1、精選優質文檔-傾情為你奉上大體積混凝土中外加劑的應用 南通四建集團有限公司 童建設 目前，對化學外加劑及礦物摻合料的應用及研究受到工程師及研究者的普遍重視，對各種外加劑在混凝土工程中的單獨應用效果及作用機理已有不少研究。但在大體積混凝土工程中，往往是多種化學外加劑的復合使用，這就不可避免地會產生相互影響。目前對多種外加劑在大體積混凝土中的復合使用及相互影響研究較少，且不夠系統。減水劑、緩凝劑及膨脹劑是目前大體積混凝土中應用最多的外加劑，本文分別就三種外加劑單獨使用及復合使用對大體積混凝土性能的影響，以及礦物摻合料對三種外加劑使用效果的影響進行了歸納和討論。1 減水劑在大體積混凝土中的應用 減水

2、劑是混凝土中應用最為廣泛的外加劑，根據減水率的不同，減水劑可分為普通減水劑和高效減水劑。萘系高效減水劑仍是目前我國應用最為廣泛的高效減水劑。減水劑能促進水泥初期水化，但后期會抑制水泥的水化，因此，摻入減水劑能降低水泥水化溫峰值，推遲水化溫峰出現的時間，并隨摻量的增加，效果更為顯著，如圖1是SMF高效減水劑對水泥水化放熱的影響。 在大體積混凝土工程中使用減水劑時應注意以下幾點。 (1)減水劑的摻量要適中。避免由于過多泌水而引起混凝土塑性收縮加劇，在混凝土硬化初期造成表面開裂。減水劑過量摻入，還會引起緩凝時間過長的問題。 (2)注意控制混凝土拌合物的坍落度損失。萘系高效減水劑一個突出問題就是坍落度

3、損失快，大體積混凝土由于用量大，采用商品混凝土，需考慮運輸時間的影響，通常都需采用緩凝組分、保塑組分等與之復配以調節混凝土拌合物的坍落度損失。 (3)選擇與水泥適應性良好的減水劑。外加劑與水泥適應性不良已成為外加劑應用中普遍存在的問題。外加劑與水泥適應性不同，可能導致與不同批次或不同廠家水泥應用時，效果截然不同。因此，在施工前應檢驗減水劑與水泥的適應性，并在施工過程中避免更換原材料。2 緩凝劑在大體積混凝土中的應用 緩凝劑是能夠延長混凝土拌合物凝結硬化時間的外加劑。按其化學成分可分為無機緩凝劑和有機緩凝劑兩大類。摻入緩凝劑后，大體積混凝土會在較長的時間內處于塑性狀態，有充足的時間進行振搗密實處

4、理，以便進行多層澆筑，并可防止冷接合面的產生，混凝土的抹平及鏝光時間也會延長，這有助于大體積混凝土大面積表面的最后加工，對于炎熱氣候條件下的澆筑施工尤其重要：其次，緩凝劑的使用可延長水泥水化時間，降低最大溫峰值，推遲溫峰出現時間，減小大體積混凝土內外溫差(圖2)；而且使用緩凝劑還可以控制混凝土拌合物坍落度損失，使混凝土的泵送施工性能在較長時間內得以保障，以滿足大體積混凝土澆筑時間長的特點。 緩凝劑的緩凝效果與水泥組分、水灰比、摻入順序、氣溫等有關。大體積混凝土中應用緩凝劑應注意以下問題。 (1)根據對緩凝時間的要求選擇緩凝劑。緩凝劑超量摻加，可能導致混凝土長時間不凝固或混凝土后期強度增長緩慢。

5、 (2)根據溫度正確選擇緩凝劑的最佳摻量。不同類別的緩凝劑在不同溫度條件下、不同摻量時對凝結時間有不同影響。在溫度不變的條件下緩凝劑存在最佳摻量，超過最佳范圍，反而會縮短初凝時間。而溫度變化時，有的緩凝劑的緩凝作用受溫度影響明顯，而另外一些則受溫度影響較小。 溫度升高時，有的緩凝劑需加大摻量，有的緩凝劑的最佳摻量保持不變，另外一些緩凝劑的最佳摻量反而降低。溫度降低時，一般應少摻或不摻緩凝劑，以免出現超緩凝現象。但低溫對大體積混凝土的影響并不顯顯著，因為即使是冬季施工，由于混凝土體積大，散熱慢，以及采取了保溫措施，混凝土內部及表面溫度一般都遠高于氣溫。由此可見，并非環境溫度越高，緩凝劑摻量就越大

6、，環境溫度越低，緩凝劑摻量就越小。在大體積混凝土施工前。應根據環境溫度、緩凝劑類型進行試配以確定最佳摻量。 (3)緩凝劑使用前應進行水泥適應性試驗。對于C3A和堿含量低的水泥，緩凝劑的緩凝效果較好。在混凝土中摻用緩凝減水劑和多元醇類緩凝劑，有時會引起假凝現象。 (4)緩凝劑不宜單獨使用。單摻緩凝劑對抑制坍落度損失和緩凝效果都不明顯，多元復配、有機無機復合對抑制坍落度損失和緩凝效果顯著嗍。此外，多數緩凝劑的緩凝效果會隨氣溫的變化而波動，為防止混凝土長時間不凝或強度降低，緩凝劑宜輔以其他外加劑配合使用，以穩定其緩凝效果。 (5)摻用緩凝劑的混凝土塑性收縮一般會增加，最終的收縮隨緩凝劑摻量的增加而增

