混凝土外加劑在基礎(chǔ)大體積混凝土中的應(yīng)用目錄第一章引言 1第二章相關(guān)概述 22.1大體積混凝土的概念 22.2混凝土外加劑的種類 22.3混凝土外加劑的作用原理 22.3.1引氣劑的作用原理 22.3.2緩凝劑的作用原理 22.3.3早強(qiáng)劑的作用原理 32.3.4膨脹劑的作用原理 32.3.5減水劑的作用原理 4第三章外加劑在大體積混凝土中的應(yīng)用方法 53.1精確計算體積混凝土外加劑使用量 53.2改良體積混凝土施工工藝 53.3創(chuàng)新發(fā)展多種復(fù)合型外加劑 5第四章外加劑在大體積混凝土中的應(yīng)用應(yīng)注意的問題 64.1結(jié)合施工條件進(jìn)行使用 64.2購買質(zhì)量合格的外加劑 64.3根據(jù)不同澆注部位選擇不同的外加劑 64.4使用新型外加劑需要控制工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量 6第五章結(jié)論 7參考文獻(xiàn) 8致謝 9第一章引言進(jìn)入二十一世紀(jì)后，我國基建規(guī)模不斷擴(kuò)大，水泥和混凝土用量也逐年上升。2018年，我國水泥年產(chǎn)量23.16億噸，超過世界水泥總產(chǎn)量的一半以上。雖然基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)模在不斷變大，但遇到的問題也越來越多。近些年由于工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的各種各樣問題以及形勢的發(fā)展越來越嚴(yán)峻，混凝土材料的耐久性越來越受到高度重視，混凝土技術(shù)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。世界各國都面臨著鋼筋混凝土的耐久性問題，混凝土的耐久性越差，其壽命也就越短，這會進(jìn)一步影響到建筑物的壽命。當(dāng)前，大體積混凝土在建筑施工中得到了非常廣泛的應(yīng)用，同時它也受到了我國很多工程建設(shè)人員的重視，但房屋建造過程中的大體積混凝士施工因所使用的混凝士的量非常大，混凝士中的水泥會與水發(fā)生一定的反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量，在這種情況下，房屋建造過程中所使用額大體積混凝士的內(nèi)部溫度以及外部溫度會不一致，兩者會產(chǎn)生一定的溫度差。如果大體積混凝士因溫度差所導(dǎo)致的變形比較大時，則會在大體積混凝士表面產(chǎn)生裂縫。裂縫的產(chǎn)生會大大降低混凝土的壽命，不利于混凝土堅固性和耐久性的提升，這就需要采取一定的無縫技術(shù)，避免起縫隙的產(chǎn)生。在建筑工程的施工過程中使用無縫技術(shù)對大體積混凝土工程進(jìn)行施工，不僅可以提高施工的效率，與此同時還可以大的降低建筑工程項目的施工成本。混凝土外加劑是無縫施工技術(shù)中常用的一種物質(zhì)，其中包括減水劑、膨脹劑、緩凝劑等多種類型，其在應(yīng)用的過程中有著不同的應(yīng)用方式。但不得不指出的是，外加劑的使用會對混凝土產(chǎn)生一定的影響，為了保障外加劑的使用既不影響混凝土的功能，又不影響外加劑自身作用的發(fā)揮，需要對外加劑的應(yīng)用方法進(jìn)行分析。第二章相關(guān)概述2.1大體積混凝土的概念我國《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》GB50496-2018將大體積混凝土（concreteinmass）定義為：實體最小幾何尺寸不小于1m，或者預(yù)計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土結(jié)構(gòu)物。這些混凝土廣泛應(yīng)用于高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等中。其特點是體積大，表面系數(shù)小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部升溫比較快，當(dāng)內(nèi)外溫差過大時，就會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，這將對施工質(zhì)量造成一定的影響。