劉加平：外加劑對混凝土質(zhì)量控制的影響

　　一、研究背景

　　我國目前水泥和混凝土的用量占全球用量的50%以上，尤其在國家重大工程水電、核電、高鐵、地鐵等項(xiàng)目上混凝土的質(zhì)量一直是關(guān)注重點(diǎn)，對混凝土的質(zhì)量要求也越來越高，對混凝土行業(yè)提出了更多的挑戰(zhàn)，現(xiàn)代結(jié)構(gòu)與嚴(yán)酷環(huán)境，超高層、超大體積、復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑要求混凝土的初始流動(dòng)性好，保持時(shí)間要長。

　　同時(shí)混凝土組分越來越復(fù)雜，質(zhì)量控制越來越難，水泥生產(chǎn)時(shí)混合材的摻入，混凝土攪拌時(shí)摻合料的添加，尤其是廢石膏，和大量工業(yè)廢渣，大量低品位骨料的添加，雖然可以實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的無害化、資源化利用，但使混凝土組分更復(fù)雜，初始分散慢，分散保持更難，質(zhì)量控制更難。使混凝土出現(xiàn)很多問題，流動(dòng)性不足，導(dǎo)致混凝土不均勻，不密實(shí)，流動(dòng)性損失快，易堵泵，難以澆筑，后期自收縮，結(jié)構(gòu)性開裂，耐久性降低，縮短了混凝土構(gòu)筑物的服役壽命，使工程隱患增多。新型高性能外加劑為解決上述問題提供了技術(shù)途徑，

　　二、高性能外加劑的開發(fā)

　　總體思路是從外加劑適應(yīng)性差、初始流動(dòng)性不足、流動(dòng)性保持難、收縮開裂這四大方面出發(fā)，從外加劑的分子構(gòu)效關(guān)系來解決混凝土高分散、高適應(yīng)性、快分散、流動(dòng)性保持、減縮抗裂等問題。

　　1.高分散關(guān)鍵技術(shù)

　　高減水型聚合物外加劑增大空間位阻效應(yīng)，改善吸附性提高飽和摻量，有效改善吸附特性，提高飽和吸附量，極限減水提升至50%以上，為低水膠比、超高強(qiáng)混凝土提供了技術(shù)支撐。

　　2.高適應(yīng)性關(guān)鍵技術(shù)

　　高適應(yīng)性聚合物外加劑增加優(yōu)先吸附驅(qū)動(dòng)力，弱化氫鍵作用解決了骨料含泥量高、SO42-含量高條件下混凝土初始流動(dòng)度不足的難題。

　　3.快分散關(guān)鍵技術(shù)

　　快分散降粘型聚合物外加劑提高電荷密度主鏈提升初始吸附驅(qū)動(dòng)力，增加多支化長側(cè)鏈增加水膜層厚度，降粘型單體降低溶液粘度，解決了低水膠比、大摻量工業(yè)廢渣復(fù)雜組分混凝土初始分散慢、粘度大的難題。

　　4.流動(dòng)性保持關(guān)鍵技術(shù)

　　高溫長時(shí)間保坍型外加劑的長側(cè)鏈M=2000~5000可以減少早期水化掩埋，通過水解型側(cè)鏈快速補(bǔ)充高溫?fù)p失，緩釋基團(tuán)主鏈持續(xù)補(bǔ)償長時(shí)間損失實(shí)現(xiàn)了高溫環(huán)境下復(fù)雜組分混凝土流動(dòng)性的多階段調(diào)控，中低坍落度保坍型外加劑的親水性網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)技術(shù)降低用水量敏感性逐步水解提供保坍，快速水解型聚醚單體快速釋放補(bǔ)充早期損失，滿足了核電、水電混凝土流動(dòng)性保持的特殊需求。