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混凝土外加劑與水泥適應性
2020.12.01

為了更好地滿足建筑工程的需求,外加劑逐漸被廣泛應用于混凝土材料中,外加劑的應用極大地減低了混凝土對客觀環境的要求,而且提高了混凝土的使用性能,既有效提高了建筑工程的效率,也大限度地保障了工程的質量,但外加劑在水泥中應用還存在一定的適應性,如果使用不當,反而會對工程質量產生不良影響,進而阻礙工程進度。為此,理應深入探析混凝土外加劑與水泥之間存在的適應性問題。

2混凝土外加劑對水泥具有的突出作用

2.1減水劑的作用

減水劑是混凝土眾多外加劑類型中的一種,屬于表面活性劑。在具體使用的過程中,減水劑往往存留在水泥的表層,并與其發生一定的化學反應,從而改變了水泥的很多特性,如電學特性。減水劑作用于水泥可以有效控制顆粒的形式,不僅能夠分散顆粒,而且可以提高水泥的凝固程度。減水劑主要通過兩種化學反應方式達到上述目的,一是采用吸附的方式,促使水泥表層顆粒的電位絕對值增大,從而形成靜電斥力;二是充分利用吸附層,形成空間位阻效應。


2.2緩凝劑的作用

緩凝劑在建筑工程施工過程中使用較為普遍,該外加劑可以極大地降低了混凝土的凝固速度,增強了混凝土的適應性。緩凝劑在與水泥發生水化反應的過程中,增強了水泥的塑造性,有效避免了以往混凝土快速凝固影響使用的現象。此外加劑的副作用較小,基本上不會對混凝土的后期性能產生不良影響。從市面來看,緩凝劑一般分為兩類,分別是有機和無機兩種,無機緩凝劑在與水泥發生反應的過程中生成一種沉淀物,借助沉淀物有效延緩水化速度。三聚磷酸鈉是緩凝劑的重要成分,緩凝劑產生作用的原因主要在于三聚磷酸鈉可以對水泥起到凝結的效果。

2.3膨脹劑的作用

相比于減水劑和緩凝劑,膨脹劑較容易理解,反應原理是通過形成一定的膨脹效果有效緩解水泥在使用過程中出現的緊縮現象。雖然膨脹劑的應用極大地增強了水泥的抗滲能力,而且有效預防裂縫現象的出現,但需要把膨脹劑的膨脹幅度要控制在合理范圍之內,如果不能很好地控制膨脹程度,就會對水泥后期的使用性能帶來不良影響,如導致水泥出現開裂問題。除了控制水泥緊縮,膨脹劑還能延長水泥的使用年限,增強鋼筋的抗氧化能力。


2.4其他外加劑的作用

除了上述三種比較常用的外加劑之外,還存在其他外加劑,這些外加劑對建筑工程的影響不容忽視。如引氣劑,此外加劑可以有效增加水泥攪拌過程中出現的小氣泡,這種小氣泡具有一定的穩定性,而且較為均勻,可以極大地提高水泥的抗凍性能;再如防凍劑,可以更好地抵抗低溫天氣,防止水泥出現凍結過度或完全不凝結的問題,防凍劑為低溫環境建筑工程施工提供了良好的保障。

2.5外加劑的選用

綜上所述,混凝土外加劑的種類較為繁雜,但每種外加劑都有其獨特的作用及優勢,有著特定的應用范疇。此外,混凝土也包括很多類型,如果未能充分考慮不同混凝土具有的特點,以及外加劑具有的獨特性,反而會限制水泥的使用性能。為了更清晰地明確各種類型的外加劑在不同混凝土中的使用范圍,筆者在表2中給出了其適應范圍。

3水泥對外加劑的重要影響

3.1水泥的構成成分影響外加劑的使用量

外加劑對水泥有著重要作用,水泥對外加劑也有著一定的反作用,水泥的構成成分影響外加劑的使用效用。此方面的影響具體表現在外加劑對水泥表層的吸附程度,一般來說,水泥的構成要素主要包括以下四種成分,分別是C2S、C3S、C3A、C4AF,其中,C3A成分的影響大,C4AF成分次之,C2S成分的影響程度弱。在四種礦物成分中,C3A成分可以加快水化反應,需要大量的水注入,因此,一旦C3A成分超過百分之八,就會加大對外加劑的吸附量,導致大量的外加劑被投入使用,不僅對增強水泥的使用性能無益,而且會造成嚴重的資源浪費。

