淺析我國道路混凝土外加劑應(yīng)用情況

　　摘要：本文主要對常用的路面工程混凝土外加劑品種、適用范圍及其在公路水泥混凝土路面工程中的施工應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了綜述。并指出了在應(yīng)用過程中的一些注意事項(xiàng)和要點(diǎn)。

　　0 引言

　　隨著公路建設(shè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對水泥混凝土的要求也越來越高，不僅要求水泥混凝土可調(diào)凝、早強(qiáng)、高強(qiáng)、低水化熱、大流動性、輕質(zhì)、高密實(shí)和高耐久性，而且要求制備成本低、成型容易、養(yǎng)護(hù)簡便，等等。為達(dá)到這些目的，水泥混凝土外加劑和摻合料起著不可或缺的作用。使用外加劑與摻合料的普及程度是衡量一個(gè)國家水泥混凝土技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志。水泥混凝土工程中使用外加劑與摻合料的“雙摻技術(shù)”是現(xiàn)代高性能水泥混凝土結(jié)構(gòu)材料制備中的“高新技術(shù)”。

　　我國公路水泥混凝土工程建設(shè)規(guī)模很大、發(fā)展迅速，水泥混凝土路面、鋼筋混凝土橋梁、涵洞、隧道、擋土墻、排水溝管、防護(hù)工程、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、地下灌漿等工程使用的水泥混凝土和水泥(砂) 漿數(shù)量巨大，而且其水泥混凝土、砂漿強(qiáng)度等級和質(zhì)量要求越來越高，所使用的施工工藝和設(shè)備越來越先進(jìn)和復(fù)雜。隨著公路工程對水泥混凝土材料的強(qiáng)度及水泥混凝土工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量要求的逐步提高，水泥混凝土中越來越多地使用“雙摻技術(shù)”，即在水泥混凝土中摻用外加劑與摻合料來改善拌和物的工作性能，提高水泥混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性，保障工程質(zhì)量，節(jié)約水泥，降低成本。加入外加劑能改善水泥混凝土的性能,但同時(shí)由于外加劑的使用不當(dāng)而導(dǎo)致水泥混凝土路面及橋涵結(jié)構(gòu)的質(zhì)量事故屢有發(fā)生，影響了公路工程的建設(shè)質(zhì)量。有必要對公路工程中的常用外加劑進(jìn)行綜述。

　　1 外加劑的主要品種

　　作為水泥混凝土中的第五組分——水泥混凝土外加劑主要有減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑，等幾種常用的外加劑。

　　2 適用范圍及性能指標(biāo)

　　減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑在公路水泥混凝土工程中的適用范圍。

　　2.1 減水劑施工應(yīng)用技術(shù)

　　2.1.1 普通減水劑、高效減水劑在施工應(yīng)用之前應(yīng)檢驗(yàn)pH值、密度(或細(xì)度)、減水率，符合要求后才可使用，最佳摻量的確定，必須滿足工程環(huán)境條件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度、工作性、耐久性及經(jīng)濟(jì)性等性能要求，根據(jù)供貨商提供的推薦摻量，通過試配得到一個(gè)合理摻量。高效減水劑摻量過大會造成水泥混凝土嚴(yán)重泌水、水泥漿大量流失，導(dǎo)致密實(shí)度不足從而影響強(qiáng)度。

　　2.1.2 減水劑應(yīng)配制成均勻的溶液。外加劑沉淀的有害作用與外加劑摻量超大是相同的，每天應(yīng)清除溶液中未能溶解的固體沉淀物。根據(jù)工程的需要，普通減水劑和高效減水劑可與其他可混溶的外加劑復(fù)配使用。

　　2.1.3 在高效減水劑中摻入與水泥相適應(yīng)的緩凝劑、高溫緩凝劑、保塑劑或緩凝型減水劑可減少熱天坍落度損失，用攪拌車或罐車運(yùn)輸水泥混凝土?xí)r，在澆筑現(xiàn)場可二次加入高效減水劑，經(jīng)快速攪拌均勻后出料，不得多加水，并快速完成澆筑、振搗、飾面等;使用緩凝型的高效減水劑。

