一、引言
近年來(lái),我國建筑行業(yè)得到大力發(fā)展,與此相關(guān)聯(lián)的建材行業(yè)隨之興起,建材行業(yè)生產(chǎn)商為了在激烈的市場(chǎng)競爭中贏(yíng)得一席之地,紛紛加大了科研投入,一大批新型建筑材料得到推廣應用,混凝土外加劑作為建筑工程常用摻加配料,成為建筑工程重要的原材料之一,直接影響到建筑工程結構質(zhì)量好壞,能迅速改變混凝土工作特性的外加劑而受到施工企業(yè)青睞。
二、混凝土外加劑的應用前提和種類(lèi)劃分
建筑工程混凝土外加劑種類(lèi)繁多,現場(chǎng)施工中使用外加劑根據設計圖紙、氣候環(huán)境、現場(chǎng)條件進(jìn)行選擇,對混凝土外加劑應用前提要充分了解,適當場(chǎng)合下適量使用。
1.混凝土外加劑的應用前提
混凝土澆筑環(huán)境和氣候條件經(jīng)常變化,外部條件與實(shí)驗室配合比不完全相同,因此,選擇現場(chǎng)使用的外加劑應因地制宜,符合現場(chǎng)使用需求,保證混凝土質(zhì)量和工程成本合理控制。
(1)設計應用前提。通常在設計中對工程使用部位對混凝土強度進(jìn)行設定,根據混凝土工程強度等級要求,外加劑的物理、化學(xué)性能,摻加不同種類(lèi)外加劑,以符合設計各項指標要求。
(2)施工使用前提?;炷猎谠囼炇疫M(jìn)行配合比實(shí)驗,施工現場(chǎng)條件與實(shí)驗室人為設定值不一致,針對施工現場(chǎng)實(shí)際使用外加劑比例和時(shí)間段實(shí)施調整,以滿(mǎn)足實(shí)際現場(chǎng)使用的需要。
(3)摻入量使用前提。外加劑使用數量對混凝土整體工作性能有重要影響,使用量事先經(jīng)過(guò)精密計算、實(shí)驗室科學(xué)配比、現場(chǎng)試配調整得到的合理?yè)饺霐盗?,以求用最?yōu)化的摻入量降低工程成本,減少外加劑對混凝土性能變化過(guò)大的影響。
2.外加劑種類(lèi)劃分
混凝土工程作為重要分部工程,它的施工質(zhì)量對工程整體結構質(zhì)量有直接影響?;炷聊Y時(shí)間是施工中必須嚴格控制的重要階段,項目專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員需要對外加劑化學(xué)性能、摻入數量、摻入時(shí)間段等參數作充分熟悉了解。通常外加劑按照用途進(jìn)行分類(lèi),改善混凝土凝固時(shí)間的外加劑有緩凝劑、速凝劑等;調整混凝土工作性能外加劑有防凍劑、著(zhù)色劑、膨脹劑、減水劑、阻銹劑、引氣劑等。根據現場(chǎng)需要選擇相應外加劑,調節混凝土使用特性以符合施工要求。
三、混凝土外加劑作用原理
1.引氣劑作用原理
為解決施工現場(chǎng)澆灌中混凝土流動(dòng)性不足問(wèn)題,適時(shí)摻入引氣劑能調節混凝土攪拌工作性能。引氣劑化學(xué)構成是含有陰離類(lèi)的表面活性劑,攪拌過(guò)程中加入引氣劑,由表面活性劑帶入的大量的微小氣泡均勻分散在混凝土內部,摻入的引氣劑溶于水中經(jīng)過(guò)化學(xué)反應形成穩定的液相膜,增強了液體與外界空氣接觸面積,這些氣泡能使混凝土和易性得到大大改善。
2.緩凝劑的作用原理
緩凝劑按照分類(lèi)有兩種:無(wú)機類(lèi)和有機類(lèi)。市面中經(jīng)常用到的是有機類(lèi),有機緩凝劑在添加入混凝土后,直接在水泥顆粒表面形成同性電荷親水膜,阻礙水泥顆粒之間溶合凝結,無(wú)機緩凝劑添加入混凝土后在水泥顆粒表面形成溶合難度大的化學(xué)分子膜,起到延長(cháng)水泥正常的水化和硬化時(shí)間作用,并能降低水泥產(chǎn)生的前期水化熱,保證現場(chǎng)攪拌混凝土有足夠時(shí)間維持塑性進(jìn)行澆灌。緩凝劑使用季節性限制性大,通常夏季炎熱天氣中使用,大體積混凝土施工應注意控制摻入緩凝劑數量,摻入量多少對混凝土早期強度產(chǎn)生直接影響。
