隨著技術的進步,混凝土外加劑已成為除水泥、粗細骨料、摻合料和水以外的第5種必備材料,摻外加劑是混凝土配合比優化設計和提高混凝土耐久性的一項重要措施。因此新修訂的《水工混凝土施工規範》(DL/T5144-2001)強調,水工混凝土中必須摻加適量的外加劑。
5.1
1、混凝土外加劑的分類
混凝土外加劑按其主要功能可分為以下4類:
(1)改善混凝土拌和物流變性能的外加劑。包括普通減水劑和高效減水劑、引氣劑和泵送劑等。
(2)調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。
(3)改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻鏽劑等。
(4)改善混凝土其他性能的外加劑。包括膨脹劑、防凍劑、著色劑等。
水工混凝土常用的外加劑種類主要有減水劑、緩凝劑、引氣劑以及各種複合性的外加劑,如緩凝減水劑或緩凝高效減水劑、早強減水劑、引氣減水劑,根據特殊需要,也摻用其它種類的外加劑,如泵送劑、防水劑、防凍劑等等。
2、減水劑
減水劑又稱塑化劑或分散劑。拌和混凝土時加入適量的減水劑,可使水泥顆粒分散均勻,同時將水泥顆粒包裹的水份釋放出來,從而能明顯減少混凝土用水量。
減水劑的作用是在保持混凝土配合比不變的情況下,改善其工作性;或在保持工作性不變的情況下減少用水量,提高混凝土強度;或在保持強度不變時減少水泥用量,節約水泥,降低成本。同時,加入減水劑後混凝土更為均勻密實,改善一系列物理化學性能,如抗滲性、抗凍性、抗侵蝕性等,提高了混凝土的耐久性。
3、緩凝劑
緩凝劑能延緩混凝土凝結硬化時間,便於施工;能使混凝土漿體水化速度減慢,延長水化放熱過程,有利於大體積混凝土溫度控制。緩凝劑會對混凝土1~3 d早期強度有所降低,但對後期強度的正常發展並無影響。
一般緩凝劑可使混凝土的初凝時間延長1~4 h,但這對高溫情況下大倉面混凝土施工是不夠的。為了滿足高溫地區和高溫季節大體積混凝土施工需要,國家“八五”科技攻關項目研究出了高溫緩凝劑,這種緩凝劑能在氣溫為(35+2)℃、相對溼度為(60+5)%的條件下混凝土初凝時間為6~8 h。目前在三峽等工程中大量使用的緩凝高效減水劑,通過適當增加摻量,都可使混凝土初凝時間達到6~8 h以上,滿足了35℃左右高溫季節大倉面混凝土施工需要。
4、引氣劑
引氣劑是一種表面活性物質,是混凝土常用的外加劑之一,它能使混凝土在攪拌過程中從大氣中引入大量均勻封閉的小氣泡,使混凝土中含有一定量的空氣。好的引氣劑能引入混凝土中的氣泡達10億個之多,孔徑多為0.05~0.2 mm,一般為不連續的封閉球形,分佈均勻,穩定性好,這樣能顯著提高混凝土的抗凍性、耐久性(三峽工程內部混凝土抗凍融循環次數達150次以上,外部混凝土達300次以上)。
5、複合外加劑
複合外加劑是具有兩種以上主要功能的外加劑,如緩凝減水劑同時具有緩凝和減水功能,引氣減水劑同時具有引氣和減水功能。
許多水電工程,特別是三峽工程,將兩種外加劑複合使用,如緩凝高效減水劑和引氣劑複合,同時具有高效減水、引氣、緩凝作用,取得了很好的效果,既滿足了大倉面澆築混凝土緩凝的要求,又達到了減水和提高耐久性的目的