái)困難。建議對(duì)含碳活性礦物材料用量及其引入混凝土中的碳含量設(shè)定限值。外加劑與活性礦物材料適應(yīng)性的評(píng)價(jià)方法是有待研究的問(wèn)題。

6 　混凝土外加劑的發(fā)展

(1) 高性能化。高性能外加劑是在混凝土攪拌時(shí)與其它材料一起投入攪拌機(jī)使用的，具有引氣性能、減水率比常用高效減水劑高，是一種保持性能良好的外加劑。目前市場(chǎng)上高性能外加劑主要有： 氨基磺酸鹽、多羧酸鹽及芳基磺酸鹽、脂肪族磺酸鹽與其它表面活性組分的復(fù)合物。對(duì)于聚羧酸系和氨基磺酸系高性能外加劑，僅用解釋萘系、三聚氰胺系高效減水劑減水機(jī)理的DLVO理論，不能確切解釋其高分散的機(jī)理。它們之所以能使水泥粒子高度分散，是因?yàn)樗鼈兊姆肿咏Y(jié)構(gòu)中的羧基負(fù)離子的靜電斥力和主鏈或側(cè)鏈的立體效果共同作用的結(jié)果。側(cè)鏈越長(zhǎng)，分散力越高。此類(lèi)外加劑分子中的主鏈和側(cè)鏈長(zhǎng)度對(duì)新拌混凝土性能影響較大。由于立體效果的作用它們的摻量較小。

(2) 多功能化。不同條件下使用的混凝土對(duì)外加劑的要求也不同，有時(shí)甚至要求外加劑具有多種功能。因此，可以把混凝土外加劑多功能化理解為按使用要求設(shè)計(jì)外加劑。設(shè)計(jì)外加劑時(shí)，主要考慮化學(xué)基團(tuán)的作用性能影響較大，實(shí)現(xiàn)上述基團(tuán)間的互補(bǔ)是按使用要求設(shè)計(jì)外加劑的關(guān)鍵?；瘜W(xué)合成與物理復(fù)配是按使用要求設(shè)計(jì)混凝土外加劑的兩條技術(shù)途徑。只要滿足使用要求，無(wú)論采用何種途徑，都是可取的，所謂化學(xué)合成的外加劑性能優(yōu)于復(fù)配的外加劑性能的提法是違背科學(xué)精神的。縱觀多功能外加劑的發(fā)展趨勢(shì)可知，采取合成與復(fù)配并重的技術(shù)路線，是實(shí)現(xiàn)外加劑功能化的有效途徑。

(3) “綠色”化。在生產(chǎn)混凝土外加劑所用的有機(jī)化工原料中，有相當(dāng)一部分具有毒性，由于工藝條件的限制，外加劑產(chǎn)品中必然含有某些游離材料，揮發(fā)到空氣中將對(duì)人體產(chǎn)生危害。今后應(yīng)研究降低外加劑產(chǎn)品中游離有機(jī)物質(zhì)的合成技術(shù)，尤其要控制游離甲醛、游離苯酚含量和氨釋放量在安全界限內(nèi)； 如何利用工、農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品生產(chǎn)混凝土外加劑； 研究礦物外加劑的應(yīng)用技術(shù)。