3.早強劑的作用原理
早強劑有多個(gè)品種,在不同種類(lèi)混凝土中產(chǎn)生不同的化學(xué)反應,以硫酸類(lèi)早強劑為例,當Na2SO4直接和水溶解后,在水泥攪拌水化學(xué)作用下產(chǎn)生的Ca(OH)2,生成新的CaO和CaSO4,反應后生成的CaSO4化學(xué)活性好,大大增加了Ca4Al6SO16在水泥中的含量,快速縮短水泥凝固時(shí)間,混凝土能快速具備早期強度條件。
4.復合膨脹劑的作用原理
適量復合膨脹劑摻入混凝土后,鈣礬石晶體與水泥中礦物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應,水泥中礦物質(zhì)經(jīng)過(guò)反應后大量Ca(OH)2被消耗,混凝土中Ca2+含量降低,SO2-含量增加,增加了C3S顆粒與混凝土中的水分接觸,產(chǎn)生的水化產(chǎn)物C-S-H凝膠填入到混凝土礦物結構骨架中,迅速提高混凝土早期強度和增大水泥內部體積,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間化學(xué)反應最終形成比較穩定的強度。
復合膨脹劑使用量與混凝土的干縮、低水膠比有直接關(guān)連,當膨脹劑投入過(guò)多時(shí)有可能導致膨脹應力遠大于混凝土結構承載程度而形成裂縫,影響混凝土結構的耐久性和強度。
5.減水劑的作用原理
減水劑在混凝土工程產(chǎn)生良好的減水效果,對混凝土工作性能有直接影響,減水劑表面有良好活性物質(zhì),在活性物質(zhì)的化學(xué)作用下,混凝土中的水泥顆粒被減水劑吸附,水泥顆粒產(chǎn)生同種電荷,水泥顆粒在減水劑活性物質(zhì)作用下分離,減少水泥與水的表面張力,加大二者接觸面積,水泥顆粒中包裹水份放出來(lái)充分反應,在保持強度不變條件下最終達到降低水泥或水用量的效果。
四、外加劑在混凝土工程中的應用
1.精確計算混凝土外加劑使用量
混凝土工程施工過(guò)程中需要根據現場(chǎng)情況選用外加劑,外加劑在不同環(huán)境下與混凝土原材料產(chǎn)生不同的反應機制,對混凝土工程主要工作性能和建筑工程結構強度產(chǎn)生直接影響。因此,對用于混凝土工程的外加劑使用量必須要經(jīng)過(guò)精確計算,針對施工現場(chǎng)實(shí)際環(huán)境,做好外加劑使用施工工藝方案,依據工程技術(shù)標準進(jìn)行實(shí)驗室試驗外加劑配合比測定,測定外加劑投入最佳含量,摻入外加劑數量以膠凝材料為對照基礎,選用外加劑品種和數量均應嚴格控制,超量時(shí)可能影響混凝土早期強度甚至在后期產(chǎn)生裂縫,投入數量不足時(shí)則難以實(shí)現調節混凝土工作性能目的。
2.改良混凝土施工工藝
建筑工程施工工藝對混凝土工程質(zhì)量有密切聯(lián)系,混凝土施工工藝流程和施工方法不斷進(jìn)行改良有巨大的提升空間,尤其在目前我國施工規模日益增大,設計工程項目日漸復雜,施工難度日漸提高的趨勢下,混凝土施工工藝形式多樣,商品混凝土的廣泛應用大大提高了施工效率和保證工程質(zhì)量穩定性,施工技術(shù)人員對不同條件下施工環(huán)境中外加劑的使用持續進(jìn)行創(chuàng )新、改良,確?;炷凉こ藤|(zhì)量達到設計、施工和規范的要求。
3.創(chuàng )新發(fā)展多種復合型外加劑
混凝土外加劑既屬于化工行業(yè)也屬于建材行業(yè)產(chǎn)品,產(chǎn)品更新?lián)Q代快,市場(chǎng)發(fā)展需求空間大,要最大化挖掘外加劑產(chǎn)品潛力,不斷改良外加劑的化學(xué)組成成分,利用改良配方創(chuàng )新研究復合型外加劑、單一型外加劑,結合當前國家鼓勵發(fā)展新型循環(huán)經(jīng)濟,建材行業(yè)生產(chǎn)商加大對工業(yè)、建筑廢料進(jìn)行科技研究綜合利用,通過(guò)科學(xué)利用工業(yè)廢料轉變成建筑使用的外加劑,滿(mǎn)足建材產(chǎn)業(yè)向環(huán)保方向發(fā)展需求,提升產(chǎn)品應用效益和科技含量。