2.2混凝土外加劑的種類混凝土外加劑是指混凝土攪拌過程中添加的可以提升混凝土性能的外在添加劑。這種添加劑分為多種類型，有引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑、減水劑、防凍劑等多種類型，不同的凝土外加劑的功能不同。混凝土施工中，可能需要使用多種混凝土外加劑，外加劑利用帶電粒子此類化學(xué)性質(zhì)，使混凝土中的水泥漿和混合的沙石具有某種規(guī)律性，使混凝土在凝結(jié)過程中將內(nèi)部多余的水分和氣體間隙快速導(dǎo)出，以增強(qiáng)混凝土的使用性能。比如減水劑起到減少混凝土水分的外加劑，引氣劑則可以改善混凝土的易溶性；膨脹劑則可以提高混凝土早期強(qiáng)度和增大水泥內(nèi)部體積；緩凝劑則減慢混凝料中水分的揮發(fā)，可以起到緩凝塑化的作用。但外加劑的用量一般不超過5%，雖然其配比含量較低，但是其作用不可小覷，在防止大塊混凝土出現(xiàn)裂縫的同時降低混凝土的壓縮時間，不同的外加劑有著不同的應(yīng)用效果，有利于后續(xù)大塊混凝土的養(yǎng)護(hù)，有效降低了混凝土的成本，并延長了混凝土的使用壽命。2.3混凝土外加劑的作用原理2.3.1引氣劑的作用原理大體積混凝土在澆灌施工的過程中，常常出現(xiàn)流動性不足的問題，其這不利于混凝土的均勻攪和，在這種情況下，混凝土材料的利用率不高，混凝土的質(zhì)量也會受到影響。引氣劑的化學(xué)構(gòu)成為陰離類的表面活性劑，其在水中溶解，會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，大量的微小氣泡均勻分散在混凝土內(nèi)部，形成較為穩(wěn)定的液相膜，這使得液體與空氣的接觸面積變大，從而使得混凝土更容易被混合。因此，引氣劑被廣泛應(yīng)用于水工混凝土中，常用添加劑包括松香皂和熱聚物等。2.3.2緩凝劑的作用原理一般來說，混凝土在水化與硬化的過程中會變得更加堅固，因此，混凝土的水化與硬化也是非常重要的過程，但是在大體積混凝土的水化和硬化中，一般會產(chǎn)生大量的熱，這些熱散發(fā)后，會使得混凝土出現(xiàn)較大的裂縫，不利于混凝土功能的強(qiáng)化。但添加有機(jī)類緩凝劑后，緩凝劑可以在水泥顆粒表面形成同性電荷親水膜，使得水泥顆粒無法溶合凝結(jié)，從而降低了混凝土水化和硬化的時間。在混凝土中添加無機(jī)類緩凝劑，可以在水泥顆粒表面形成化學(xué)分子膜，這些化學(xué)分子膜的溶合難度較大，從而延長了水泥正常的水化和硬化時間作用，在這一過程中，水泥前期產(chǎn)生的水化熱也減少了，從而給現(xiàn)場水泥的攪拌和澆灌爭取了更多的時間。但緩凝劑的使用受到季節(jié)的限制，在天氣炎熱的夏天，大體積混凝土施工中應(yīng)合理控制緩凝劑的添加量，以免影響到混凝土的早期強(qiáng)度。2.3.3早強(qiáng)劑的作用原理早強(qiáng)劑在大面積混凝土的施工中較為普遍，這類外加劑主要用來提升混凝土材料的早期強(qiáng)度，使得混凝土的養(yǎng)護(hù)周期得以縮短，從而控制混凝土施工的進(jìn)度。只要混凝土的早期強(qiáng)度得到了充分的提升，后續(xù)的施工也就更加方便，施工工藝也可以得到充分的落實。在大體積混凝土施工的過程中，需要重點考慮工程建設(shè)對混凝土材料的性能要求，如對于提出防凍要求和溫度變化適應(yīng)能力要求的混凝土來講，需要合理添加早強(qiáng)劑。在具體的施工操作中，尤其是預(yù)制構(gòu)件工程的施工中，強(qiáng)度和防凍性能是最重要的指標(biāo)之一，因此，早強(qiáng)劑在這種工程中的使用較多，其中較為常見的有氯化物系及硫酸鹽系等，比如硫酸類早強(qiáng)劑在不同種類混凝土中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)不盡相同，當(dāng)遇到Na2SO4時會直接溶解于水，并水化成為Ca(OH)2，生成新的Ca0和CaS04，其中的CaS04有很強(qiáng)的化學(xué)活性，從而使得水泥中Ca4A16SO16的含量大大增加，從而使得水泥凝固的時間被大大縮短，從而滿足了早期強(qiáng)度的條件。