如何应对混凝土外加剂产生的负面效应.pdf

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1、如何应对混凝土外加剂产生的负面效应如何应对混凝土外加剂产生的负面效应导言导言外加剂已经成为混凝土不可缺少的组分，在混凝土生产中广泛应用，科学地使用外加剂，才能获得良好的效果。使用外加剂时要结合实际工程建设需求，制定合理、可行技术方案，同时也要提高施工人员质量意识，保证混凝土质量。由专业人员通过试验试配来确定外加剂的用量，进一步将外加剂的作用和价值充分的凸显出来，但在生产实践中经常遇到因外加剂的选择和使用不当造成的工程质量事故。常用外加剂可能对混凝土性能产生的负面效应主要有以下几个方面：外加剂品种对混凝土性能的负面影响外加剂品种对混凝土性能的负面影响减水剂的主要作用是在用水量不变的条件下，提高混

2、凝土的坍落度，或者在保持坍落度不变的情况下降低用水量，提高混凝土强度、耐久性。在生产实践中要掌握好减水剂的掺量，才能发挥好其作用否则会适得其反，造成混凝土离析、泌水。了解减水剂对混凝土的不利方面，有利于更好地使用减水剂获得满意的效果。1.1.普通减水剂普通减水剂木质素类减水剂是普通减水剂的代表，也是第一代减水剂，该类减水剂与水泥适应性差。尤其当遇到水泥中使用硬石膏或工业石膏作调凝剂时，该类减水剂会影响石膏的溶解度造成水泥速凝。此外，木钙具有一定的引气性，使用不当或掺量过大会导致混凝土含气量增加，硬化强度下降，尤其是对蒸养混凝土表现更为明显。木质素减水剂也具有一定的缓凝作用，在使用该减水剂时应注

3、意掺量控制，防止缓凝事故的发生。2.2.高效减水剂高效减水剂以萘系和脂肪族减水剂为代表的高效减水剂，也是第二代减水剂，萘系和脂肪族减水剂较木质素类减水剂的减水率有所提高，其饱和减水率可以超过 20%，水泥与外加剂适应性好时，减水率甚至可以接近 30%。但萘系和脂肪族高效减水剂在使用过程中常常会遇到混凝土坍落度经时损失大的现象，造成这一现象往往是由于水泥和外加剂适应性不好引起的，因此，使用时应注意外加剂与水泥适应性的调整。一般来说，高浓度型萘系高效减水剂无论塑化效果或保塑效果都优于低浓产品，但用于碱含量较高（或缺硫）的水泥中，高浓型萘系虽然有效成分含量高、但塑化及保塑效果却不如低浓型。氨基磺酸盐

4、系高效减水剂虽然减水率大，但单一使用会增大混凝土离析、泌水，需要与增稠组分和保水组分复合使用。脂肪族高效减水剂会对混凝土染色并伴有泌水现象，清水混凝土及有外观饰面要求的混凝土不宜使用。3.3.早强剂、防冻剂早强剂、防冻剂混凝土早强剂多为无机盐类，不仅可以提高混凝土早期强度，掺量大时对混凝土后期强度不利。使用氯盐早强剂会加速混凝土内部钢筋或金属预埋件锈蚀，导致混凝土结构耐久性下降和使用寿命缩短的严重危害，而且使用掺加氯盐早强剂的钢筋混凝土构件，采用蒸汽养护时钢筋锈蚀破坏远远大于自然养护；硫酸盐早强剂掺量过多就会造成前期强度增长过快而后期强度很少增长或不增长的问题，使混凝土的整体强度不高，甚至形成

5、真正的“豆腐渣”工程；钠盐早强剂会增加混凝土的碱含量，增加发生碱-骨料反应的风险。在防冻剂的实际使用过程中，也要掌控好用量，部分使用者并没有掌控好早强剂的使用量，会引起混凝土后期强度倒缩、钢筋腐蚀及碱-骨料反应。4.4.缓凝剂缓凝剂糖类缓凝剂（如蔗糖、糖蜜）能有效抑制 C3A 早期的水化，糖蜜后期增强效果好，但对水泥适应性差，用于以硬石膏或工业石膏作调凝剂的水泥会产生假凝。此外，糖类缓凝剂多温度比较敏感，温度较低时缓凝效果更明显，应根据温度变化及时调整掺量。柠檬酸、三聚磷酸钠、硫酸锌可增大水泥塑化效果，但也会增大混凝土的泌水和收缩。葡萄糖酸钠能有效抑制C3A水化并有较高的减水效果，但用于 C3

