道路施工水泥通用添加劑的使用方法
近代水泥混凝土外加劑的發(fā)展有60多年的發(fā)展歷史。美國、英國、日本等在20世紀30年代初，開始在公路、隧道、地下工程中使用外加劑。我國研究和使用水泥混凝土外加劑的工作始于20世紀50年代。進入20世紀80年代，隨著改革開放、經(jīng)濟發(fā)展，外加劑的生產(chǎn)和應用發(fā)展迅速。當今，水泥混凝土外加劑已成為水泥混凝土的第五組分，其廣泛應用被視為水泥混凝土技術(shù)發(fā)展史上的第三次重大技術(shù)進步。
我國公路水泥混凝土工程建設(shè)規(guī)模很大，外加劑的使用也非常廣泛，尤其在一些技術(shù)難度大、質(zhì)量要求高的橋、涵、隧道和路面工程的結(jié)構(gòu)水泥混凝土中。外加劑的加入是為了改善水泥混凝土的性能，然而，由于外加劑的使用不當而導致水泥混凝土路面及橋涵結(jié)構(gòu)的質(zhì)量事故屢有發(fā)生，嚴重影響了公路工程的建設(shè)和質(zhì)量。在公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中，廣大工程技術(shù)人員對于力學及結(jié)構(gòu)問題很清楚，但遇到如水泥混凝土化學外加劑問題，往往感到力不從心，使用外加劑后，心中沒底，不踏實，不放心。而隨著公路建設(shè)技術(shù)的不斷進步，對水泥混凝土的要求也越來越高，不僅要求水泥混凝土可調(diào)凝、早強、高強、低水化熱、大流動性、輕質(zhì)、高密實和高耐久性，而且要求制備成本低、成型容易、養(yǎng)護簡便，等等。
一般而言，當水泥混凝土抗壓強度大于30MPa、抗折強度大于510MPa時，不使用外加劑制作就有困難了。例如，滑模攤鋪水泥混凝土路面要求施工抗折強度達到≥515MPa，非使用外加劑不可。橋梁工程的大跨度結(jié)構(gòu)，如預應力梁、板、柱等，不使用摻加化學外加劑的水泥混凝土，就無法達到預應力結(jié)構(gòu)所要求的較高強度等級、較輕質(zhì)量和長期耐久性；橋梁工程的下部大體積水泥混凝土結(jié)構(gòu)，不同時使用外加劑和摻合料，就無法實現(xiàn)對溫度裂縫的有效控制，也無法達到所要求的（泵送）工作性。又譬如，特大型橋梁工程或鋼管混凝土拱橋中經(jīng)常使用的泵送水泥混凝土，如果沒有外加劑也根本無法實現(xiàn)泵送施工工藝。箱形、梯形預應力梁板澆筑和涵管等制品的預制生產(chǎn)，也離不開外加劑。在我國“三北”地區(qū)的水泥混凝土路面和橋涵工程，均要求具有抗凍性和抗鹽凍性，沒有引氣劑、阻銹劑和防凍劑等的使用，公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)抵抗冰凍和鹽凍的耐久性技術(shù)要求根本無法滿足。
為達到這些目的，作為水泥混凝土中的第五組分――水泥混凝土外加劑起著不可或缺的作用。使用外加劑的普及程度是衡量一個國家水泥混凝土技術(shù)水平高低的重要標志。水泥混凝土工程中使用外加劑與摻合料的“雙摻技術(shù)”是現(xiàn)代高性能水泥混凝土工程中的“高新技術(shù)”。因此，必須根據(jù)公路工程水泥混凝土的使用要求，合理選擇和正確使用各類外加劑，使之在摻入水泥混凝土中能改善其性能，制定一部公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料的應用技術(shù)指南是十分必要的、必不可少的，這能使水泥混凝土工程在設(shè)計、施工、監(jiān)理、監(jiān)督各環(huán)節(jié)均有章可循，目的在于有效地提高和保障公路水泥混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量。關(guān)于摻合料的應用技術(shù)，將在其他文章中專門介紹。
本文主要是介紹《公路工程混凝土外加劑》（JTT523-2004）及交通部新發(fā)布的中華人民共和國行業(yè)標準《公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應用技術(shù)指南》（以下簡稱指南）中減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強劑等常用外加劑，在公路水泥混凝土工程中的應用技術(shù)，目的是滿足廣大科技人員對指南的內(nèi)容、實質(zhì)及其技術(shù)依據(jù)盡快了解，盡量避免因外加劑的使用不當而造成損失，提高公路工程的建設(shè)質(zhì)量。
1 外加劑的主要品種、適用范圍及其性能指標
1.1.1主要品種目前，由于我國外加劑廠家以保護知識產(chǎn)權(quán)為名，其外加劑的主要化學成份和配方保密，為工程上的使用帶來了極大的混亂和困難，造成了不應有的工程事故和返工。為了避免此類事件的發(fā)生，規(guī)定：配方可以保密，但使用者必需知道外加劑的主導化學成份。
公路水泥混凝土工程所選定的各種外加劑品種和主要化合物應符合的規(guī)定，中沒有規(guī)定的外加劑品種需經(jīng)過充分試驗研究或?qū)＜艺撟C后才可使用。
1.1.2適用范圍減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強劑在公路水泥混凝土工程中的適用范圍見。
1.1.3性能指標由于實際工程中發(fā)現(xiàn)不少外加劑的合格品實際上是不合格品，損害了公路水泥混凝土動載結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量和長期使用特性，因此，《公路工程混凝土外加劑》（JTT523-2004）規(guī)定，用于所有等級公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)工程的減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強劑質(zhì)量必須滿足《混凝土外加劑》（GB8076-1997）一等品的各項技術(shù)指標。具體指標見“《公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應用技術(shù)指南》編制介紹”文章中。該文章中還將高效減水劑的減水率由12提高到15，引氣型減水劑的減水率由10提高到12.
