新外加劑在大體積混凝土中的應(yīng)用

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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(yīng)用。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>1 　混凝土減縮劑

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>1.1 　減縮劑減少干縮機理

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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(yīng)進行試驗, 確?；炷疗渌阅軡M足要求。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>1.2 　減縮劑的應(yīng)用

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>2 　混凝土防裂防水劑

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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(zhuǎn)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。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>2.1 　混凝土防裂防水劑機理

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>混凝土防裂防水劑摻入混凝土或砂漿中, 沿著水化­——結(jié)晶——膨脹——自應(yīng)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。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>2.2 　混凝土防裂防水劑的應(yīng)用

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>防裂防水劑是按特殊工藝制成的復(fù)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(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>徐州劉山復(fù)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(yīng)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。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>3 　混凝土憎水劑

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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(jié)構(gòu)、某些名勝古跡抗風(fēng)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。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>3.1 　混凝土憎水劑的機理

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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(jié)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?；炷猎魉畡┛稍谏皾{混凝土內(nèi)部形成憎水物質(zhì)或與水泥水化物反應(yīng)生成憎水膜從而提高混凝土表面防滲能力。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>3.2 　混凝土憎水劑的應(yīng)用

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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(yīng)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(gòu)筑物的表面抗風(fēng)化保護。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>4 　混凝土超緩凝劑

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>4.1 　混凝土超緩凝劑的機理

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>超緩凝劑可延緩水泥的水化反應(yīng), 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(guān)系。

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normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>4.2 　混凝土超緩凝劑的應(yīng)用

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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。

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normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>5 　混凝土高溫緩凝劑

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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(value="35" UnitName="℃">35℃以上) 下, 使混凝土初凝時間推遲至5h以上。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>5.1 　混凝土高溫緩凝劑的機理

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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(yīng), 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(jié)時間也增加, 對混凝土其他性能無不利影響。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>5.2 　混凝土高溫緩凝劑的應(yīng)用

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-char-indent-count: 2.0; mso-layout-grid-align: none" align=left>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(jié)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。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>參考文獻:

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>[1] 曹文達, 曹棟. 新型混凝土及其應(yīng)用[M] . 北京:金盾出版社, 2001.

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>[2] 潘家錚, 何景. 中國水利發(fā)電工程施工卷[ S] 北京: 中國電力出版社, 2000.

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>[3] 陳肇元等. 高強混凝土及應(yīng)用[M] . 北京: 清華大學(xué)出版社, 1966.