外加劑對混凝土技術(shù)發(fā)展的影響與存在問題

[關(guān)鍵詞] 外加劑；混凝土工程；低水膠比；工作度變化

[中圖分類號(hào)] TU5281042 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A 　　　　[文章編號(hào)] 100228498 (2003) 0420007204

Influence and Existing Problems of Addition Agent on Development of Concrete Technology

QIN Wei-zu ( Tsinghua University ， Beijing 　100084 ， China)

Abstract ：The application of addition agents has largely influenced concrete technology ， but it is very difficult to identify happened changes wholly and deeply ， to reply to these changes ， and to solve new problems to adapt the need of construction development.

Key words ：addition agent ； concrete engineering ； low water gel ratio ； change of working degree

20世紀(jì)以來，以混凝土為建筑材料的工程結(jié)構(gòu)物得到飛速發(fā)展，它已成為橋梁、大壩、公路和城市運(yùn)輸系統(tǒng)的首選材料?，F(xiàn)今世界上最高的建筑物———馬來西亞的Petronas雙塔樓；世界上最深的鉆井———挪威Troll平臺(tái)都是混凝土建造的?；炷令I(lǐng)域這些令人吃驚的進(jìn)展，主要是通過外加劑領(lǐng)域的進(jìn)展所帶來的結(jié)果。

高效減水劑是混凝土發(fā)展過程的一次重大突破，將對混凝土的生產(chǎn)與應(yīng)用帶來巨大的影響。

1 　水灰比( 水膠比) 大幅度降低

20世紀(jì)60～70年代，高效減水劑的應(yīng)用使混凝土技術(shù)出現(xiàn)了驚人的進(jìn)展，突出地體現(xiàn)在水灰比(水膠比)從大于0.50大幅度地降低到可以小于0.30甚至更低，從而使混凝土能夠迅速地硬化，強(qiáng)度大大提高。以高強(qiáng)度混凝土建造的高層建筑物和大跨橋梁迅速地獲得應(yīng)用，施工工期縮短和模板周轉(zhuǎn)加快。

強(qiáng)度的提高由于容易檢測，很快被人們所認(rèn)識(shí)。但是與水灰比(水膠比) 大幅度降低相應(yīng)產(chǎn)生的其它變化，不易于檢測，也就不易于為人們所認(rèn)識(shí)。例如由于水灰比(水膠比) 降低帶來自生收縮的增大，這種現(xiàn)象又基本發(fā)生在早期的混凝土，也就是加水拌合后的1～2d ，在施工時(shí)模板拆除前就發(fā)生了。這就帶來了新問題：以往混凝土澆注后需要盡早養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件是暴露面積很大的平板(如樓板、道面) ，表面水分向外蒸發(fā)引起的收縮是主要問題，而當(dāng)水灰比較大時(shí)，上升的泌水可使其表面得到補(bǔ)充，不容易開裂。自生收縮在混凝土體內(nèi)均勻地發(fā)生，使得梁、柱、墻板這些外露面積小、拆模前不便養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件需要及早開始供水進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，而這在施工時(shí)，無論是國內(nèi)還是國外，都不容易實(shí)施和操作。此外，隨著水灰比(水膠比)的降低，在骨料質(zhì)量不變的前提下，填充間隙并包裹與潤滑骨料的膠凝材料用量必然加大，因此通常要增大混凝土的溫升。低水灰比和高水化環(huán)境溫度是加速混凝土強(qiáng)度發(fā)展的兩個(gè)“催化劑”，隨之發(fā)生彈性模量的迅速提高(比強(qiáng)度發(fā)展更迅速) 、徐變松弛作用的減小和降溫階段混凝土發(fā)生的溫度收縮，這些因素的疊加導(dǎo)致了現(xiàn)代混凝土易于開裂的趨勢。為了減小混凝土的自生收縮，已經(jīng)研究出一系列措施，例如用已濕潤的多孔粗細(xì)骨料代替普通骨料，起“內(nèi)養(yǎng)護(hù)”作用；添加減縮劑以減小自生收縮，以及摻用活性較小的礦物摻合料，例如粉煤灰、粗磨礦渣、石灰石粉等，以配制低水膠比，但水灰比(不考慮摻合料，單純水P水泥之比) 并不低的混凝土(機(jī)理分析可參閱文獻(xiàn)[3]) 。

人們也遠(yuǎn)沒有認(rèn)識(shí)清楚混凝土強(qiáng)度增長速率的變化。這是因?yàn)橹两裨u(píng)價(jià)混凝土強(qiáng)度的發(fā)展，仍沿用將拌合物澆注成型小試件的方法來檢測。無論是把試件放置在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室里，還是放置在構(gòu)件旁邊(所謂“同條件養(yǎng)護(hù)”) ，都無法反映混凝土硬化期間由于本體溫升引起強(qiáng)度增長率的變化。根據(jù)研究，30℃下水泥水化的速率約比20℃時(shí)快1倍；而40℃則為30℃時(shí)的214倍，由此推測現(xiàn)今用手觸摸常感到滾燙的構(gòu)件里，混凝土強(qiáng)度的發(fā)展究竟會(huì)有多快?！巴瑮l件養(yǎng)護(hù)”只是模擬了結(jié)構(gòu)物的環(huán)境溫度，并不能反映處于半絕熱狀態(tài)的結(jié)構(gòu)混凝土實(shí)際溫升，現(xiàn)代混凝土材料與工程的變化大大加劇了兩者的差異。

難以認(rèn)識(shí)到上述變化的原因，還在于混凝土原材料的選擇和配合比的確定，是在試驗(yàn)室里通過試驗(yàn)確定的。試驗(yàn)室的小攪拌機(jī)與現(xiàn)場生產(chǎn)混凝土的大型攪拌機(jī)攪拌效果相差甚遠(yuǎn)，加上所用的水泥是室溫條件下放置多日的；可如今攪拌站儲(chǔ)倉的水泥(以散裝方式用大罐運(yùn)輸散熱緩慢) 溫度50℃以上是“正?！钡?/SPAN>，高達(dá)90℃

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