外加剂在水工混凝土中的应用技术

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　　外加剂也称为外掺剂或附加剂,它是指在混凝土、砂浆和净浆的制备过程中,掺入少量的(不超水泥用量的5%)能对混凝土、砂浆或净浆改变性能的一种产品。随着技术的进步,外加剂已成为除水泥、粗细骨料、掺合料和水以外的第5种必备材料,掺外加剂是混凝土配合比优化设计和提高混凝土耐久性的一项重要措施。因此新修订的《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)强调,水工混凝土中必须掺加适量的外加剂。

　　1常用种类

　　水工混凝土常用的外加剂种类主要有减水剂、缓凝剂、引气剂以及各种复合性的外加剂,如缓凝减水剂或缓凝高效减水剂、早强减水剂、引气减水剂。根据特殊需要,也掺用其它种类的外加剂,如泵送剂、防水剂、防冻剂等等。GB8076-1997《混凝土外加剂》、DL/T5100-1999《水工混凝土外加剂技术规程》等国家和行业标准对这些外加剂的性能指标和技术规程都有严格要求,可根据混凝土的不同需要进行选用。

　　1)减水剂又称塑化剂或分散剂。拌和混凝土时加入适量的减水剂,可使水泥颗粒分散均匀,同时将水泥颗粒包裹的水分释放出来,从而能明显减少混凝土用水量。以往水工混凝土使用的减水剂一般是纸浆废液、木钙、糖蜜一类的普通减水剂,减水率不高,一般为5%～10%。随着对水工混凝土质量要求的提高,对减水剂的质量要求也越来越高。二滩、三峡等大型水电工程大量应用的萘系高效减水剂,减水率高达20%～30%,主要用来配制高强度和高流态混凝土或是需大幅度减少用水量的混凝土。高效减水剂对提高水泥使用效率具有明显效果,可节省水泥用量20%左右。三峡工程花岗岩人工骨料混凝土使用普通减水剂时,用水量高达110kg/m3左右,采用了优选的ZB-1A高效减水剂,并和DH9引气剂、Ⅰ级粉煤灰联掺后,用水量降至85kg/m3左右,达到了国内外先进水平。三峡工程还使用了减水率更高的丙烯酸类高效减水剂X404,减水率在30%以上,但这类减水剂的价格昂贵,主要用在高强度混凝土部位。

　　2)缓凝剂能延长混凝土凝结硬化时间,是对后期强度发展无不利影响的外加剂。

　　一般缓凝剂可使混凝土的初凝时间延长1h～4h,但这对高温情况下大仓面混凝土施工是不够的。为了满足高温地区和高温季节大体积混凝土施工需要,国家“八五”科技攻关项目研究出了高温缓凝剂,这种缓凝剂能使气温为(35+2)℃、相对湿度为(60+5)%的条件下混凝土的初凝时间成为6h～8h。目前在三峡等工程中大量使用的缓凝高效减水剂,通过适当增加掺量,都可使混凝土初凝时间达到6h～8h以上,满足了35℃左右高温季节大仓面混凝土施工需要。

　　3)引气剂是一种表面活性物质,发挥起泡、分散、湿润等表面活性作用,它能使混凝土在搅拌过程中从大气中引入大量均匀封闭的小气泡,使混凝土中含有一定量的空气,是常用的外加剂之一。

　　好的引气剂能引入混凝土中的气泡达10亿个之多,孔径多为0.05mm～0.2mm,一般为不连续的封闭球形,分布均匀,稳定性好,特别是在人工骨料或天然砂颗粒较粗、级配较差以及在贫水泥混凝土中使用效果更好。引气剂的掺量一般在水泥重量的万分之0.3～2的范围内,由于掺量小,因此要称量准确,拌和均匀。另外,影响引气量的因素很多,如水灰比、水泥用量、砂率、集料、振捣方式、搅拌时间、坍塌度、成型温度等,都需严格规范操作,否则就达不到应有效果。

　　4)复合外加剂是具有两种以上主要功能的外加剂,如缓凝减水剂同时具有缓凝和减水功能,引气减水剂同时具有引气和减水功能。