混凝土外加劑技術(shù)及其應(yīng)用(2)
2005-04-29 00:00
三、外加劑的作用和應(yīng)用范圍
(一)基本作用
各類外加劑都有各自的特殊功能。綜合起來(lái),外加劑可以在以下方面發(fā)揮作用:
1.能改善施工條件,減輕體力勞動(dòng),并有利于機(jī)械化施工,對(duì)保證及提高工程質(zhì)量有積極的作用,能使現(xiàn)場(chǎng)條件下完成過(guò)去難以完成的要求高質(zhì)量的工程例如可摻加高效能減水劑在工地條件下配制C80~C100號(hào)的超高強(qiáng)混凝土,摻加減水劑可配制泵送混凝土等。
2.能減少養(yǎng)護(hù)時(shí)間,或預(yù)制廠縮短蒸養(yǎng)時(shí)間,可以提早拆模加速模板周轉(zhuǎn),還可以提早以預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土鋼筋放張、剪筋,總之可以加快施工進(jìn)度。
3.能提高或改善混凝土質(zhì)量。許多外加劑可以提高混凝土的強(qiáng)度,增加耐久性、密實(shí)性,增強(qiáng)抗凍性、抗?jié)B性,改善干燥收縮及流變性能,有些外加劑能提高鋼筋的耐蝕性等。只要摻用得當(dāng)是不會(huì)降低混凝土的性能的。
4.在采取一定措施的條件下,可適量地節(jié)約水泥也不影響混凝土的質(zhì)量。
5.可以節(jié)約能源。節(jié)約水泥就是節(jié)約了能源。而增加和易性使搗固、抹平工序易于進(jìn)行,自然就使能源消耗減少,減少養(yǎng)護(hù)和蒸養(yǎng)時(shí)間也節(jié)省了能源。因此,外加劑對(duì)能源的節(jié)約可起到相當(dāng)大的作用。
各類外加劑都有各自的特殊功能。綜合起來(lái),外加劑可以在以下方面發(fā)揮作用:
1.能改善施工條件,減輕體力勞動(dòng),并有利于機(jī)械化施工,對(duì)保證及提高工程質(zhì)量有積極的作用,能使現(xiàn)場(chǎng)條件下完成過(guò)去難以完成的要求高質(zhì)量的工程例如可摻加高效能減水劑在工地條件下配制C80~C100號(hào)的超高強(qiáng)混凝土,摻加減水劑可配制泵送混凝土等。
2.能減少養(yǎng)護(hù)時(shí)間,或預(yù)制廠縮短蒸養(yǎng)時(shí)間,可以提早拆模加速模板周轉(zhuǎn),還可以提早以預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土鋼筋放張、剪筋,總之可以加快施工進(jìn)度。
3.能提高或改善混凝土質(zhì)量。許多外加劑可以提高混凝土的強(qiáng)度,增加耐久性、密實(shí)性,增強(qiáng)抗凍性、抗?jié)B性,改善干燥收縮及流變性能,有些外加劑能提高鋼筋的耐蝕性等。只要摻用得當(dāng)是不會(huì)降低混凝土的性能的。
4.在采取一定措施的條件下,可適量地節(jié)約水泥也不影響混凝土的質(zhì)量。
5.可以節(jié)約能源。節(jié)約水泥就是節(jié)約了能源。而增加和易性使搗固、抹平工序易于進(jìn)行,自然就使能源消耗減少,減少養(yǎng)護(hù)和蒸養(yǎng)時(shí)間也節(jié)省了能源。因此,外加劑對(duì)能源的節(jié)約可起到相當(dāng)大的作用。
各類外加劑節(jié)約水泥情況
外加劑類別 |
外加劑示例 |
節(jié)約水泥(%) | |
減水劑 |
萘磺酸鹽
木質(zhì)素
糖
樹脂 |
NNO、MF、UNF、FDN、NF
木鈣、木鈉、堿木素
糖蜜、TM
密胺 |
10~20
5~10
5~12
15~25 |
引氣劑 |
松香
表面活性劑 |
松脂皂、松香熱聚物
烷基苯磺酸鹽、平平加 |
5~8
5~8 |
早強(qiáng)劑 |
無(wú)機(jī)鹽
防凍劑
復(fù)合劑 |
硫酸、氯鹽
氨、亞硝酸鹽
減水早強(qiáng)劑 |
—
5~10
10~15 |
使用1噸外加劑的節(jié)能效果
節(jié)能項(xiàng)目
使用目的 |
能量(104KL) |
換算為煤(t) |
換算為電( 萬(wàn)度) |
節(jié)約水泥
減少振搗
(代替或部分代替)蒸氣養(yǎng)護(hù)
進(jìn)行溫度控制 |
4.18×5410
4.18×100
4.18×40000
4.18×6110 |
8.74
0.16
64.56
9.87 |
2.2
0.04
16.32
2.49 |
(二)應(yīng)用范圍
外加劑的應(yīng)用范圍十分廣泛,在以下條件下都 可以使用外加劑。
1.自然條件下養(yǎng)護(hù)的混凝土制品或構(gòu)件 ,摻用減水劑能改善和易性,或者提高強(qiáng)度,或者節(jié)約水泥。