2.3.4膨脹劑的作用原理混凝土拌制過程中膨脹劑的使用，可以防止混凝土因變形、收縮而產(chǎn)生裂縫，尤其當(dāng)施工環(huán)境中的溫度變化較為頻繁時，膨脹劑就派上用場了，使得混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)在一定時間內(nèi)保持一定的形狀，混凝土的應(yīng)力平衡在一定的限度內(nèi)，裂縫也就不會很快出現(xiàn)，這對混凝土結(jié)構(gòu)密實性、完整性和防滲性等的提升有著積極的效果。因此，膨脹劑在現(xiàn)代建筑施工中應(yīng)用較為普遍，可以充分提升混凝土的性能，從而保障工程項目的質(zhì)量和安全性。在應(yīng)用膨脹劑的過程中，需要把握好量和使用部位，否則將會產(chǎn)生適得其反的作用。一般來說大體積混凝土中所使用的膨脹劑有氧化鈣、硫鋁酸鈣、氧化鎂及復(fù)合膨脹劑等，不同的膨脹劑的有缺陷不盡相同，不同的項目根據(jù)實際施工要求來選擇合適的膨脹劑類型，但總的來說，膨脹劑被廣泛應(yīng)用于側(cè)墻混凝土施工、鋼管混凝土施工以及排水管道混凝土施工等對混凝土結(jié)構(gòu)安全等級要求較高的工程中，其使用不僅可以提升施工的質(zhì)量，還可以促進(jìn)項目成本的控制。比如在大體積混凝土中添加適量的復(fù)合膨脹劑后，鈣礬石晶體與水泥中礦物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而消耗大量的Ca(OH)2，減低了混凝土中的Ca2+含量，卻增加了SO2-含量以及C3S顆粒與混凝土中水分的接觸機(jī)會，促進(jìn)了C-S-H凝膠這一水化產(chǎn)物的出現(xiàn)，其對混凝土礦物結(jié)構(gòu)骨架的穩(wěn)定有很大的作用，使得混凝土早期強(qiáng)度和水泥內(nèi)部體積都得到了顯著的增加。符合膨脹劑的使用量會直接影響到混凝土的干縮、低水膠比，因此，不應(yīng)添加過多，否則膨脹應(yīng)力嚴(yán)重高于混凝土結(jié)構(gòu)承載限度，也會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。2.3.5減水劑的作用原理減水劑作為一種良好的表面活性劑，其可以吸附混凝土中的水泥顆粒，這些顆粒因為帶有同種電荷從而被分離開來，使得水泥與水的表面張力降低，二者的接觸面積也就更大了，水泥顆粒中的水分被充分釋放出來，從而在發(fā)生反應(yīng)的過程中降低水泥或水用量，但不會影響到混凝土的強(qiáng)度。減水劑的使用可以提升混凝土材料的流動性，一般來說，只要混凝土成分的配比不變，減水劑的添加可以在不影響材料強(qiáng)度的情況下增加混凝土坍落度，進(jìn)一步完善混凝土澆筑施工提供條件。當(dāng)坍落度確定后，在水分降低的情況下，減水劑的添加可以促進(jìn)混凈土強(qiáng)度的增加以及施工質(zhì)量的提升。但是減水劑的添加量也需要做到適當(dāng)控制，這樣才能使得施工材料中的水分控制在一定的限度內(nèi)，建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和硬度才能得到充分的提升。在減水劑的使用下，不僅混凝土的性能可以得到提升，一部分水泥材料還可以被節(jié)省起來，而且混凝土也可以不出現(xiàn)離析、泌水等問題，混凝土的凝固會被延時，從而給混凈土的加工爭取了更多的時間，混凝土結(jié)構(gòu)的整體抗凍性和抗?jié)B性都得到了提升。但是，技術(shù)人員在使用減水劑的過程中，需要根據(jù)實際要求來嚴(yán)格控制其添加量，從而使得混凝土性能良好。常見的減水劑包括萘系減水劑、木質(zhì)素系減水劑、樹脂系減水劑和復(fù)合減水劑等級種類，不同減水劑有著不同的作用，可以根據(jù)工程的實際來添加。