混凝土外加劑不適應(yīng)問(wèn)題的主要原因及對(duì)策分析

摘要: 簡(jiǎn)單介紹了外加劑在水泥混凝土中的作用, 總結(jié)了外加劑與水泥產(chǎn)生不相適應(yīng)問(wèn)題的主要表現(xiàn)及危害, 具體的論述了引起混凝土中外加劑與水泥不相適應(yīng)的主要影響因素。從工程施工質(zhì)量和安全的角度出發(fā), 闡述了由外加劑與混凝土不適應(yīng)帶來(lái)危害的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞: 混凝土外加劑坍落度

1 引言

　　混凝土的性能不僅取決于組成材料的性能, 還受到材料之間的適應(yīng)性及混凝土配合比等因素的影響。外加劑作為混凝土的第5 組分, 所占比重很小, 但對(duì)混凝土的性能卻影響很大, 能夠明顯提高混凝土的坍落度、調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間, 改善混凝土施工性能或節(jié)約成本。水泥水化反應(yīng)時(shí)形成絮凝結(jié)構(gòu)將水包裹在里面, 為了使水化更完全以及提高混凝土施工性能需加入更多的水, 外加劑的加入能夠在水泥顆粒表面定向吸附, 使水泥顆粒表面帶有同性電荷, 因斥力作用而分離開(kāi)來(lái),釋放出水泥絮凝結(jié)構(gòu)包裹的水分, 使更多的水參與水化反應(yīng)并提高流動(dòng)性。

　　但由于各種原因, 外加劑與水泥也極易產(chǎn)生不相適應(yīng)問(wèn)題。主要表現(xiàn)在: ( 1) 外加劑對(duì)水泥工作性能改善不明顯; ( 2)混凝土坍落度損失過(guò)大或混凝土過(guò)于快凝; ( 3) 造成混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件更易出現(xiàn)的裂縫。這些問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響水泥混凝土質(zhì)量, 給工程質(zhì)量帶來(lái)隱患, 嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)工程事故, 造成重大經(jīng)濟(jì)損失。本文著重分析混凝土外加劑與水泥產(chǎn)生不適應(yīng)性問(wèn)題的主要因素及相關(guān)對(duì)策, 對(duì)工程施工質(zhì)量和工程安全管理均具有一定的參考價(jià)值。

2 產(chǎn)生不適應(yīng)性問(wèn)題主要因素

　　外加劑與水泥的不相適應(yīng)性問(wèn)題主要的主要因素有:

2.1 外加劑自身的因素

　　外加劑的自身的原因主要有以下幾個(gè)方面: ( 1) 品種不同; ( 2) 結(jié)構(gòu)官能團(tuán)的不同; ( 3) 聚合度不同; ( 4) 復(fù)配組分不同。這些影響回通過(guò)不同的方式會(huì)影響與水泥的適應(yīng)性。而不同廠家生產(chǎn)出來(lái)的外加劑也會(huì)有很多差異, 主要原因有: ( 1) 生產(chǎn)制作工藝; ( 2) 廠家制作過(guò)程的技術(shù)水平; ( 3)質(zhì)量管理水平。因此, 不同的廠家生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品必然有差異[1]。

2.2 水泥的礦物組成對(duì)外加劑的影響

　　水泥的礦物組成對(duì)外加劑的影響很大, 水泥的礦物組成主要有鋁酸三鈣(C3A)、鐵鋁酸四鈣(C4AF)、硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)等, 不同礦物組成主要是由生產(chǎn)水泥的原材料和生產(chǎn)工藝決定的, 水泥的礦物組成中對(duì)外加劑影響因素大小依次為C3A>C4AF>C3S>C2S。C3A 水化反應(yīng)快, 早期強(qiáng)度提高快, 需水量大, C3A 含量過(guò)高(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于8%), C3A 吸附外加劑量大, 外加劑作用損失大[2]。水泥礦物組成名稱和范圍見(jiàn)表1, 礦物與水作用時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的特征見(jiàn)表2。

2.3 水泥熟料中添加調(diào)凝石膏品種的影響

　　水泥生產(chǎn)最后工序需加入石膏調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間, 水泥廠家使用的調(diào)凝石膏對(duì)外加劑影響因素大小依次為硬石膏( 工業(yè)無(wú)水石膏) >半水石膏>二水石膏, 水泥廠家為節(jié)約成本往往使用工業(yè)無(wú)水石膏, 這樣不影響水泥達(dá)到質(zhì)量指標(biāo)要求, 對(duì)普通不摻加外加劑的混凝土亦沒(méi)有不良反應(yīng), 但對(duì)現(xiàn)代摻加外加劑的混凝土, 使用硬石膏的水泥需水量大, 吸附外加劑量大, 外加劑損失量大。硬石膏對(duì)木鈣類影響更加顯著, 甚至?xí)霈F(xiàn)急凝( 假凝) 現(xiàn)象[3]。

2.4 水泥細(xì)度和顆粒級(jí)配的影響

　　水泥廠家常常為了達(dá)到水泥新標(biāo)準(zhǔn)要求, 提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力, 加強(qiáng)研磨, 提高水泥的細(xì)度從而提高強(qiáng)度。水泥過(guò)細(xì), 需水量大, 同樣會(huì)吸附外加劑量更大, 外加劑損失量大; 同時(shí)過(guò)細(xì)的水泥在研磨時(shí)溫度更高, 也會(huì)使更多的水合石膏分解成無(wú)水石膏, 無(wú)水石膏含量提高, 與外加劑的適應(yīng)性也會(huì)變差。水泥的顆粒級(jí)配不好, 水泥凈漿泌水率大的水泥與外加劑適應(yīng)性較差[3]。

