童炳豐
在混凝土工程中為節約資源,提高混凝土性能,往往會在混凝土攪拌前或攪拌過程中摻入一定量的外加劑。這種能夠提高混凝土力學性能,延長混凝土耐久性的材料,隨著混凝土技術的提高,逐漸引起重視并開始研發新型外加劑。但是外加劑的使用也不是沒有規范可依,不視實際情況使用外加劑,于混凝土質量而言,不但不能改善混凝土性能,反而會破壞混凝土原有結構,降低混凝土性能。因此,在使用外加劑時應綜合考慮外加劑的摻入量、外加劑與水泥的使用性、外加劑的選擇等因素,同時把控混凝土外加劑質量,進而保證混凝土工程的質量。
現代建筑工程和其施工技術對混凝土的要求越來越高,不僅僅要求混凝土具有一定的抗壓、抗折、抗拉、抗彎強度,并且還要求其具有高抗凍性、抗滲性、耐久性、致密性和耐腐蝕性,來抵抗來自內部和外部各種因素的破壞,保證混凝土工程的質量。同時還要求混凝土具有合適的和易性、流動性和成型及水化性能,來滿足各種不同的施工環境和施工條件的要求。在混凝土攪拌前或攪拌過程中摻入一定量的外加劑,則可達到上述對混凝土性能的要求,提高混凝土的質量。并且使用適量的混凝土外加劑,還可節約水泥用量、節省資源、縮短工期,改善施工條件,降低制備成本,提高社會經濟效益。因此,發展研究混凝土外加劑勢在必行。
雖然混凝土外加劑能夠改善混凝土性能,降低制備成本,提高經濟效益,但是也要按規定使用,視實際情況使用,否則則會對混凝土結構產生破壞,降低混凝土性能。因此,在使用混凝土外加劑前要從外加劑的選擇、使用摻量、適用范圍進行考慮。
外加劑品種眾多,不同品種的外加劑功能也各不相同,實際混凝土工程中常用的外加劑主要有表1所列。

表1 常見混凝土外加劑
因此在選擇混凝土外加劑時,相關的工作人員應按照混凝土外加劑相關的規范,依據實際使用情況,實事求是的進行選擇。在兼顧改善混凝土性能的同時,還要考慮使用混凝土添加劑時的成本,要統籌兼顧,不能片面化的追求某一項利益最大化,只有這樣才能把控混凝土外加劑的質量,保證混凝土工程質量符合標準。除此之外,混凝土外加劑還要視工程實際情況進行選擇,以滿足工程要求。例如在冬季施工時,因天氣寒冷,需要在混凝土中摻入抗凍劑以提高混凝土的抗凍性能,有些工程工期緊迫,除了采取保溫措施外還會在混凝土中摻入早強劑,以提高混凝土早期強度;在雨季或在潮濕地區施工時,則要求混凝土具有良好的抗滲性,以確保混凝土內鋼筋不被腐蝕,因此會在混凝土中摻入一定量的抗滲劑;再如在炎熱夏季施工時,由于溫度過高混凝土坍落度損失較快,凝結硬化時間短,影響正常混凝土施工,因此混在混凝土中摻入定量的混凝劑,提高混凝土的緩凝、保坍能力,保證混凝土的正常施工。此外還要嚴格把控混凝土外加劑原材料的質量,檢查原材料是否符合工程要求,并通過對比試驗,確定最合適的配合比和摻入量,同時要考察混凝土外加劑與水泥的相容性等。
目前,對于在混凝土中摻入外加劑量,普遍認為不宜超過混凝土總量的5%,才能有效的發揮外加劑的效果。因此,研究混凝土外加劑的最佳摻入量,不僅僅可以提高混凝土的各項性能,還能夠降低成本,增大經濟效益。通常情況下,不同的混凝土外加劑摻入量也是不同的(見表2所列)。

表2 不同的混凝土外加劑摻入量
同一種外加劑用于不同的混凝土中時,摻入量也是不同的,例如:高效減水劑在用于普通混凝土中時,摻入量為占水泥總量的0.5%,而用在蒸養混凝土中時,摻入量為占水泥總量的0.3~0.5%。因此在混凝土中摻入外加劑前,要做好配比實驗,以確保發揮混凝土外加劑最大效果。
混凝土外加劑也不是無條件的使用于各種工程當中,它的使用也是有一定范圍的。譬如節約水泥用量、提高混凝土強度的減水劑,它適用于所有的混凝土強度等級(混凝土強度等級共有14個:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80) 的混凝土結構工程當中,也可以適用于配制高強度、高耐久性、高流態、高保坍以及要求混凝土外觀美化的混凝土工程中。對于那些要求混凝土具有較高的流動性、自密實性等工程極其適合摻入減水劑,以求達到提高混凝土上述性能的目的。減水劑根據其功能效果又可分為普通減水劑和高效減水劑,雖然同為減水劑具有相同的作用,但是適用范圍卻又差異。例如普通減水能夠有效的改善混凝土的耐高溫性能,因此普通減水適用于日最低氣溫為5℃及以上的混凝土工程中,而將高效減水劑摻入混凝土中能夠提高混凝土的自密實性能,所以高效減水劑適用于日最低氣溫為0℃及以上的混凝土工程中,同時對于那些要求混凝土具有高流動性、高強度的工程也極為有利。再比如膨脹劑,它不僅可以補償收縮混凝土,還可以提高混凝土結構的抗裂防水能力,也正因為膨脹劑的特性而被廣泛的應用于大型混凝凝土結構建筑物:如地鐵、隧道、基坑、預應力橋梁、橋墩等等。
混凝土外加劑質量把控主要體現在原材料的質量把控、配比的控制以及其密度、含水量、pH值、減水率等校驗檢查上。在購買混凝土外加劑時,因要求廠家提供相應的生產許可、型式檢驗報告等相關質量證明文件,同時也要進行抽樣檢查,并將樣本送到實驗室進行復試實驗,以確保混凝土外加劑無重大質量問題。除此之外,還應正確存儲外加劑,做好防潮防水防火的等相關保護措施,避免外加劑因存儲不善導致結晶、結塊、沉淀、變質等現象發生。
總之在使用混凝土外加劑時,要綜合考慮實際工程情況,選用合適外加劑并確定最佳摻入量,同時進行復試實驗,向廠家索要相關產品質量證明文件,以確保混凝土外加劑的質量。
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