不同外加劑對(duì)混凝土性能的影響

0前言目前我國(guó)鋼筋性能研究已經(jīng)從400、500MPa研究發(fā)展到600MPa高強(qiáng)性能鋼筋，管俊峰等在2016年就開(kāi)始研究600MPa鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)工程中的使用性能。只有鋼筋和混凝土的性能同時(shí)提升，兩者之間結(jié)合才能發(fā)揮出更大的使用性能與效益，因此，在現(xiàn)代工程發(fā)展中混凝土性能的改善、提高是重要問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)混凝土能在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)具有優(yōu)良性能，功能性外加劑作為混凝土拌合物中重要組成材料之一，是實(shí)現(xiàn)混凝土高性能化的重要手段。通過(guò)添加適量的外加劑，可以提高混凝土的強(qiáng)度、改善混凝土的性能、減少水泥的用量、節(jié)約資源、降低成本，加快工業(yè)化發(fā)展。用較少的功能外加劑就可以對(duì)混凝土的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而滿(mǎn)足不同服役性能的材料或結(jié)構(gòu)對(duì)外加劑的要求。因此，科學(xué)地選擇外加劑的種類(lèi)、性能、用量對(duì)提高現(xiàn)代混凝土工程建設(shè)的質(zhì)量具有重要作用。1外加劑種類(lèi)現(xiàn)代土木工程中用到的混凝土，在其攪拌過(guò)程中都會(huì)加入少量不同功能的外加劑，從而可以有效改善混凝土的性能?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外混凝土建筑物中最常用的混凝土外加劑類(lèi)型有早強(qiáng)劑、減水劑、引氣劑、泵送劑、緩凝劑等幾種。我國(guó)根據(jù)各類(lèi)建筑物的特性，提出了適用于不同建筑物的外加劑的勻質(zhì)性能標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表1。2常用外加劑對(duì)混凝土性能影響2.1高效減水劑混凝土外加劑中使用最廣泛的是減水劑。對(duì)于坍落度相同的混凝土而言，混凝土攪拌中加入少量減水劑能減少混凝土拌和用水量。對(duì)于減水劑的發(fā)展經(jīng)歷可以簡(jiǎn)要地概括為:由早期的木質(zhì)素磺酸鹽到后來(lái)的聚合物高效減水劑(萘系和三聚氰胺系)再到目前的聚羧酸系高性能減水劑。在現(xiàn)代混凝土建筑物中使用最多、效率最好的高效減水劑是聚羧酸系減水劑。張子琴等研究表明聚羧酸系高效減水劑的分子結(jié)構(gòu)有利于提高混凝土的強(qiáng)度和抗裂性能，對(duì)混凝土干縮、絕熱溫升的影響很小。2.2緩凝劑現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外使用的緩凝劑大體可以分為兩類(lèi)，另一類(lèi)是無(wú)機(jī)緩凝劑，一類(lèi)是有機(jī)緩凝劑。無(wú)機(jī)緩凝劑是與混凝土發(fā)生反應(yīng)，在混凝土表面生成一種難溶的薄膜達(dá)到延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間的目的;有機(jī)緩凝劑不僅吸附在混凝土表面而且可以在水化硬化過(guò)程中吸附在新物質(zhì)上，并使其穩(wěn)定從而改變晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，兩種反應(yīng)機(jī)理都可以達(dá)到抑制混凝土性能的改變，延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間。摻入一定量的緩凝劑，可以使混凝土保持較長(zhǎng)時(shí)間的塑性性能，緩凝劑和減水劑共同使用可以提高混凝土強(qiáng)度。緩凝劑對(duì)混凝土早期強(qiáng)度會(huì)有一定的影響，對(duì)于工程施工進(jìn)度可能不利。2.3早強(qiáng)劑現(xiàn)代混凝土建筑物常用的早強(qiáng)劑可以分為以下幾類(lèi):強(qiáng)電解質(zhì)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)、水溶性有機(jī)化合物類(lèi)(如三乙醇胺)、其他有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)鹽復(fù)合物等，目前最常用、效果最好的早強(qiáng)劑是三乙醇胺。早強(qiáng)劑通過(guò)與混凝土拌合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土的密實(shí)度提高，減少混凝土孔隙率，從而提高混凝土的早期強(qiáng)度。摻入適量早強(qiáng)劑雖然混凝土表面的早期強(qiáng)度提高了，但是也導(dǎo)致了混凝土中膠體含量較少?gòu)亩@得結(jié)晶體含量較多，使混凝土彈性模量達(dá)不到規(guī)范規(guī)定值，在后期混凝土長(zhǎng)期的使用過(guò)程中產(chǎn)生較大的收縮徐變，嚴(yán)重時(shí)可以縮短混凝土建筑物正常使用壽命。2.4引氣劑20世紀(jì)30年代，引氣劑由美國(guó)人提出。引氣劑能使混凝土在攪拌過(guò)程中形成大量穩(wěn)定而封閉的微小氣泡，可以改善混凝土的和易性和耐久性。單旭輝等研究表明，在水泥用量和坍落度都相等的情況下，對(duì)不同摻量的引氣劑進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)混凝土含氣量以及相應(yīng)抗壓強(qiáng)度損失率隨著加入引氣劑增多也跟著加大;在含氣量小于6%時(shí)，隨著含氣量的增加，在抗壓強(qiáng)度有所損失的同時(shí)，其韌性隨著增加。3結(jié)束語(yǔ)本文著重對(duì)混凝土外加劑的種類(lèi)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述，各規(guī)范對(duì)混凝土外加劑勻質(zhì)性的性能指標(biāo)，以及現(xiàn)代混凝土施工過(guò)程中常用幾種混凝土外加劑對(duì)混凝土性能的影響。由以上論述可知，外加劑