新外加劑在大體積混凝土中的應(yīng)用

    近年來, 為了改善混凝土性能、提高施工質(zhì)量、改善施工環(huán)境, 各種混凝土外加劑不斷產(chǎn)生。本文介紹幾種新型外加劑對(duì)大體積混凝土的影響及應(yīng)用。

1 　混凝土減縮劑

1.1 　減縮劑減少干縮機(jī)理

由于存在于水泥凝膠孔隙中水分而發(fā)生的毛細(xì)管張力造成了混凝土的收縮, 即混凝土中存在有極細(xì)的孔隙(毛細(xì)管), 水從中逸出, 在這些毛細(xì)孔中產(chǎn)生毛細(xì)管張力使混凝土產(chǎn)生變形造成干縮, 而這種干縮變形又受水泥漿中的毛細(xì)管的大小和數(shù)量所左右。圖1 、2 、3 為混凝土中加入縮水劑后混凝土干縮變化規(guī)律。

由圖1 、2 、3 可以得出加入減縮劑可增大毛細(xì)管徑能降低表面張力從而減少收縮, 但孔徑增大又會(huì)使混凝土強(qiáng)度和耐久性降低。所以在使用干縮劑時(shí)應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn), 確保混凝土其他性能滿足要求。

1.2 　減縮劑的應(yīng)用

混凝土減縮劑在干燥環(huán)境下能降低砂漿和混凝土的干燥收縮, 特別是對(duì)富水泥砂漿減縮效果更好。它適合于在干燥環(huán)境下的混凝土和砂漿工程中, 例如路面、堆場(chǎng)、碼頭、混凝土大壩下游面等暴露面大的混凝土工程。

2 　混凝土防裂防水劑

混凝土建筑物開裂漏水的原因很多, 通常是混凝土收縮和不均勻變形引起的。過去工程上常要用提高混凝土的密實(shí)度、減少用水量和孔隙去防水, 而現(xiàn)在轉(zhuǎn)向減少收縮變形來提高其自身的防水能力, 混凝土防裂防水劑就是能夠提高混凝土防裂性能的外加劑。

2.1 　混凝土防裂防水劑機(jī)理

混凝土防裂防水劑摻入混凝土或砂漿中, 沿著水化­——結(jié)晶——膨脹——自應(yīng)力——增密——增強(qiáng)等過程發(fā)展, 通過對(duì)原材料的合理選擇, 優(yōu)化配比及新型工藝加工, 充分利用各種成分的特性, 并調(diào)整激發(fā)或抑制鈣釩石的形成時(shí)間及數(shù)量, 以及表面活性的發(fā)揮等來協(xié)調(diào)水泥水化的整個(gè)過程, 從而達(dá)到所要求的減水增強(qiáng)、補(bǔ)償收縮、增加密實(shí)性、提高耐久性等各種性能。

2.2 　混凝土防裂防水劑的應(yīng)用

防裂防水劑是按特殊工藝制成的復(fù)合劑, 它具有膨脹、減水、保塑、增強(qiáng)、穩(wěn)定等作用。加入防裂防水劑的混凝土, 其減水效果使混凝土孔隙降低, 抗?jié)B性提高; 改善和易性和減少坍落度的損失, 從而可以改進(jìn)施工工藝; 養(yǎng)護(hù)后的混凝土膨脹率遠(yuǎn)大于會(huì)引起混凝土開裂時(shí)的收縮變形值, 防裂性能良好; 加入防裂防水劑的混凝土,水化熱大幅度減少, 可以減少混凝土由于溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。

徐州劉山復(fù)線船閘的閘身、廊道、寬縫部位的混凝土中摻入防裂防水劑, 防止了混凝土的開裂, 同時(shí)混凝土的抗?jié)B標(biāo)號(hào)提高至S₁₂以上。防裂防水劑可廣泛應(yīng)用于水電、交通、工民建等水下、地下有防滲抗裂要求的工程中。

3 　混凝土憎水劑

對(duì)于不經(jīng)常浸泡于水中的建筑物, 不需要從整體上進(jìn)行防滲, 例如浪花飛濺的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、某些名勝古跡抗風(fēng)化雨林等表面保護(hù)等, 只需表面防滲。混凝土憎水劑就是為混凝土表面防滲而開發(fā)的新型外加劑。

