混凝土外加劑的應(yīng)用方法
由于外加劑的應(yīng)用,混凝土施工技術(shù)的新工藝如泵送、噴射等才能實(shí)現(xiàn);特殊工程需要的如特殊防水混凝土、流態(tài)混凝土、速凝混凝土、高強(qiáng)混凝土等才可能出現(xiàn);同時(shí)為結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強(qiáng)開辟了途徑;為大面積的現(xiàn)澆和結(jié)構(gòu)大型化創(chuàng)造了條件。幾乎各種混凝土都可以摻用外加劑,但必須根據(jù)工程需要、施工條件和施工工藝等選擇合適的外加劑。對(duì)一般混凝土主要采用普通減水劑,配早強(qiáng)、高強(qiáng)混凝上時(shí)采用高效減水劑;在氣溫高時(shí),摻用引氣性大的減水劑或緩凝減水劑,在氣溫低時(shí),一般不用單一的引氣型減水劑,多用復(fù)合早強(qiáng)減水劑;為了提高混凝土的和易性,一般要摻引氣減水劑;濕熱養(yǎng)護(hù)混凝土多用非引氣型高效減水劑。北方低溫施工的混凝土要采用防凍劑,有防水要求時(shí)需采用防水劑、抗?jié)B劑,高層建筑、大體積結(jié)構(gòu)采用泵送混凝土?xí)r應(yīng)使用泵送劑等。根據(jù)不同混凝土施工及性能要求選用外加劑種類,各種外加劑有各自的特點(diǎn),不宜互為代用,如將高效減水劑作普通減水劑用,普通減水劑當(dāng)早強(qiáng)減水劑用都是不合適的,也是不經(jīng)濟(jì)的。
商品混凝土攪拌站使用的大部分外加劑是復(fù)配制成的水劑產(chǎn)品,有些是外加劑生產(chǎn)廠直接生產(chǎn)的水劑產(chǎn)品,有些是較遠(yuǎn)的廠家提供粉劑產(chǎn)品由攪拌站自行在站內(nèi)復(fù)配。由于攪拌站自行復(fù)配受場(chǎng)地、設(shè)備、技術(shù)力量的限制,專業(yè)化及多品種復(fù)配往往難以實(shí)現(xiàn),看起來(lái)節(jié)約成本實(shí)際上可能得不償失。外加劑使用不當(dāng)而造成的危害和經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其本身價(jià)值。因此選擇一家或幾家生產(chǎn)穩(wěn)定、在附近有水劑生產(chǎn)廠或復(fù)配站的供應(yīng)商尤為重要。太遠(yuǎn)的水劑供應(yīng)不經(jīng)濟(jì),就近選擇水劑廠具有便捷性、經(jīng)濟(jì)性。如上海泰標(biāo)建材廠在多個(gè)大城市建立了水劑復(fù)配站,并派技術(shù)人員駐地指導(dǎo),實(shí)時(shí)調(diào)配,給攪拌站提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)就是很好的模式。滿足規(guī)模、穩(wěn)定、就近幾個(gè)條件的外加劑品牌產(chǎn)品就可以取樣(送樣)試用。
外加劑還存在與水泥相容性、適應(yīng)性問(wèn)題。不同品種的水泥,其礦物組成、調(diào)凝劑、混合材及細(xì)度等各不相同,若在外加劑和摻量均相同的情況下,則應(yīng)用結(jié)果(減水率、坍落度、泌水離析等)會(huì)有差別。在初步選用外加劑品牌后,就要進(jìn)行水泥與外加劑適應(yīng)性試驗(yàn)。外加劑適應(yīng)性試驗(yàn)方法及步驟:(見GB50119-2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》)。
1.將玻璃板放置在水平位置,用濕布將玻璃板、截錐圓模、攪拌器及攪拌鍋均勻擦過(guò),使其表面濕而不帶水滴。
2.將截錐圓模放在玻璃板中央,并用濕布覆蓋待用。
3.稱取水泥600克,倒入攪拌鍋內(nèi)。
4.稱取不同摻量的該種外加劑試樣分別進(jìn)行試驗(yàn)。
5.加入210克水,攪拌4分鐘。
6.將拌好的凈漿迅速注入截錐圓模內(nèi),用刮刀刮平,將截錐圓模按垂直方向提起,同時(shí),開啟秒表計(jì)時(shí),到30秒時(shí)用直尺量取流淌水泥凈漿互相垂直的兩個(gè)方向的最大直徑,取平均值作為水泥凈漿初始流動(dòng)度。此水泥凈漿不再倒人攪拌鍋內(nèi)。
7.已測(cè)定過(guò)流動(dòng)度的水泥漿應(yīng)棄去,不再裝入攪拌鍋中,水泥凈漿停放時(shí),應(yīng)用濕布覆蓋攪拌鍋。
8.剩留在攪拌鍋內(nèi)的水泥凈漿,加水后30分鐘、60分鐘后開啟攪拌機(jī),攪拌4分鐘,按第6條的方法分別測(cè)定相應(yīng)時(shí)間的水泥凈漿流動(dòng)度。
