外加劑在水工混凝土中的應用淺析

□黃永平（江西省水利水電建設有限公司）

0 引言

隨著科學技術的不斷發展，外加劑在水工混凝土工程中應用越來越廣泛，應用價值越來越高。因為在混凝土建筑物建設中，混凝土的性能直接決定建筑物的使用壽命。為了提高混凝土建筑物的使用壽命，在水工混凝土中加入混凝土外加劑，改善混凝土的結構、改善混凝土的水泥石與骨料之間的界面狀態、改善混凝土的水化熱曲線，可以提高混凝土的耐久性能和力學性能，有利于高質量建成混凝土建筑物。所以，外加劑合理應用于水工混凝土中是非常有意義的。

1 混凝土外加劑的簡單分析

1.1 我國外加劑的標準與規范

為了保證外加劑可以規范、合理的應用，我國政府于1987年首次頒布了《混凝土外加劑標準》、《混凝土外加劑的均勻性試驗方法》、《混凝土外加劑的分類，命定和定義》，對混凝土外加劑相關方面做出了明確的規定。在此之后，陸續頒布的《混凝土泵送劑標準》、《水工混凝土外加劑技術規程》等也進步一規范了混凝土外加劑。這使得我國混凝土外加劑的應用逐漸走向規范化、標準化。

1.2 混凝土外加劑的分類

從目前混凝土外加劑應用的情況來看，按功能來說，其可以分為六個類型：其一，增強混凝土抗侵蝕性能，包括防水劑、抗滲劑、引氣劑等。其二，增強混凝土特殊性能，包括著色劑、殺菌劑、發泡劑等。其三，增強混凝土流動性能，包括減水劑、灌漿劑、泵送劑等。其四，增強混凝土硬化性能，包括緩凝劑、促凝劑、早強劑等。其五，增強混凝土物理力學性能，包括防凍劑、膨脹劑、引氣劑等。其六，調節混凝土含氣量，包括加氣劑、發泡劑、引氣劑等。

1.3 混凝土外加劑的作用

基于以上對混凝土外加劑分類的了解，可以確定混凝土外加劑的應用能起到多種作用，如混凝土外加劑可以改變混凝土的性能，促使混凝土或砂漿拌合物在攪拌過程中減少水泥的應用，提高混凝土凝結速度；混凝土外加劑可以提高混凝土的抗侵蝕性能，使其泵送性增強，可以有效的應用在建筑施工中；混凝土外加劑可以改善混凝土的內在結構，降低水泥的水化反應程度，提高混凝土的強度，以便強化建筑結構。總體來說，根據混凝土的應用需要，選擇適合的外加劑來改變混凝土的性能，可以使混凝土在建筑建設中充分發揮作用，提高建筑物的質量。

1.4 混凝土外加劑推廣應用的效益

在混凝土建筑建設中，保證混凝土切實有效應用是非常必要的，而混凝土又有投資少、見效快的特點，這使得施工單位在技術過關和條件允許的情況下，能夠廣泛的應用混凝土外加劑來增強混凝土的性能，促使混凝土有效應用，保證建筑工程達標，為施工單位創造較高的經濟效益。就以減水劑來說，在混凝土中摻加高效減水劑或早強減水劑，可以提高混凝土的強度，使混凝土的適用范圍擴大，可以有效的應對建筑結構更改等問題，提高建筑質量。在混凝土中添加灌漿劑，可以提高混凝土的密實強度，促使冬日施工作業有序進行，縮短建筑工期，降低建筑成本。總之，混凝土外加劑的正確應用是非常必要的，將大大降低建筑成本，提高建筑質量，提高經濟效益，為推動建筑事業良好發展奠定基礎。