第三章外加劑在大體積混凝土中的應(yīng)用方法3.1精確計算體積混凝土外加劑使用量混凝土工程施工過程中需要根據(jù)現(xiàn)場情況選用外加劑，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(yīng)機(jī)制，對混凝土工程主要工作性能和建筑工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)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)過精確計算，針對施工現(xiàn)場實際環(huán)境，做好外加劑使用施工工藝方案，依據(jù)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實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(shù)量以膠凝材料為對照基礎(chǔ)，選用外加劑品種和數(shù)量均應(yīng)嚴(yán)格控制，超量時可能影響混凝土早期強(qiáng)度甚至在后期產(chǎn)生裂縫，投入數(shù)量不足時則難以實現(xiàn)調(diào)節(jié)混凝土工作性能目的。當(dāng)前，根據(jù)混凝土泵送期間形成的坡度情況，在每一個澆筑帶的前后布置兩道振動器，一道布置到混凝土出料口中，主要是解決上部混凝土的振實現(xiàn)象，另外一個布置在混凝土坡腳位置處，以此增強(qiáng)下部混凝土的密實性。3.2改良體積混凝土施工工藝建筑工程施工工藝也會對大體積混凝土的施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，為了防止混凝土施工質(zhì)量受到影響，需要完善混凝土施工工藝流程和施工方法，并且在施工的過程中預(yù)留一部分的改良空間，使得施工工藝可以根據(jù)實際情況來加以完善。目前，我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，建筑施工的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，建筑施工項目的設(shè)計也更加復(fù)雜和細(xì)致，給施工帶來了更大的難度。在這種情況下，大體積混凝土的利用率也在不斷增加，要想豐富混凝土施工工藝形式，就需要加強(qiáng)外加劑的利用，而且外加劑的添加需要讓專業(yè)的施工技術(shù)人員負(fù)責(zé)，使其可以根據(jù)不同施工條件和實際來創(chuàng)新、改良外加劑的使用，充分保障施工效率和工程質(zhì)量的穩(wěn)定性，確保混凝土工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計、施工和規(guī)范的要求。在施工的過程中，施工技術(shù)人員通常會采取降低水灰比的方式來減少用水量，以便降低混凝士的收縮性。在大體積混凝土的初凝到終凝這一階段，裂縫會普遍出現(xiàn)，為了防止裂縫的出現(xiàn)，需要采用初凝抹壓的方式，在一定程度上控制混凝土早期收縮裂縫。3.3創(chuàng)新發(fā)展多種復(fù)合型外加劑混凝土外加劑作為一種化工產(chǎn)品和建材產(chǎn)品而存在，其也隨著化工行業(yè)和建材行業(yè)的變化在進(jìn)行更新?lián)Q代，以便滿足市場的多元化需求，從而促進(jìn)產(chǎn)品價值的最大化。在對現(xiàn)有的單一外加劑進(jìn)行改良的情況下，出現(xiàn)了很多功能更為多樣的復(fù)合外加劑。我國建材行業(yè)生產(chǎn)商結(jié)合當(dāng)前國家鼓勵發(fā)展新型循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實際，加大了對工業(yè)、建筑廢料的利用程度，使得不少工業(yè)廢料被轉(zhuǎn)化為混凝土施工中經(jīng)常使用的外加劑，滿足建材產(chǎn)業(yè)向環(huán)保方向發(fā)展需求，提升產(chǎn)品應(yīng)用效益和科技含量。第四章外加劑在大體積混凝土中的應(yīng)用應(yīng)注意的問題4.1結(jié)合施工條件進(jìn)行使用目前，外加劑被廣泛應(yīng)用于建筑工程的施工中，但是外加劑的使用量卻需要符合施工的實際，在施工的過程中，需要根據(jù)環(huán)境的限制條件嚴(yán)格控制其數(shù)量和用法，這些環(huán)境因素包括施工現(xiàn)場實際條件、混凝土施工工藝、氣候環(huán)境等，在綜合考慮多種因素的情況下來選擇合適的外加劑，并對其進(jìn)行合理控制。否則，隨意使用只會降低工程的質(zhì)量，并增加工程施工的成本。