9.試驗(yàn)結(jié)果分析:繪制以摻量為橫坐標(biāo),流動(dòng)度為縱坐標(biāo)的曲線。其中飽和點(diǎn)(外加劑摻量與水泥凈漿流動(dòng)度化曲線的拐點(diǎn))外加劑摻量低、流動(dòng)度大、流動(dòng)度損失小的外加劑對(duì)水泥的適應(yīng)性好。
對(duì)于攪拌站較長(zhǎng)期大量使用的水泥品種,若適應(yīng)則外加劑可用,若不適應(yīng)則考慮試用別的品牌外加劑。另外,還需進(jìn)行正常的取樣檢驗(yàn),質(zhì)量合格的外加劑才能用于生產(chǎn)并跟蹤質(zhì)量。
二、外加劑的調(diào)配方法及配合比設(shè)計(jì)調(diào)整
對(duì)不同的氣候差異、集料差異、水質(zhì)差異、摻合料差異及摻加方法等方面的變化均有可能引起對(duì)外加劑成分的調(diào)配和摻量的調(diào)整。
1.氣候差異。
(1)冬季施工外加劑的調(diào)配。冬季施工由于氣溫低,坍落度損失小,但強(qiáng)度發(fā)展會(huì)受到阻礙。要達(dá)到早強(qiáng)防凍,較為經(jīng)濟(jì)又有效的辦法是:應(yīng)用早強(qiáng)水泥,使用早強(qiáng)劑、早強(qiáng)減水劑或減水劑復(fù)合早強(qiáng)劑。在南方氣溫不太低的冬季,只需復(fù)配廠在減水劑中減少木鈣和糖分含量,或者減水劑用量可適當(dāng)減少。
(2)夏季施工外加劑的調(diào)配。夏季施工混凝土由于原材料、攪拌、運(yùn)輸?shù)臏囟雀撸謸]發(fā)快,反應(yīng)速度快,因而坍落度損失大,混凝土容易變稠、變硬。變稠不易泵送,干燥塊硬使混凝土硬化初期易發(fā)生裂縫和出現(xiàn)混凝土每層之間結(jié)合不好等問(wèn)題。因而,夏季施工混凝土必須增大流動(dòng)性,并延緩凝結(jié)時(shí)間,摻加緩凝劑或緩凝減水劑是極為有效的。一般可選用木鈣、糖蜜、腐植酸等,必要時(shí)可用高效減水劑或采用復(fù)合措施。
(3)負(fù)溫下施工外加劑的調(diào)配。除使用復(fù)合防凍劑外,下列低溫早強(qiáng)減水劑能使混凝土在溫度降至O℃前就能獲得必要的強(qiáng)度并能在以后繼續(xù)硬化。a,高效減水劑(0.25%)和三乙醇胺(0.03%)復(fù)合使用。b.三乙醇胺(0.05%)、氯化鈉(1%)、亞硝酸鈉(1%)復(fù)合劑。c.減水劑、三乙醇胺(0.05%)復(fù)合使用。d.硫酸鈉(2%~3%)和三乙醇胺(0.03%)復(fù)合使用。
以上幾類低溫早強(qiáng)劑必須結(jié)合工程實(shí)際作出現(xiàn)場(chǎng)試配,經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證可行后才能在工程上應(yīng)用。
2.集料差異。
(1)碎石、卵石作為配料時(shí),對(duì)混凝土拌和物流動(dòng)度、和易性有較大的影響。碎石作骨料,雖然水泥石膠結(jié)牢固強(qiáng)度大,但因碎石有棱角,不易流動(dòng),摻外加劑要相應(yīng)的增加摻量。卵石圓滑,摻外加劑可適當(dāng)減量。
(2)細(xì)集料為粗砂、中砂和細(xì)砂,不同的細(xì)度模數(shù)對(duì)混凝土拌和物的和易性有很大影響,也影響了外加劑的摻人量。砂子粗時(shí),流動(dòng)度差,相應(yīng)增加摻量;砂子細(xì)時(shí),流動(dòng)度好,可相應(yīng)減少外加劑摻量。
3.水質(zhì)差異。
混凝土及砂漿的拌和用水,通常使用自來(lái)水和不含有害物質(zhì)且清潔的井水、河水、湖水及溪澗水(PH值不得小于4),但不得使用沼澤水、泥炭地下水、工廠廢水及含礦物質(zhì)較高的硬水。水中含有脂肪、植物油、糖類及游離酸等雜質(zhì)時(shí)也禁止使用。不得使用海水和其他含有鹽類的水拌制混凝土。
當(dāng)使用的拌和水有改變時(shí),如原來(lái)采用自來(lái)水后來(lái)用河水,由于水質(zhì)的不同,外加劑的摻量也會(huì)受一定的影響,先要經(jīng)試配,測(cè)坍落度大小,看泌水離析是否發(fā)生,是否嚴(yán)重,再確定外加劑用量。
4.摻合料差異。
摻粉煤灰、礦渣粉取代水泥,摻量較大,均超過(guò)了5%,40%也常見。這些礦物摻合料對(duì)外加劑的敏感度雖不如水泥,但也需要考慮與外加劑相容性、適應(yīng)性的問(wèn)題。