6、A 较低的水泥缓凝效果不如糖类混凝剂。此外，高碱水泥不宜采用酸性缓凝剂（如柠檬酸），而宜使用碱性缓凝剂（如三聚磷酸钠）。5.5.引气剂引气剂混凝土在掺入引气剂后，混凝土的空隙中产生大量的微小气泡，大多数气泡都汇集在毛细孔道上，由于大量微小的气泡对这些毛细孔道造成阻塞，引气剂表面的天然憎水基团对水分形成的包裹作用，使水分无法通过毛细孔道渗透被切断，由此提高混凝土的抗渗性。但是微小气泡引入过多会使混凝土内的毛细孔道管网扩大，过多的气泡数量，减小了气泡间距，大量的小气泡被融合为大气泡后溢出混凝土表面，较大的气泡滞留在混凝土内部，无法阻塞水分渗透，还会增大混凝土的孔隙率。掺加引气剂在混凝土的内部产生独

7、立存在的微小气泡改变混凝土的易溶性，引气剂在混凝土搅拌过程中可以引入大量可以稳定存在的均匀微小的气泡，这些气泡由于自身的憎水与亲水基团改善了混凝土内部的毛细孔道网，减小了水灰比，而对新拌混凝土性质和硬化混凝土性质产生了影响。6.6.膨胀剂膨胀剂不同膨胀剂其掺量范围也不同，只有掺入足量的膨胀剂才能保证混凝土的膨胀率。但掺量过多的膨胀剂使混凝土膨胀过大其内部出现微裂纹，引起混凝土的强度、抗渗性下降而耐久性不足。膨胀剂掺量大，碱含量高，使用时往往会造成混凝土坍落度损失大，实践中有不少搅拌站对掺加膨胀剂的混凝土有所顾忌，必须提前进行大量试验比对，选择与膨胀剂相容性较好的泵送剂。温度与湿度对膨胀剂效果影

8、响甚大，低温非湿养护不仅起不到补偿收缩的作用，甚至会增加裂缝出现的概率。如在大体积混凝土中胶凝材料水化放热时达到的最高温度可能会超过钙矾石的分解温度，使水泥水化初期产生的钙矾石分解，但当混凝土温度降低以后，在硬化混凝土内重新生成钙矾石。这种复活的钙矾石在水化初期表现为补充收缩混凝土的膨胀能损失，不能达到补偿温度收缩的目的，而后期表现为混凝土的提早收缩。外加剂掺量对混凝土性能的负面效应外加剂掺量对混凝土性能的负面效应1.1.高效减水剂高效减水剂当今工程中使用的减水剂品种很多，各种不同的减水剂合理的掺量各不相同。如掺量不足，塑化减水效果不明显；过量掺量塑化减水效果提高的同时，会大幅增加混凝土含气量

9、，降低混凝土缓凝和强度效果。现在最常用的高效减水剂的减水功能与水泥关系密切，哪怕是同品牌同品种的水泥，组成其矿物料比例、碱含量和粉磨细度等的变化而不同。高效减水剂掺量正常时，新拌混凝土坍落度会随用量的增加而增加，但超过饱和点以后，再增大到一定量以后在增加掺量，不但减水率不在增长，混凝土的泌水率也随之增大，凝结时间延长。聚羧酸减水剂的掺量一般在 0.15%0.25%；脂肪族减水剂和萘系减水剂折固用量一般为 0.5%1%，当使用固含量 40%左右的液体时，其掺量为 1.5%2.5%。2.2.缓凝剂缓凝剂缓凝剂是当前工程界使用量最大的外加剂之一。缓凝剂用量少时，无法达到预期缓凝效果，过量加入会造成混

