外加劑防水混凝土

　　外加劑防水混凝土是依靠摻入少量的有機或無機物外加劑來改善混凝土的和易性，提高密實性和抗?jié)B性，以適應工程需要的防水混凝土。按所摻外加劑種類的不同可分為減水劑防水混凝土、引氣劑防水混凝土、三乙醇胺防水混凝土和氯化鐵防水混凝土等。

　　引氣劑防水混凝土是在混凝土拌合物中摻入微量引氣劑配制而成的防水混凝土。引氣劑是一種具有憎水作用的表面活性物質，它能顯著降低混凝土拌合水的表面張力，經(jīng)攪拌可在拌合物中產(chǎn)生大量密閉、穩(wěn)定和均勻的微小氣泡，從而使毛細管變的細小、曲折、分散，減少了滲水通道。引氣劑還可增加粘滯性，改善和易性，減少沉降泌水和分層離析，彌補混凝土結構的缺陷，從而提高了混凝土的密實性和抗?jié)B性。

　　（1）主要特性

　　1）引氣劑防水混凝土中適宜的氣泡組織是提高混凝土抗?jié)B性和耐久性的因素。當水泥用量較低而含氣量適宜時，引氣劑防水混凝土的抗?jié)B標號可以提高。

　　2）由于引氣劑防水混凝土抗?jié)B能力較高，水不易滲入，從而減少了混凝土凍脹破壞的可能。更主要的是混凝土中引入了無數(shù)微小的密閉氣孔，提高了混凝土的變形能力，吸收和減少了由于干濕、凍融交替作用所產(chǎn)生的體積變化和內應力，提高了混凝土的抗凍脹破壞的性能。引氣劑防水混凝土的抗凍性最高可為普通混凝土的3～4 倍。故在寒冷地區(qū)的防水混凝土工程及遭受冰凍的水利、港口、道路、橋梁等混凝土工程，使用引氣劑防水混凝土是最為適宜的。

　　3）引氣劑防水混凝土的早期強度增長較慢，7d后強度增長比較正常。

　　這種混凝土的抗壓強度隨含氣量增加而降低，一般含氣量增加1%，28d強度約下降3%～5%，但引氣劑改善了混凝土和易性，在保持和易性不變的情況下可減少拌合水量，從而可補償部分強度損失。通常每增加1%含氣量，水灰比可降低0.01～0.02。在調整水灰比及砂率后，抗壓強度降低值從原來的3%～5%減少到2%左右。在這種混凝土中，強度可不降低或稍有增加。

　　4）加入引氣劑后，混凝土的靜彈性模量稍有降低。含氣量每增加1%，彈性模量約降低3%。

　　從以上性能分析可見，引氣劑防水混凝土適用于抗?jié)B、抗凍要求較高的防水混凝土工程，特別適用于惡劣自然環(huán)境工程。

　　（2）引氣劑的配制

　　目前才常用的引氣劑有松香酸鈉和松香熱聚物，此外尚有烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉等，以前者采用較多。

　　1）松香酸鈉（松香皂的配制方法：松香酸鈉引氣劑，是用松香或氧化樹脂酸和氫氧化鈉溶液加熱反應配制而成的。

　?、?原材料：松香或氧化樹脂酸。可直接把松香粉碎后存放一段時間備用，也可將松香融熔（約200℃）至冒青煙呈深棕色后，冷卻粉碎備用。

　　采用氧化樹脂酸時，可直接粉碎使用。

　　氫氧化鈉溶液：溶液的濃度應根據(jù)松香皂化系數(shù)（皂化系數(shù)是指中和1g松香所需氫氧化鈉的毫克數(shù)）確定，一般取160～180，以180為宜。

　　制備1L氫氧化鈉溶液需要的氫氧化鈉重量可按下式計算：

　　α=100K×B/C

　　式中 α---氫氧化鈉重量（g）；

　　B --- 松香皂化系數(shù)；

　　C --- 氫氧化鈉的純度；

　　K --- 比例系數(shù)（0.71）。

　?、?配制方法：將氫氧化鈉配制成比重為10.125～1.160的溶液備用。1kg松香粉約需1kg上述濃度的氫氧化鈉溶液。

　　將氫氧化鈉溶液煮沸，邊攪拌邊徐徐加入松香粉，加熱的火要小，只要保持溶液沸騰即可。熬制過程中，要隨時補充熱水，以抵償水分的蒸發(fā)，切勿使松香粉凝聚結底。全部松香加完后，在繼續(xù)熬制半小時以上。