針對公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)特點，薄壁結(jié)構(gòu)水泥混凝土的抗裂問題始終是困擾公路行業(yè)的一大難題?！痘炷镣饧觿罚℅B8076-1997）中規(guī)定的135的28d收縮率比對于公路薄壁結(jié)構(gòu)過大，正所謂不用外加劑不裂、一用就裂。因此，針對這項技術(shù)指標，指南規(guī)定凡摻有引氣劑與引氣型減水劑的28d收縮率比≤120；早強劑與早強型減水劑的28d收縮率比≤130（早強型外加劑實測的28d收縮率比做不到125）；其他外加劑的28d收縮率比≤125.在實際工程中，我們使用最好的外加劑僅有108的28d收縮率比，一般為115左右，最大的不大于120，只有這樣才可能有效地保證薄壁水泥混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間不干縮開裂。應當指出的是，盡管外加劑有增大干縮導致水泥混凝土開裂的趨勢，但其僅僅是結(jié)構(gòu)開裂的眾多原因之一，并非所有的薄壁結(jié)構(gòu)開裂都是由外加劑引起的。外加劑的有利方面很多，只要外加劑造成的收縮足夠小，再加上抗裂的水泥混凝土配合比設(shè)計、積極有效的保濕養(yǎng)生措施等，就能夠防治和控制薄壁水泥混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間的早期開裂。
鑒于公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)抗凍問題的重要性，規(guī)定引氣劑和復合引氣劑的外加劑凍融循環(huán)次數(shù)不小于200次，其他外加劑的凍融循環(huán)次數(shù)不小于100次。《公路工程混凝土外加劑》（JTT523-2004）此項規(guī)定比《混凝土外加劑》（GB8076-1997）中的規(guī)定要嚴格，與《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程》（DLT5100-1999）規(guī)定相同。
2 施工應用技術(shù)
2.1.1原材料技術(shù)要求摻入外加劑的公路工程各種水泥混凝土結(jié)構(gòu)所用原材料，即水泥、砂、石、水，除有特殊要求以外，均應符合現(xiàn)行國家和行業(yè)的公路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu)原材料標準、規(guī)范和規(guī)程的相應規(guī)定。
2.1.2產(chǎn)品準入條件各類外加劑產(chǎn)品供應商除應向建設(shè)、施工和監(jiān)理單位的（中心）實驗室提供足夠水泥混凝土室內(nèi)配合比、性能檢驗的試驗樣品及質(zhì)量復檢樣品外，還應提供下述文件：（1）各產(chǎn)品質(zhì)量說明書，說明產(chǎn)品主要的化合物、廠家自檢的水泥混凝土基本物理力學性能、推薦摻量的范圍等；（2）省部、地廳級質(zhì)檢單位或外加劑檢驗機構(gòu)提供的產(chǎn)品準入證明，或摻外加劑水泥混凝土的性能報告；（3）省部、地廳級提供的新產(chǎn)品鑒定證書或國家、省專利局提供的新產(chǎn)品專利證書；（4）省部、地廳級質(zhì)檢單位或外加劑檢驗機構(gòu)提供的產(chǎn)品勻質(zhì)性檢測報告；（5）產(chǎn)品工程應用實例（必要時）；（6）產(chǎn)品供貨保證性文件（大型工程）。
高速公路、一級公路、二級公路的路面、橋面，各等級公路中的特大、大、中型橋梁，以及隧道主體結(jié)構(gòu)，在使用外加劑時，必須提供檢驗及復檢樣品，并具備上述所有文件，方可使用。
2.1.3適應性檢驗各種公路水泥混凝土結(jié)構(gòu)工程使用的外加劑品種，必須首先進行外加劑與水泥的適應性檢驗，不適應的外加劑不得使用，否則需調(diào)換為適應的外加劑品種或使用與外加劑相適應的水泥。其檢測方法見指南附錄D.當工程所用水泥混凝土中水泥的品種、強度、等級、生產(chǎn)廠變動，或水泥混凝土性能出現(xiàn)變化時，應重新檢驗外加劑對水泥的適應性。
2.1.4技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)選工程在確定使用某種外加劑產(chǎn)品時，應在滿足外加劑使用的主要目的前提下，使用施工原材料制作試件，通過不少于3種外加劑產(chǎn)品的性能對比試驗，在技術(shù)指標滿足