4.2購買質(zhì)量合格的外加劑當(dāng)前我國建材行業(yè)發(fā)展速度比較快，建材行業(yè)廠家研發(fā)的外加劑產(chǎn)品種類繁多，產(chǎn)品功能多種多樣，加上建材市場中競爭大，原材料質(zhì)量魚龍混雜，很多建材產(chǎn)品真假難辨，選擇型號適當(dāng)?shù)暮细裢饧觿┦侵匾疤幔苊赓徺I假冒偽劣產(chǎn)品影響了工程進(jìn)度。對采購進(jìn)場使用的外加劑，要嚴(yán)格檢查質(zhì)量是否滿足施工實際要求，認(rèn)真閱讀產(chǎn)品說明書，并經(jīng)實驗室多次配合比試驗，還應(yīng)符合材料質(zhì)量檢測規(guī)范要求。例如現(xiàn)場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。施工前，選取好水泥的型號以及規(guī)格，在對現(xiàn)場所使用的混凝土原材料進(jìn)行對比的基礎(chǔ)之上選擇性價比最高的產(chǎn)品以及合適的混凝土骨料，以方便混凝土的施工。4.3根據(jù)不同澆注部位選擇不同的外加由于混凝土的不同部位對強(qiáng)度的要求不一樣，外加劑的種類選擇和使用量也不盡相同，在平時的施工中，需要根據(jù)澆筑部位的實際情況來選擇外加劑，即使是同一種外加劑，其在不同性能的水泥中使用所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)也不一樣。因此，在使用外加劑的過程中，需要合理選擇品種，做好工程質(zhì)量建設(shè)，現(xiàn)在實驗室對不同品種水泥使用同一外加劑的化學(xué)反應(yīng)效果進(jìn)行對比測試，從而根據(jù)實際情況選擇更好地外加劑。在這方面，需要杜絕經(jīng)驗主義，絕不可根據(jù)施工經(jīng)驗來隨便選擇外加劑種類和使用量，否則將產(chǎn)生適得其反的效果。澆注工作結(jié)束后，還需要加強(qiáng)對澆注部位的養(yǎng)護(hù)，比如使用蓄水方式來進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，在表面儲存相對高度的水分，避免混凝土內(nèi)部水熱化溫度過度流失，通過控制混凝土表面溫度與內(nèi)部中心溫度的差值來增強(qiáng)混凝土的抗溫度變化能力。4.4使用新型外加劑需要控制工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量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代較快。目前，為了保障大體積混凝土施工的需求，很多新型的外加劑被研發(fā)出來，比如復(fù)合膨脹劑等，這些新型的外加劑不僅可以滿足環(huán)保的要求，還可以更好地提升工程的質(zhì)量，但是其應(yīng)用也需要加強(qiáng)注意。在使用之前，需要加強(qiáng)對工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量的控制，事先在專業(yè)檢測實驗室檢測外加劑的化學(xué)特性,如膨脹劑物理、化學(xué)性能，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(xì)度、凝結(jié)時間，限制膨脹率、抗壓強(qiáng)度對鋼筋銹蝕作用等參數(shù)指標(biāo)，符合質(zhì)量要求再進(jìn)行試配檢測。第五章結(jié)論總之，在大體積混凝土的施工中，需要格外注重混凝土的施工質(zhì)量，并杜絕一切影響施工質(zhì)量的因素，由于裂縫是大體積混凝土施工中普遍存在的問題，需要采取切實有效的控制措施。而外加劑的使用則可以很好地控制這一問題，比如有引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑、減水劑、防凍劑等，這些外加劑種類不同，作用也不盡相同，為了使得混凝土性能滿足施工要求，而且降低水泥等材料的使用量，還需要控制不同外加劑的添加量。本文在分析引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑、減水劑等的作用原理基礎(chǔ)上指出了外加劑的在大體積混凝土中應(yīng)用存在的方法，包括精確計算體積混凝土外加劑使用量、改良體積混凝土施工工藝、創(chuàng)新發(fā)展多種復(fù)合型外加劑等，但在應(yīng)用的過程中，還