　　2.1.4 養(yǎng)生環(huán)節(jié)是保證水泥混凝土結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生開裂和微裂縫的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，摻普通減水劑、高效減水劑的公路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)加強(qiáng)并盡早進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)生。摻普通減水劑的水泥混凝土構(gòu)件不適宜用于蒸養(yǎng);摻緩凝型減水劑的水泥混凝土構(gòu)件必須保證靜停一段時(shí)間后，使水泥混凝土形成一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度才可蒸養(yǎng)。摻高效減水劑的水泥混凝土可用蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)。

　　2.2 引氣劑施工應(yīng)用技術(shù)

　　2.2.1 引氣劑應(yīng)選用表面張力降低值大、水泥稀漿中起泡容量多而細(xì)密、泡沫穩(wěn)定時(shí)間長、不溶殘?jiān)俚漠a(chǎn)品。由于在水泥稀漿中的氣泡特性與水泥混凝土中的比較相近，所以搖泡試驗(yàn)宜在水泥稀漿中進(jìn)行。

　　2.2.2 使用引氣劑可以有效提高水泥混凝土的彎拉強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度，減少干縮和溫度收縮變形量，改善結(jié)構(gòu)抗裂性，也提高了水泥混凝土的抗?jié)B性。

　　2.2.3對于負(fù)溫水泥混凝土施工時(shí)改善早期抗凍性措施可以從2個(gè)方面來解決:一是加快早期水泥水化，使水泥混凝土盡快達(dá)到早期臨界強(qiáng)度，可使用早強(qiáng)劑、減水劑、防凍劑;二是摻入引氣劑，緩解凍脹所產(chǎn)生的壓力。據(jù)經(jīng)驗(yàn)來看，冬季日平均氣溫低于-5℃或極限最低氣溫低于-10℃地區(qū)施工的公路水泥混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，宜摻用引氣劑或引氣型減水劑、引氣型高效減水劑、引氣型(早強(qiáng)、防凍)高效減水劑。[Page]

　　2.2.4 引氣劑、引氣型減水劑、引氣型高效減水劑可根據(jù)公路工程要求及環(huán)境氣溫與(高溫)緩凝劑、早強(qiáng)劑、防凍劑等復(fù)合使用，配制溶液時(shí)，如產(chǎn)生絮凝或沉淀現(xiàn)象，不得混溶，應(yīng)分別配制溶液，并分別加入攪拌機(jī)內(nèi)。當(dāng)原材料、配合比、攪拌時(shí)間、運(yùn)輸距離、氣溫等條件變化時(shí)，應(yīng)微調(diào)引氣劑、引氣型減水劑、引氣型高效減水劑和引氣緩凝型高效減水劑的摻量，保證水泥混凝土結(jié)構(gòu)含氣量基本不變化。

　　2.2.5 新拌水泥混凝土的含氣量，應(yīng)在攪拌機(jī)口取樣進(jìn)行現(xiàn)場檢測，并應(yīng)考慮在運(yùn)輸和振搗過程中的損失。

　　2.3 緩凝劑施工應(yīng)用技術(shù)

　　2.3.1 熱天施工、連續(xù)澆筑、泵送等特殊機(jī)械工藝下的施工中必須使用緩凝型外加劑，在施工前應(yīng)檢驗(yàn)與所用水泥在該氣溫下的適應(yīng)性，優(yōu)選其適用品種。當(dāng)水泥品種、強(qiáng)度、等級、生產(chǎn)廠變動或水泥混凝土性能出現(xiàn)變化時(shí)，應(yīng)重新檢驗(yàn)緩凝劑對水泥的適應(yīng)性。