當(dāng)摻早強(qiáng)劑的混凝土中配摻合料后,其早強(qiáng)效果要略低于不配摻合料的。而在應(yīng)當(dāng)摻入緩凝劑的混凝土中,則由于摻入了礦物摻合料可以少摻或者不摻也可取得同樣效果。摻鋼筋防銹劑時(shí)與混凝土的含堿量有關(guān),摻入礦物摻合料后會(huì)降低混凝上含堿量,防銹劑應(yīng)適當(dāng)增加一些。速凝劑與礦物摻合料相容性也必須注意,摻合料會(huì)延長(zhǎng)速凝劑的初、終凝時(shí)間??傊趽胶狭嫌昧看?大于水泥用量20%以上)時(shí),必須考慮與外加劑適應(yīng)性,必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn),經(jīng)調(diào)整摻量或配方而達(dá)到預(yù)期效果。
5.摻加方法差異。
在混凝土攪拌過(guò)程中,外加劑的摻加方法對(duì)外加劑的使用效果影響較大,也影響了外加劑的摻量。如減水劑摻加方法大體分為先摻法(在拌和水之前摻入),同摻法(與拌和水同時(shí)摻入),滯水法(在攪拌過(guò)程中減水劑滯后于水2~3分鐘加入),后摻法(在拌和后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間才按1次或幾次加入到具有一定含量的混凝土拌和物中,再經(jīng)2次或多次攪拌)。使用萘系高效減水劑以后摻法為好;使用木鈣類減水劑用同摻法為好。根據(jù)不同的摻加法,經(jīng)試拌確定外加劑的摻量。
一般地說(shuō),外加劑對(duì)混凝土配合比沒(méi)有特殊要求,可按普通方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。但在減水或節(jié)約水泥的情況下,應(yīng)對(duì)砂率、水泥用量、水灰比等作適當(dāng)調(diào)整。
(1)砂率。砂率對(duì)混凝土的和易性影響很大。由于摻入減水劑后和易性能獲得較大改善,因此砂率可適當(dāng)降低,其降低幅度為1%~4%,如木鈣可取下限1%~2%,引氣性減水劑可取上限3%~4%。若砂率偏高,則降低幅度可增大,因?yàn)檫^(guò)高的砂率不僅影響混凝土強(qiáng)度,也給成型操作帶來(lái)一定困難。具體配比均應(yīng)由試配結(jié)果來(lái)確定。
(2)水泥用量?;炷林袚接脺p水劑均有不同程度節(jié)約水泥的效果,使用普通減水劑可節(jié)約5%~10%,使用高效減水劑可節(jié)約10%~15%。用高強(qiáng)度等級(jí)水泥配制混凝土,摻減水劑可節(jié)約更多的水泥。
(3)水灰比。摻減水劑混凝土的水灰比應(yīng)根據(jù)所摻品種的減水率確定。在節(jié)約水泥后為保持坍落度相同,其水灰比與未省水泥時(shí)相同或者增加約0.01~0.03。
三、商品混凝土試配、生產(chǎn)、施工成型中摻外加劑的注意事項(xiàng)
1.投料均勻。外加劑水劑貯存在池庫(kù)中,所含固體顆粒有下沉的趨勢(shì),底部濃度大,上層濃度小,生產(chǎn)時(shí)應(yīng)避免在最底層或最上層取料,或攪動(dòng)后取料。試配時(shí),將存放樣品的容器桶搖勻后稱取,利于試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
2.計(jì)量準(zhǔn)確。外加劑雖然摻量小,但對(duì)混凝土的性能影響巨大。如稱量料斗出問(wèn)題,摻量過(guò)大,不僅在經(jīng)濟(jì)上不合算,而且可能造成嚴(yán)重的工程質(zhì)量事故。如木鈣摻量大于水泥質(zhì)量的0.5%,會(huì)引入過(guò)量空氣而使初凝緩慢,降低混凝土早期強(qiáng)度,糖蜜、腐植酸類減水劑也有同樣情況,甚至混凝土幾天還不凝結(jié)硬化,國(guó)內(nèi)由此造成的事故也不少,如某攪拌站供某工地混凝土,一層樓不硬化,打掉后,攪拌站賠款40多萬(wàn)元。
3.坍落度損失補(bǔ)償措施。攪拌車到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,如因路程長(zhǎng),壓車等待等原因造成坍落度損失大,甚至泵不出去的情形,不準(zhǔn)隨意加水,可采取減水劑后摻法,進(jìn)行二次流化,即摻加與原配合比相同的泵送劑(減水劑),在攪拌筒內(nèi)進(jìn)行2分鐘的高速攪拌,攪勻后方可卸料,此法必須嚴(yán)格掌握,要有技術(shù)人員在場(chǎng)。
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