10、凝土长时间不凝固或增大混凝土开裂的倾向。磷酸盐类缓凝剂掺量为 0.060.1%，使用三聚磷酸钠时，应注意其在水中初始溶剂度可达 35g/110g，数日后反而降低至初始的 1/21/3，因此会有白色沉淀。葡萄糖酸钠的掺量为 0.060.1%。由于当前水泥磨得过细，强度上升得过快，初凝和终凝时间过短，如果在高温大风等环境下施工，再加上某些施工操作工艺的需求，使用缓凝剂就尤为必要。但掺量过少缓凝不足而造成假凝和裂缝，掺量过多易发生裂缝。3.3.早强剂早强剂早强剂过量加入，虽然混凝土早期效果好，但后期强度损失大，盐析加剧影响混凝土饰面，增加混凝土的导电性能及增加混凝土开裂的风险。盐类早强剂用量一般比较

11、大，如硫酸钙掺量为0.5%3.0%，有机化合物早强剂掺量较小，一般低于 0.1%。实践中很多情况下都是使用复合使用。4.4.引气剂引气剂引气剂过量加入，混凝土工作性反而降低，更会影响混凝土抗压强度、抗渗、抗碳化性能。脂肪酸类引气剂一般用量为 0.005%0.02%，引气量 2%5%；松香树脂酸类掺量一般为0.003%0.02%，引气量 3%6%；皂甙类掺量0.005%0.05%，引气量，2%4%。合理使用外加剂的思考合理使用外加剂的思考1.1.外加剂掺量多少外加剂掺量多少外加剂合理的掺量并非固定，是随着水泥的品种和细度、混合材料品种及掺量、硬化温度、掺加时间等因素的变化而变化，因此，取得合理掺

12、量只有通过相应工程、特定工序而进行的具体试验检验来确定。外加剂掺量不足会使混凝土的减水率、和易性变差，混凝土的坍落度经时损失大，运输距离不远而达不到施工现场和易性要求。当预拌混凝土生产过程中某些原材料与试验材料不同，即使配合比不变，但不足的外加剂掺加会引起混凝土的初始坍落度和扩展度变小，流动性变差而造成施工困难。同样如果外加剂过量掺加，造成混凝土的减水率太大，坍落度太大，流动性太好，混凝土拌合物会出现离析、泌水、板结现象，甚至泵送时可能会堵塞泵管。如掺多了缓凝剂会使混凝土凝结时间增长，浇筑初期水化反应太微弱，混凝土的坍落度持续，凝结时间太长，影响接续工序的进程，甚至影响混凝土硬化后的性能。2.

13、2.外加剂性能的优选外加剂性能的优选混凝土外加剂的品种类型复杂多样，不同类型的外加剂所起的作用亦不相同，如减水、早强、缓凝、抗冻、也有防水等不同作用。有时外加剂的作用并不是单一的而是呈综合表现之势展现，其发展趋势主要呈现高性能化、多功能化的特点。多样化复配外加剂时需要充分利用各组分的互补作用，需要采取合成与复配并重的方案才能实现。3.3.优选外加剂掺入方式优选外加剂掺入方式不同的外加剂掺加方法不同，如掺加减水剂方法由先掺法、同掺法、滞水法和后掺法，不同的掺加方法出现不同的使用效果；另外减水剂品种的不同，作用机理也不同，需要不同的掺加方法才能取得相应的效果。4.4.严格进行试验严格进行试验由于外

14、加剂有负面作用，在施工过程中可以采取措施减少甚至避免使用外加剂也能达到相似的效果。如可以用高温时段施工而不掺早强剂，或提高水泥的细度或采用 R 型的高标号水泥，同样可以达到快速反应和早强的功效。综合分析和试验比对掺加的外加剂，保证正面作用，尽量少负面作用，有时忽略；宁可不用那种负面作用甚大的外加剂，会影响混凝土质量。5.5.与水泥等胶凝材料的适应性分析与水泥等胶凝材料的适应性分析在拌制水泥混凝土时掺加经检验符合有关标准的某种外加剂，若能与水泥产生应有效果的外加剂是相容的，反之则不相容性。如出现相容性不好的外加剂及时调整，直到与水泥相容性良好并经配合比验证后投入生产使用。有时出现平行样品时，采取对选择最佳品牌掺量的外加剂和对应品牌水泥进行混凝土相容性进行正交分析。综合考虑掺合料、骨料的影响，分辨混凝土拌料中干扰因素的影响，保证混凝土质量。