　　2.3.2 緩凝型外加劑的最佳摻量應(yīng)根據(jù)施工要求的水泥混凝土凝結(jié)時(shí)間、氣溫、強(qiáng)度等通過試驗(yàn)確定。施工中，當(dāng)氣溫變化、運(yùn)距和運(yùn)輸時(shí)間變動時(shí)，可微調(diào)其摻量，應(yīng)始終保持拌和物具備良好的施工可操作性，并能達(dá)到密實(shí)度及外觀質(zhì)量要求。

　　2.3.3 緩凝型外加劑應(yīng)以溶液與拌和水同時(shí)摻入拌和物中，粉劑應(yīng)提前1d在現(xiàn)場配好溶液，并使其充分溶解，攪拌均勻后使用。溶液中的緩凝型外加劑固體沉淀物，必須每天清除一次。嚴(yán)禁使用分層或沉淀的緩凝型外加劑溶液拌制水泥混凝土。外加劑溶液中水量應(yīng)從拌和加水量中扣除。

　　2.3.4 摻緩凝型外加劑的水泥混凝土保持在塑性的時(shí)間較長，表面水蒸發(fā)時(shí)間較長，當(dāng)氣候炎熱及風(fēng)力較大時(shí)，應(yīng)在觸干或變色時(shí)立即噴霧或噴灑養(yǎng)生劑保濕養(yǎng)生，并應(yīng)在終凝以后立即開始澆水養(yǎng)生。當(dāng)氣溫較低時(shí)，在保濕養(yǎng)生的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)保溫養(yǎng)生，可覆蓋深色塑料薄膜和吸熱保溫材料。

　　2.4 早強(qiáng)劑施工應(yīng)用技術(shù)

　　2.4.1 早強(qiáng)劑是一種專門解決工程中需要盡快或盡早獲得水泥混凝土強(qiáng)度問題的專用外加劑。早強(qiáng)劑、早強(qiáng)型減水劑和早強(qiáng)型高效減水劑適用于公路工程需要快速形成強(qiáng)度的快通水泥混凝土結(jié)構(gòu)，蒸養(yǎng)水泥混凝土構(gòu)件，最低溫度不低于-5℃的低溫環(huán)境中施工的有早強(qiáng)要求的水泥混凝土、鋼筋混凝土及需要提前張拉和放張的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。炎熱環(huán)境條件下不宜使用早強(qiáng)型外加劑。

　　2.4.2 摻加液態(tài)早強(qiáng)劑的水泥混凝土，攪拌時(shí)間宜適當(dāng)延長。粉劑早強(qiáng)劑直接摻入公路工程水泥混凝土?xí)r，應(yīng)先與水泥、集料干拌均勻后，再加水，加水后的攪拌時(shí)間應(yīng)延長30s。這是保證粉劑早強(qiáng)劑在水泥混凝土中均勻分布的措施。但對于某些本身是溶液或可全溶的早強(qiáng)劑，仍應(yīng)使用其溶液，溶液比干粉拌和的勻質(zhì)性及其使用效果均強(qiáng)得多。

　　2.4.3 公路工程預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件使用早強(qiáng)劑時(shí)，其張拉工藝應(yīng)按試驗(yàn)確定。快通水泥混凝土路面的開放交通時(shí)間，應(yīng)按達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%以上時(shí)的試驗(yàn)確定。也就是公路工程快通水泥混凝土結(jié)構(gòu)的開放交通時(shí)間，應(yīng)按與結(jié)構(gòu)相同養(yǎng)生條件下，摻早強(qiáng)劑水泥混凝土試件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上的試驗(yàn)確定。

　　3 結(jié)語

　　本文通過對減水劑、引氣劑、緩凝劑和早強(qiáng)劑在施工中的應(yīng)用技術(shù)綜述，總結(jié)了在施工過程中的相關(guān)技術(shù)要求，以及由于外加劑的使用失誤而給公路工程帶來損失，為在施工過程中正確施加外加劑指明了方向。