7、大，這在大體積混凝土施工中也應引起注意。3 膨脹劑在大體積混凝土中的應用 膨脹劑是依靠本身的化學反應或與水泥中某些成分反應，在水化期產生一定限制膨脹，以補償混凝土收縮的外加劑。目前工業與民用建筑中應用最為廣泛的是硫鋁酸鹽系膨脹劑，氧化鎂類膨脹劑在水工大體積混凝土中應用較多。 大體積混凝土由于體積大，收縮應力也大，混凝土水化放熱造成的溫差應力嚴重，采用膨脹劑來補償收縮是十分必要的。近年來，膨脹劑在大體積混凝土工程中的應用十分普遍。但膨脹劑的性能與養護條件及原材料性能的影響關系極大，若使用不當，會適得其反。在應用中應注意以下問題。 (1)大體積混凝土溫升對膨脹性能的影響。膨脹劑產品檢測時的限制膨脹

8、率是在養護溫度為20±2的條件下測定的。而膨脹源鈣礬石的膨脹性與溫度有很大關系，已有的文獻表明，膨脹劑的膨脹性在3040時大于標準養護條件下的膨脹性，但超過60后其膨脹性又遠低于標準養護條件下的膨脹性。所以，如不能控制好大體積混凝土內部溫升，膨脹劑的作用將難以發揮。 (2)養護濕度對膨脹劑膨脹性能的影響。膨脹劑的膨脹反應均離不開水，尤其是鈣礬石生成需要大量水。使用膨脹劑的大體積混凝土工程中，在早期一定要進行保濕或加濕養護。濕養護不足時，膨脹劑中未反應的組分在混凝土使用期間合適的條件下還會產生二次鈣礬石(或延遲生成鈣礬石)而造成一定的破壞作用。 (3)膨脹發展與強度發展相協調。摻膨脹劑

9、的混凝土在水化硬化過程中，膨脹發展與強度發展要協調進行。如果膨脹發展太快，大部分膨脹將消耗在塑性階段而成為無效膨脹；相反，如果膨脹滯后太多，在結構形成以后產生，則會導致結構破壞。 (4)膨脹劑產品質量的控制。膨脹劑在大體積混凝土中出現的很多問題是由于產品質量不合格導致的。膨脹劑在使用前必須進行檢測，只有檢驗合格的膨脹劑才能應用于工程中。 (5)膨脹劑(尤其是復配的膨脹劑)也有和水泥的相容性問題，不同廠家的水泥，由于其組分(化學成分、礦物組分、摻合材料種類和數量)不同，會導致膨脹劑膨脹性能出現明顯的差異。因此，設計摻用膨脹劑的混凝土配合比，須使用實際施工原材料，經過試驗驗證其限制膨脹率是否在合理

10、有效的范圍。 (6)摻用膨脹劑后，對混凝土的攪拌、養護都有更嚴格的要求。攪拌不均勻時，會造成混凝土局部變形不均勻而開裂。4 減水劑、緩凝劑及膨脹劑復合使用在大體積混凝土中的應用 大體積混凝土由于要考慮混凝土的泵送施工、澆筑時間長、降低內部溫升、推遲溫峰出現時間及防止開裂等多種要求，多種外加劑的復合使用是十分普遍的。但這些外加劑復合使用的相互影響還未引起足夠的重視這里根據近年來的一些研究成果進行簡單的討論。 (1)緩凝劑與高效減水劑同時摻加時存在顯著的輔助塑化作用。所謂輔助塑化作用是指緩凝劑單獨使用時。其減水作用(或塑化作用)很小，或根本沒有減水作用，但當與高效減水劑復合使用時，兩種外加劑的總減

11、水率遠遠大于高效減水劑與緩凝劑單獨使用的減水率之和。并且緩凝劑與高效減水劑復合使用時，也可以顯著減小混凝土拌合物的坍落度經時損失。 (2)緩凝劑與高效減水劑復合使用時，存在協同緩凝作用。尤其是在水灰比不變時，與單摻緩凝劑相比，緩凝劑與高效減水劑復合使用使初凝和終凝時間都進一步延長。如果保持坍落度相同，則由于緩凝劑與高效減水劑復合使用時的輔助塑化效應，會降低水灰比，此時的凝結時間變化需通過具體試驗確定。 (3)高效減水劑或緩凝劑與硫鋁酸鹽型膨脹劑復合使用時，都會降低膨脹劑的有效膨脹能。這是由于緩凝劑或高效減水劑的摻加加速了鈣礬石的形成，使在硬化后期生成的鈣礬石數量相對減少，導致膨脹效能下降。因此

12、，高效減水劑或緩凝劑與膨脹劑復合使用時，需適當加大膨脹劑的用量用。 (4)當高效減水劑、緩凝劑與膨脹劑三元復合時，復摻高效減水劑增大了游離水量，使水泥和膨脹劑的水化充分進行，而緩凝劑的摻入延長凝結時間，特別是高效減水劑與緩凝劑的復合協同效應使緩凝作用大大增強。這樣，混凝土拌合物塑性階段時間延長，此階段膨脹劑的無效膨脹增多，而混凝土硬化后的有效膨脹降低。因此，要達到相同的膨脹效果，應加大膨脹劑用量。此外，還應通過試驗確定三者之間的匹配性，避免復合外加劑復摻產生的協同效應引起混凝土長時間不凝、膨脹效能降低、強度下降等負面影響。 5 摻合料對大體積混凝土中外加劑應用的影響 目前混凝土中常用的礦物摻合料主要有磨細礦渣、粉煤灰等，它們都能明顯地降低水泥的水化熱。但加入礦物摻合料對高效減水劑、緩凝劑及膨脹劑的應 用效果會產生影響。 (1)對于摻或不摻減水劑的混凝土，用粉煤灰作為活性礦物摻合料取代水泥時，盡管粉煤灰的減水效果不明顯，但具有明顯的降低坍落度經時損失作用，這要取決于粉煤灰取代量，且與