3.2水泥調凝劑與外加劑發生不良反應

水泥在生產過程中需要加入一定的調凝劑,增加水泥的凝和度。常用的調凝劑種類很多,在這里主要介紹三種,分別是二水石膏、半水石膏以及硬石膏。這三種石膏成分對外加劑的影響程度各不相同,其中,硬石膏的影響程度大,此石膏具有溶解度較差的特點,與外加劑發生反應后會使硬石膏的溶解性更差,從而嚴重削弱了調凝劑的作用。除此之外,一些水泥生產企業為了追求更大的經濟利益,將硬石膏或廢石膏作為制作調凝劑的重要材料,由此生產出的水泥當與木鈣等物質相結合時,就會出現疑似凝固的不良現象,也被稱作“假凝”。其實,水泥中的調凝劑成分直接影響水泥的水化程度。由此可見,調凝劑嚴重影響著水泥與外加劑的適應程度。

3.3水泥細度及顆粒級配發生改變限制了外加劑的應用性能

建筑工程對水泥質量要求不斷提高,一些水泥生產商為了獲取更多的經濟利益,在水泥研磨方面做出了很多努力。水泥細度影響著水泥的強度,生產商從中看到了商機,改變了水泥研磨的細度,但顆粒過小的水泥粉末在使用過程中需水量較大,對外加劑的吸附力更強。除此之外,在過細研磨的過程中,水泥粉末溫度不斷升高,致使很多無水石膏出現,嚴重制約了水泥對外加劑的適用性。

以減水劑的使用參量為例,如果水泥比表面積大致相同,水泥顆粒級配對外加劑的影響程度會更顯著。在小于3μm的微細水泥顆粒不斷增加的情況下,如果增加減水劑的使用量,這樣就會加快水泥的初始流動速度,但也會在某種程度上加大漿體的流動損失。因為水泥的顆粒表面對減水劑會有初始的吸附值,吸附能力越強,則初始的流動速度越快。雖然水泥顆粒級配會影響水泥的流動速度,但減水劑的參量對漿體流動性具有直接的影響作用,兩者之間一般呈現出正比例關系。

3.4水泥生產材料中包含的堿含量影響外加劑的相容性

堿在水泥成分中占有一定的比例,堿成分一般來源于生產所用的材質,以黏土與石灰為主。水泥中包含的堿含量嚴重影響外加劑的使用效果,如果堿含量低于百分之零點五或者高于百分之零點八,這種材質的水泥更容易與外加劑發生不相容的現象。因此,只有將水泥中的堿含量控制在上述范圍內,才能確保水泥和外加劑的相容性。

4改變混凝土外加劑與水泥適應性的有效途徑

4.1改變混凝土的配比

不同工程對混凝土有著不同的配比要求,可以結合工程標準選擇配比合理的混凝土,進而依據混凝土的使用情況適當調整外加劑的使用量。本文嘗試從以下兩個方面提出提升混凝土性能的有效方法,一方面,在混凝土配比一定的情況下,可以適當改變SP406外加劑的使用量;另一方面,調整混凝土的配比,可以適當降低粉煤灰的參量,將降低的參量部分用同量的礦渣粉代替。為了更清晰地展示出兩種情況的使用成效,在統籌以上兩個方面的基礎上,進一步探析52.5PO配比的混凝土使用性能,將Shen8外加劑按一定比例放置在C40混凝土材料中,由此形成新的泵送劑。

4.2調整外加劑的成分及摻量

調整外加劑成分和合理控制其摻量是增強混凝土和外加劑適應性的有效方式,例如,外加劑的成分對水泥中的硬石膏成分有著不良影響,面對此種情況,可以從外加劑的成分著手,外加劑好不要使用木鈣等成分。與此同時,適當增加外加劑的使用含量,大限度減少泌水問題的發生。以泵送劑為例,為了更好地證明外加劑的摻量或成分對水泥適應性的影響,本文對泵送劑做出了進一步探究,將STH-2與STH兩種泵送劑做出了對比研究,研究表明摻加了UEA膨脹劑的STH-2泵送劑更有助于增強水泥的使用性能。

4.3革新外加劑的摻加工藝

摻加工藝是外加劑應用于混凝土的重要環節,有助于彌補混凝土和外加劑不相容的缺陷。對于摻加工藝而言,摻加的方式有很多,就當下混凝土應用情況來看,應積極革新對外加劑的摻加技術,在運輸混凝土的車上配備好摻加設備,采用后摻法或者增加摻加的頻次、降低摻加數量的方式。

5結束語

隨著建筑行業水平的不斷提升,建筑工程對所用材料的要求越來越高,尤其是對混凝土材質提出了更高的標準。不僅要具有較高的耐久性,而且要在短時間內較易凝固,具有較好的養護性能。綜上所述,外加劑和水泥之間的適應性問題受諸多種因素影響,在實際操作中遇到此種問題,應采取先排除不適合的材料、再進行實驗對比縮小選擇范圍的先后程序,這樣才能為合理解決問題找到有益思路。增強外加劑與水泥之間的適應性是值得深入探索的重要內容,本文嘗試給出了改善兩者適應性的些許建議,以期為提高水泥的使用性能、為工程建筑順利施工提供些許幫助。

數據提供:天助網    
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