2.5 水泥的堿含量

　　堿含量過(guò)高( 堿含量>0.8%) 的水泥或堿含量過(guò)低( 堿含量<0.5%) 的水泥, 也容易與外加劑產(chǎn)生不適應(yīng)。水泥中堿主要來(lái)源于所用原材料, 特別是石灰和粘土。含堿量過(guò)高或過(guò)低的水泥, 在某些品種外加劑加入時(shí), 會(huì)引起水泥中石膏溶解度變化, 使水泥礦物成分C3A 水化速率加快, 需水量增大,工作度損失也變快。這時(shí)加入可溶性Na2SO4, 能夠提高其與外加劑的適應(yīng)性。粉煤灰、礦粉的摻入能夠與水泥的水化產(chǎn)物Ca(OH)2 發(fā)生二次反應(yīng),降低混凝土的堿度, 使外加劑與水泥的適應(yīng)性有所改善[4]。

2.6 粉煤灰與外加劑的適應(yīng)性

　　粉煤灰過(guò)細(xì), 也會(huì)要多一些的外加劑分散粉煤灰顆粒;粉煤灰燒失量越大( 即含碳量越大) , 需水量越大, 對(duì)外加劑影響越大, 碳粒粗大多孔, 容易吸水, 吸附外加劑的能力強(qiáng),使外加劑的摻量增加, 特別是對(duì)引氣劑影響大[4]。

2.7 骨料的影響

　　骨料的含泥量、泥塊含量大, 大量的粘土細(xì)粒會(huì)吸收更多的水份, 消耗更多外加劑, 使新拌混凝土和易性變差, 容易離析, 坍落度損失大, 還影響混凝土強(qiáng)度; 混凝土配合比不當(dāng), 砂率不合理, 也會(huì)增加坍落度的損失。砂率偏小, 混凝土也容易離析、爬底, 混凝土坍落度損失大; 砂率偏大, 過(guò)多的砂需要更多的水份潤(rùn)濕, 使混凝土坍落度變小, 也影響混凝土強(qiáng)度; 骨料的級(jí)配不良, 特別的缺少中間粒級(jí)的骨料, 也容易造成混凝土離析、爬底,混凝土坍落度損失大, 影響混凝土質(zhì)量。

3 相關(guān)對(duì)策

　　解決外加劑與水泥的不相適應(yīng)問(wèn)題, 重在預(yù)防, 注重材料的選擇和進(jìn)場(chǎng)材料的檢測(cè)。外加劑與水泥的適應(yīng)性是個(gè)較復(fù)雜的問(wèn)題, 出現(xiàn)外加劑與水泥的不相適應(yīng)問(wèn)題, 混凝土廠家應(yīng)及時(shí)采取對(duì)策。根據(jù)情況, 以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ), 分析查找原因,調(diào)整混凝土配合比, 提高出廠坍落度, 減少坍落度損失。

　　通?？梢哉{(diào)整粉煤灰用量, 提高外加劑用量,提高外加劑在混凝土中的液相殘留, 保持水灰比不變, 提高水泥用量, 但這無(wú)疑又提高了單方造價(jià)。生產(chǎn)時(shí)亦可采用二次添加法, 即將出廠坍落度控制在80～100, 到工地使用前用外加劑溶液強(qiáng)攪約2min 調(diào)整到140, 這樣處理更加經(jīng)濟(jì)有效?；炷翉S家水泥常因庫(kù)存量大, 需要外加劑去適應(yīng)水泥, 即要外加劑廠家調(diào)整配方, 根據(jù)混凝土廠家使用的水泥調(diào)整外加劑中減水劑、緩凝劑的品種和摻量, 或增加保塑劑、氣泡穩(wěn)定的引氣劑等。施工時(shí)對(duì)混凝土配合比的確定, 需要考慮到混凝土的凝結(jié)時(shí)間, 外加劑中應(yīng)有緩凝成份。較高的氣溫突然驟降, 混凝土中外加劑用的過(guò)多, 沒(méi)有及時(shí)調(diào)整配方, 造成混凝土長(zhǎng)時(shí)間不凝結(jié), 會(huì)嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度。夏季施工應(yīng)避開(kāi)高溫風(fēng)大的中午時(shí)段, 對(duì)原材料進(jìn)行降溫處理。施工中砂率配合比的確定, 應(yīng)根據(jù)砂細(xì)度的大小, 粗骨料的孔隙率進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整[5]。

4 結(jié)論

　　本文通過(guò)對(duì)外加劑在水泥混凝土中的作用和外加劑與水泥產(chǎn)生不相適應(yīng)問(wèn)題的主要表現(xiàn)及危害進(jìn)行了闡述, 分析了引起混凝土中外加劑與水泥不相適應(yīng)的主要影響因素, 總結(jié)并提出了生產(chǎn)及施工環(huán)節(jié)相應(yīng)的對(duì)策, 對(duì)于工程施工質(zhì)量和工程安全管理均具有一定的參考意義。

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　　5 徐照榮.中國(guó)水泥網(wǎng), 2006。