2 外加劑在水工混凝土中的應用分析

2.1 JM系列混凝土外加劑改善混凝土孔結構

水工混凝土的混凝土孔結構決定于水泥石的孔徑。而在水泥石內部中含有四種不同孔徑大小的孔，其中包括凝膠孔、過渡孔、毛細孔以及大孔。凝膠孔相當于水泥水化產物的一部分，不會影響混凝土的強度。過渡孔的孔徑非常小，對混凝土強度的影響微乎其微，可以不考慮。毛細孔和大孔對混凝土強度的影響較大，因為毛細孔可以產生毛細作用，大孔可以直接破壞混凝土的強度和耐久性。在應用水工混凝土進行建筑工程施工中，將水工混凝土中的毛細孔和大孔排除，可以改善混凝土孔結構，提高水工混凝土的強度。基于此點，根據三峽工程試驗中心研究結果，在水工混凝土中摻入0.60%左右JM系列中的混凝土增強劑，其將對水工混凝土中>1000nm的大孔進行處理，使其被打破，成為100nm的小孔，存在于水工混凝土中，不影響混凝土的強度。所以，水工混凝土中摻入適當量的混凝土增強劑，可以調節混凝土孔結構，提高水工混凝土的強度。

2.2 JM系列外加劑改善水工混凝土界面狀態

在水利工程建設中，相關規范性文件及施工規范對水工混凝土的應用提出較高的要求，正常應用水工混凝土來進行永久性船閘建設是難以達到施工要求的。此種情況下，除了要用JM系列混凝土外加劑來改善水工混凝土的強度、提高水工混凝土的應用性外，還要利用JM系列混凝土外加劑來改善水工混凝土界面狀態。綜合以往水工混凝土應用情況來看，混凝土中水泥石與骨料的界面粘結效果不佳，導致混凝土的界面狀態差，影響混凝土硬化效果。所以，在利用JM系列混凝土外加劑來處理水工混凝土界面不佳這一問題時，選用JM混凝土減水劑是非常適合的。混凝土減水劑，可以破壞水泥遇水初期的絮凝狀結構，將水泥顆粒中的水分釋放出來，避免骨料周邊存在較多的水泥水膜層，促使骨料與水泥很好的混合，提高混凝土的粘結性能。因為JM混凝土減水劑的減水率在30%以上，所以在利用混凝土減水劑時一定要對混凝土減水劑的用量予以控制，即配置C30混凝土，需要的混凝土減水劑在0.30%～0.50%之間，以此來改變混凝土界面狀態。當然，除了運用JM混凝土減水劑之外，還可以應用膨脹劑，通過膨脹劑的應用，發揮膨脹作用，同樣可以改善水泥石與骨料之間的界面狀態。基于相關研究院的研究結果，測定到水泥石與骨料的界面粘結力較強，利用膨脹劑的膨脹作用可以破壞這種粘結力，改善混凝土的界面狀態。

2.3 JM系列混凝土外加劑對混凝土水化熱曲線的合理調整

水工混凝土中水泥與水接觸會發生水化反應，產生大量的熱量，直接影響混凝土的應用性。所以，在水利工程建設中，對于水工混凝土的水化熱予以調整是非常必要的。在以往的建筑工程中，都是采用注入冷卻水的方式來降低混凝土中水泥水化熱情況。但因為這種方式的應用會直接影響混凝土的密度和強度，致使此種處理方法并不是非常適用。對此，應當在水工混凝土中摻入JM系列中的混凝土外加劑，以此來改變混凝土的水化熱分布。為了科學、合理的調整混凝土水化熱情況，相關工作人員對摻入JM系列的混凝土外加劑的水泥漿體和普通水泥漿體進行了試驗檢測，得到的檢測結果如表1所示。在此基礎上繪制水化熱分布曲線，由此可以確定，在1d齡期，摻入混凝土外加劑的水泥漿體水化熱就比普通水泥漿體熱化程度低出很多，7d齡期摻入混凝土外加劑的水泥漿體與普通水泥漿體水熱化情況基本接近。所以，在水泥漿體中參入適量的JM系列的混凝土外加劑，可以更好的、更快的分散水化反應產生的熱量，使水工混凝土可以有效的、合理的應用，不受到溫度的影響[5]。所以，在水利工程施工中，利用JM系列的混凝土外加劑來控制水工混凝土水化熱是非常必要的。

表1 摻入JM系列混凝土外加劑的水泥漿體與普通水泥漿體水化熱測試表

3 結語

結合文章分析的水利工程建設實例，就混凝土外加劑在水工混凝土中的應用分析，可以確定，混凝土外加劑的正確應用可以改變水工混凝土的應用性能，有效彌補水工混凝土存在的諸多缺陷，更好地應用在工程建設中，提升工程質量，為工程長期安全、穩定、堅固的應用奠定基礎。所以，在水工混凝土中合理應用外加劑是非常有意義的。

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