3.1 　混凝土憎水劑的機(jī)理

混凝土是親水性材料, 具有多孔性。材料表面存在數(shù)量較大的羥基(OH), 它的活性很大,容易吸水, 其吸水方式為物理吸附和氫鍵結(jié)合。如把這種親水表面(包括毛細(xì)管孔內(nèi)壁) 變成憎水面, 就可減少表面被水潤(rùn)濕和毛細(xì)管吸水作用, 從而降低混凝土的吸濕性和吸水性?；炷猎魉畡┛稍谏皾{混凝土內(nèi)部形成憎水物質(zhì)或與水泥水化物反應(yīng)生成憎水膜從而提高混凝土表面防滲能力。

3.2 　混凝土憎水劑的應(yīng)用

混凝土憎水劑可涂在混凝土或砂漿層中, 其滲透深度可達(dá)0.5～7 mm , 防水效果可提高3～12倍, 性能穩(wěn)定, 抗壓強(qiáng)度基本不變?？孤入x子滲透能力提高一倍。此外加劑可廣泛應(yīng)用于水工和港工建筑物防鹽害等侵蝕, 以及混凝土、巖石等構(gòu)筑物的表面抗風(fēng)化保護(hù)。

4 　混凝土超緩凝劑

大體積混凝土施工由于受到混凝土生產(chǎn)能力的限制, 混凝土澆筑過程較長(zhǎng), 為了避免出現(xiàn)施工冷縫, 推遲混凝土初凝時(shí)間, 需要在混凝土中摻入緩凝劑, 普通的緩凝劑往往不能滿足大體積混凝土的施工要求, 新型的超緩凝劑能使混凝土緩凝時(shí)間更長(zhǎng), 從而保證大體積混凝土及碾壓混凝土的施工進(jìn)度和質(zhì)量。

4.1 　混凝土超緩凝劑的機(jī)理

超緩凝劑可延緩水泥的水化反應(yīng), 水化熱也隨之降低, 圖4 為加入超緩凝劑的混凝土絕熱溫升與歷時(shí)的關(guān)系。

由圖4 可以看出超緩凝劑加入量越多, 溫升起始越晚, 最高溫升時(shí)間推遲, 混凝土水化越慢, 初凝時(shí)間隨之推遲, 達(dá)到混凝土緩凝效果。

4.2 　混凝土超緩凝劑的應(yīng)用

水工大壩的大體積常態(tài)混凝土和碾壓混凝土施工中, 由于受到混凝土生產(chǎn)能力限制, 特別是在碾壓混凝土施工中, 混凝土在空氣中暴露面積大、時(shí)間長(zhǎng), 加入混凝土超緩凝劑可延緩混凝土初凝時(shí)間幾個(gè)小時(shí)甚至幾天, 可使混凝土連續(xù)施工不出現(xiàn)施工冷縫, 保證施工進(jìn)度和質(zhì)量; 大體積混凝土超緩凝劑還可減少混凝土深層裂縫產(chǎn)生, 減少坍落度損失, 有利于混凝土施工工藝的改進(jìn)。

5 　混凝土高溫緩凝劑

水工大體積混凝土高溫季節(jié)施工, 水泥水化熱加速, 普通的緩凝劑和超緩凝劑對(duì)高溫下混凝土緩凝效果不佳, 高溫緩凝劑可在高氣溫(35℃以上) 下, 使混凝土初凝時(shí)間推遲至5h以上。

5.1 　混凝土高溫緩凝劑的機(jī)理

高溫緩凝劑機(jī)理與超緩凝劑相似, 它能在高溫下延緩水泥的水化反應(yīng), 降低水化熱, 推遲初凝時(shí)間, 在一定范圍內(nèi), 隨摻量的增加, 混凝土凝結(jié)時(shí)間也增加, 對(duì)混凝土其他性能無不利影響。

5.2 　混凝土高溫緩凝劑的應(yīng)用

混凝土高溫緩凝劑適用于大體積常態(tài)混凝土和碾壓混凝土高溫下的施工, 提高澆筑層面結(jié)合強(qiáng)度, 在三峽三期上游碾壓圍堰工程和廠內(nèi)道路上均采用混凝土高溫緩凝劑。

參考文獻(xiàn):

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