4.充分挖掘外加劑最佳性能
當前我國持續不斷加大對建筑工程科學(xué)技術(shù)的投入,工程技術(shù)研究不斷向前發(fā)展,工程技術(shù)人員在施工現場(chǎng)中對不同性質(zhì)外加劑應熟悉運用,特別是建材行業(yè)競爭激烈,建材生產(chǎn)商研制的新型外加劑產(chǎn)品層出不窮,建筑工程施工單位項目部對應用到施工現場(chǎng)新型外加劑產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)多次嚴格試驗并驗收合格才能大規模推廣實(shí)施,以降低新產(chǎn)品技術(shù)應用風(fēng)險,最大限度發(fā)揮外加劑化學(xué)特性,提升混凝土工程科技應用含量。
五、混凝土工程外加劑應用注意的幾點(diǎn)問(wèn)題
1.目前我國大部分建筑工程施工過(guò)程中都應用到外加劑,外加劑的使用數量和用法都有嚴格的應用環(huán)境和限制條件,投入使用量都要從施工現場(chǎng)實(shí)際條件、混凝土施工工藝、氣候環(huán)境因素進(jìn)行總體考慮,不能隨意使用。
2.當前我國建材行業(yè)發(fā)展速度比較快,建材行業(yè)廠(chǎng)家研發(fā)的外加劑產(chǎn)品種類(lèi)繁多,產(chǎn)品功能多種多樣,加上建材市場(chǎng)中競爭大,原材料質(zhì)量魚(yú)龍混雜,很多建材產(chǎn)品真假難辨,選擇型號適當的合格外加劑是重要前提,避免購買(mǎi)假冒偽劣產(chǎn)品影響了工程進(jìn)度。對采購進(jìn)場(chǎng)使用的外加劑,要嚴格檢查質(zhì)量是否滿(mǎn)足施工實(shí)際要求,認真閱讀產(chǎn)品說(shuō)明書(shū),并經(jīng)實(shí)驗室多次配合比試驗,還應符合材料質(zhì)量檢測規范要求。例如現場(chǎng)中選用減水劑摻入混凝土中,摻入減水劑后的混凝土與摻入前進(jìn)行比較,最后計算出減水劑使用最佳含量。
3.施工現場(chǎng)混凝土工程澆筑不同部位,對混凝土強度要求不一樣,同一種外加劑在性能不同的水泥應用下化學(xué)反應效果也不同,因此,對水泥品種的選擇成為混凝土工程重要質(zhì)量控制環(huán)節,試驗室也應對不同品種水泥在同一外加劑化學(xué)反應效果實(shí)施對比測試,使用量和使用范圍不應只從以往施工經(jīng)驗為出發(fā)點(diǎn),一切以試驗結果為依據,保證使用符合要求。
4.對新型混凝土外加劑實(shí)施之前,要控制工程結構質(zhì)量,對外加劑的化學(xué)特性由專(zhuān)業(yè)檢測實(shí)驗室實(shí)施檢驗,如檢驗膨脹劑物理、化學(xué)性能,檢測膨脹劑化學(xué)特性中的氧化鎂含量、總堿量、氨的限量,物理特性中的細度、凝結時(shí)間,限制膨脹率、抗壓強度對鋼筋銹蝕作用等參數指標,符合質(zhì)量要求再進(jìn)行試配檢測。
六、結語(yǔ)
在當前我國建筑工程行業(yè)得到大力發(fā)展過(guò)程中,混凝土工程作為建筑工程中重要的組成部分,混凝土施工質(zhì)量對建筑工程結構的強度、耐久性有直接影響,摻入的外加劑依據其獨有的化學(xué)特性與澆筑混凝土發(fā)生化學(xué)反應,在不同施工階段和不同的施工環(huán)節下進(jìn)行使用。結合施工現場(chǎng)實(shí)際條件,經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)試驗室科學(xué)試配和反復計算出最佳配合比,控制使用外加劑最佳含量,滿(mǎn)足混凝土工程在不同環(huán)境條件下的不同施工工藝需要,不斷優(yōu)化和改良混凝土工程施工工藝,最大限度提升混凝土工程質(zhì)量品質(zhì),以達到外加劑與混凝土最優(yōu)化組合。