　　將熬制的松香酸鈉，先取少量用水稀釋，如外觀澄清透明，無渾濁和沉淀物，即為皂化完全。可將松香酸鈉加溫水稀釋至一定濃度備用。

　　2）松香熱聚物的配制方法：松香熱聚物是用硫酸和石碳酸將松香聚合，再用氫氧化鈉中和而配制成。

　　① 原材料：

　　松香：經(jīng)粉碎后過0.6mm篩孔。

　　石炭酸：工業(yè)品

　　硫酸：工業(yè)品

　　氫氧化鈉：工業(yè)品

　?、?配制方法：用松香70g，石炭酸35g，硫酸1mL,氫氧化鈉4g，配制100g成品。先將松香粉、石炭酸和硫酸按比例投入燒瓶中徐徐加熱，并用攪拌器加以攪拌，溫度控制在70～80℃，加熱5～6h；然后停止加熱，將氫氧化鈉溶液按比例加入，繼續(xù)加熱2h，溫度控制接近而不超過100℃；然后停止加熱，并靜置片刻，趁熱倒入貯器中。制成的膠狀松香熱聚物成品應存放在陰涼處。

　　拌合混凝土用的引氣劑溶液，其配合比如下：

　　氫氧化鈉：引氣劑：熱水（70～80℃）=1：5：150

　　(3) 引氣劑防水混凝土的配制

　　1）影響引氣劑防水混凝土性能的主要因素：

　　① 引氣劑摻量：引氣劑防水混凝土的質量與含氣量密切相關。而含氣量的多少主要取決于引氣劑的摻量。當引氣劑摻量適宜時，混凝土內氣泡比較細小、均勻，混凝土結構得到改善，抗?jié)B性較高；當摻量過少時，氣泡大而少，混凝土結構不均勻；摻量過多時，氣泡集聚，且大小不等，密疏不一，混凝土結構組織不良，混凝土抗?jié)B性因而受到不良影響。從改善混凝土內部結構、提高抗?jié)B性及保持應有的混凝土強度出發(fā)，引氣劑防水混凝土含氣量以3%～6%為宜（見下表一）。此時，松香酸鈉摻量約為0.1‰～0.3‰，松香熱聚物摻量約為0.1‰。

　　引氣劑防水混凝土配制要求

　?、?水灰比：水灰比不僅決定著混凝土內毛細管網(wǎng)的數(shù)量及大小，而且對縮所形成氣泡的數(shù)量與質量也有很大影響。因此，引氣劑防水混凝土的水灰比對抗性影響更顯著。水灰比在某一適宜范圍內，混凝土可獲得適宜的含氣量和較高的抗?jié)B性。根據(jù)大量工程統(tǒng)計，水灰比最大不得超過0.65，以0.5～0.6為宜。引氣劑防水混凝土水灰比與抗?jié)B性的關系如下表摻（二）。

　　引氣劑防水混凝土水灰比

　?、?砂子細度：砂子細度對氣泡的生成亦有不同程度的影。采用細砂可獲得細小均勻的氣泡，對混凝土抗?jié)B性較為有利；采用中砂，混凝土物理力學性能較好；而采用粗砂生成的氣泡大，混凝土結構不均勻，抗?jié)B性較差。因此宜采用中砂或細砂，特別是采用細度模數(shù)在2.6左右的砂子為好。

　　（4）施工注意事項

　　1）引氣劑防水混凝土宜采用機械攪拌。攪拌時首先將砂、石、水泥倒入混凝土攪拌機。引氣劑應預先加入混凝土拌合水中攪拌均勻后，再加入攪拌機內。引氣劑不得直接加入攪拌機，以免氣泡集中而影響混凝土質量。

　　2）攪拌過程中，應按規(guī)定檢查拌合物的和易性（塌落度）和含氣量，使其嚴格控制在規(guī)定的范圍內。

　　3）宜采用高頻振搗器振搗，以排除大氣泡，保證混凝土的抗凍性。

　　4）養(yǎng)護的溫、濕條件對引氣劑防水混凝土的抗?jié)B性有很大影響。在5℃條件下養(yǎng)護，幾乎完全失去抗?jié)B能力，因此冬期施工必須特別注意溫度的影響。養(yǎng)護濕度越高，對提高防水混凝土抗?jié)B性越有利。