1、引言

        混凝土的性能不僅取決于組成材料的性能,還受到材料之間的適應性及混凝土配合比等因素的影響。外加劑作為混凝土的第五組分,所占比重很小,但對混凝土的性能卻影響很大,能夠明顯提高混凝土的坍落度、調(diào)節(jié)凝結(jié)時間,改善混凝土施工性能或節(jié)約成本。水泥水化反應時形成絮凝結(jié)構(gòu)將水包裹在里面,為了使水化更完全以及提高混凝土施工性能需加入更多的水,外加劑的加入能夠在水泥顆粒表面定向吸附,使水泥顆粒表面帶有同性電荷,因斥力作用而分離開來,釋放出水泥絮凝結(jié)構(gòu)包裹的水分,使更多的水參與水化反應并提高流動性。

         但由于各種原因,外加劑與水泥也極易產(chǎn)生不相適應問題。主要表現(xiàn)在:(1)外加劑對水泥工作性能改善不明顯;(2)混凝土坍落度損失過大或混凝土過于快凝;(3)造成混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件更易出現(xiàn)的裂縫。這些問題會嚴重影響水泥混凝土質(zhì)量,給工程質(zhì)量帶來隱患,嚴重的甚至出現(xiàn)工程事故,造成重大經(jīng)濟損失。本文著重分析混凝土外加劑與水泥產(chǎn)生不適應性問題的主要因素及相關(guān)對策,對工程施工質(zhì)量和工程安全管理均具有一定的參考價值。

2、產(chǎn)生不適應性問題主要因素

外加劑與水泥的不相適應性問題主要的主要因素有:

2.1外加劑自身的因素

        外加劑的自身的原因主要有以下幾個方面:(1)品種不同;(2)結(jié)構(gòu)官能團的不同;(3)聚合度不同;(4)復配組分不同。這些影響回通過不同的方式會影響與水泥的適應性。而不同廠家生產(chǎn)出來的外加劑也會有很多差異,主要原因有:(1)生產(chǎn)制作工藝;(2)廠家制作過程的技術(shù)水平;(3)質(zhì)量管理水平。因此,不同的廠家生產(chǎn)出來的產(chǎn)品必然有差異。

2.2水泥的礦物組成對外加劑的影響

        水泥的礦物組成對外加劑的影響很大,水泥的礦物組成主要有鋁酸三鈣(C3A)、鐵鋁酸四鈣(C4AF)、硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)等,不同礦物組成主要是由生產(chǎn)水泥的原材料和生產(chǎn)工藝決定的,水泥的礦物組成中對外加劑影響因素大小依次為C3A>C4AF>C3S>C2S。C3A水化反應快,早期強度提高快,需水量大,C3A含量過高(質(zhì)量分數(shù)大于8%),C3A吸附外加劑量大,外加劑作用損失大。

2.3水泥熟料中添加調(diào)凝石膏品種的影響

         水泥生產(chǎn)最后工序需加入石膏調(diào)節(jié)凝結(jié)時間,水泥廠家使用的調(diào)凝石膏對外加劑影響因素大小依次為硬石膏(工業(yè)無水石膏)>半水石膏>二水石膏,水泥廠家為節(jié)約成本往往使用工業(yè)無水石膏,這樣不影響水泥達到質(zhì)量指標要求,對普通不摻加外加劑的混凝土亦沒有不良反應,但對現(xiàn)代摻加外加劑的混凝土,使用硬石膏的水泥需水量大,吸附外加劑量大,外加劑損失量大。硬石膏對木鈣類影響更加顯著,甚至會出現(xiàn)急凝(假凝)現(xiàn)象。

2.4水泥細度和顆粒級配的影響

        水泥廠家常常為了達到水泥新標準要求,提高市場競爭力,加強研磨,提高水泥的細度從而提高強度。水泥過細,需水量大,同樣會吸附外加劑量更大,外加劑損失量大;同時過細的水泥在研磨時溫度更高,也會使更多的水合石膏分解成無水石膏,無水石膏含量提高,與外加劑的適應性也會變差。水泥的顆粒級配不好,水泥凈漿泌水率大的水泥與外加劑適應性較差。

2.5水泥的堿含量

        堿含量過高(堿含量>0.8%)的水泥或堿含量過低(堿含量<0.5%)的水泥,也容易與外加劑產(chǎn)生不適應。水泥中堿主要來源于所用原材料,特別是石灰和粘土。含堿量過高或過低的水泥,在某些品種外加劑加入時,會引起水泥中石膏溶解度變化,使水泥礦物成分C3A水化速率加快,需水量增大,工作度損失也變快。這時加入可溶性Na2SO4,能夠提高其與外加劑的適應性。粉煤灰、礦粉的摻入能夠與水泥的水化產(chǎn)物Ca(OH)2發(fā)生二次反應,降低混凝土的堿度,使外加劑與水泥的適應性有所改善。

2.6粉煤灰與外加劑的適應性

        粉煤灰過細,也會要多一些的外加劑分散粉煤灰顆粒;粉煤灰燒失量越大(即含碳量越大),需水量越大,對外加劑影響越大,碳粒粗大多孔,容易吸水,吸附外加劑的能力強,使外加劑的摻量增加,特別是對引氣劑影響大。

2.7骨料的影響

        骨料的含泥量、泥塊含量大,大量的粘土細粒會吸收更多的水份,消耗更多外加劑,使新拌混凝土和易性變差,容易離析,坍落度損失大,還影響混凝土強度;混凝土配合比不當,砂率不合理,也會增加坍落度的損失。砂率偏小,混凝土也容易離析、爬底,混凝土坍落度損失大;砂率偏大,過多的砂需要更多的水份潤濕,使混凝土坍落度變小,也影響混凝土強度;骨料的級配不良,特別的缺少中間粒級的骨料,也容易造成混凝土離析、爬底,混凝土坍落度損失大,影響混凝土質(zhì)量。

3、相關(guān)對策

       解決外加劑與水泥的不相適應問題,重在預防,注重材料的選擇和進場材料的檢測。外加劑與水泥的適應性是個較復雜的問題,出現(xiàn)外加劑與水泥的不相適應問題,混凝土廠家應及時采取對策。根據(jù)情況,以實驗為基礎,分析查找原因,調(diào)整混凝土配合比,提高出廠坍落度,減少坍落度損失。

        通?？梢哉{(diào)整粉煤灰用量,提高外加劑用量,提高外加劑在混凝土中的液相殘留,保持水灰比不變,提高水泥用量,但這無疑又提高了單方造價。生產(chǎn)時亦可采用二次添加法,即將出廠坍落度控制在80～100,到工地使用前用外加劑溶液強攪約2min調(diào)整到140,這樣處理更加經(jīng)濟有效?；炷翉S家水泥常因庫存量大,需要外加劑去適應水泥,即要外加劑廠家調(diào)整配方,根據(jù)混凝土廠家使用的水泥調(diào)整外加劑中減水劑、緩凝劑的品種和摻量,或增加保塑劑、氣泡穩(wěn)定的引氣劑等。施工時對混凝土配合比的確定,需要考慮到混凝土的凝結(jié)時間,外加劑中應有緩凝成份。較高的氣溫突然驟降,混凝土中外加劑用的過多,沒有及時調(diào)整配方,造成混凝土長時間不凝結(jié),會嚴重影響混凝土強度。夏季施工應避開高溫風大的中午時段,對原材料進行降溫處理。施工中砂率配合比的確定,應根據(jù)砂細度的大小,粗骨料的孔隙率進行相應調(diào)整。