2.冬季現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土施工時(shí),可摻用早強(qiáng)劑或早強(qiáng)型減水劑。
3.夏季滑模施工、水壩等大體積工程 中,可摻用緩凝劑或緩凝型減水劑以延緩水泥放熱過(guò)程,可減少收縮裂縫而保證混凝土質(zhì)量。
4.噴射混凝土、放水堵漏工程中可摻用速凝劑,使混凝土很快凝結(jié)。
5.大模板或鋼筋密集的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工程,可使用高效減水劑以利澆注,保證工程質(zhì)量。
6.港工、水工混凝土可摻用引氣劑、減水劑以降低水泥用量,提高混凝土和易性或耐久性。
7.高標(biāo)號(hào)(C40~C70)、超高標(biāo)號(hào)(C70以上)混凝土可摻用高效減水劑來(lái)配制。
8.大型設(shè)備基礎(chǔ)螺栓孔灌漿;大體積混凝土防止裂縫;補(bǔ)償混凝土收縮,防止裂縫和對(duì)混凝土補(bǔ)強(qiáng)時(shí)的屋面、地下防水等工程中可摻用膨脹劑。
9.許多預(yù)制構(gòu)件品可摻用各種外加劑,有的可減少蒸養(yǎng)時(shí)間,有的可改善強(qiáng)力振搗的工藝,這些均有利于提高制品質(zhì)量。
四、常用砼外加劑簡(jiǎn)介
國(guó)家主管部門規(guī)定,全國(guó)直轄市、省會(huì)城市、沿海開放城市和旅游城市將大力發(fā)展預(yù)拌混凝土,從2003年12月31日起禁止這些城市工地現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土。其它城市至遲在2005年31日也將同樣禁止城市工地現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土。同時(shí)規(guī)定預(yù)拌商品混凝土站和各水泥制品廠必須使用散裝水泥,不得在使用袋裝水泥。目前臨沂市基本上沒(méi)有正規(guī)的混凝土外加劑企業(yè),產(chǎn)品質(zhì)量令人擔(dān)憂。宏藝科技公司根據(jù)臨沂市的特點(diǎn),審時(shí)度勢(shì),投入巨資進(jìn)行混凝土外加劑研究開發(fā),并從中國(guó)建材院引進(jìn)混凝土外加劑新技術(shù)和全套檢測(cè)設(shè)備,建立了正規(guī)的外加劑生產(chǎn)線,并和南京工業(yè)大學(xué)聯(lián)合開發(fā)了砂漿、混凝土專用特種纖維。目前已能向建筑施工企業(yè)提供產(chǎn)品。下面我簡(jiǎn)要介紹一下我公司生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)“強(qiáng)力牌”的外加劑產(chǎn)品:
1.早強(qiáng)劑
定義:加速砼早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑。
主要作用:提高砼早期強(qiáng)度、縮短施工周期
適用范圍:適用于蒸養(yǎng)砼及常溫,低溫和最低溫度不低于-5OC環(huán)境中施工的有早強(qiáng)或防凍要求的砼工程
主要類別:強(qiáng)電解質(zhì)無(wú)機(jī)鹽類早強(qiáng)劑:如硫酸鹽、硝酸鹽等;
水溶性有機(jī)化合物:如 三乙醇胺、甲酸鹽等。
其它:如 有機(jī)化合物,無(wú)機(jī)鹽復(fù)合物。
2.早強(qiáng)減水劑
定義:兼有早強(qiáng)和減水功能的外加劑
主要作用:提高砼早期強(qiáng)度,縮短施工周期
改善拌合物流動(dòng)性
節(jié)約水泥
適用范圍:適用于蒸養(yǎng)混凝土及常溫,低溫和最低溫度不低于-5OC環(huán)境中施工的有早強(qiáng)、防凍要求的混凝土工程。
主要品種:普通型早強(qiáng)減水劑。
高效型早強(qiáng)減水劑
3.泵送劑
定義:能改善混凝土拌合物泵送劑性能的外加劑
主要作用:提高拌合物的和易性,降低泵送阻力,改善泵送性能。
適用范圍:適用于工業(yè)與民用建筑及其它建筑物的泵送施工混凝土;特別適用于大體積混凝土,高層建筑和超高層建筑和滑模施工。
主要品種:普通泵送劑、高效泵送劑
4.緩凝減水劑
定義:兼有緩凝和減水功能的外加劑
主要作用:改善砼拌合物和易性,節(jié)約水泥。
有緩凝作用,可降低水泥早期水泥水化熱,防止砼開裂。
適用范圍: 適用于大體積砼,碾壓化砼,炎熱氣候條件下施工的砼,大面積澆注的砼,避免冷縫產(chǎn)生的砼,自流平免振混凝土及其它需要延緩凝結(jié)時(shí)間的砼。
主要品種:普通緩凝減水劑、高效緩凝減水劑
5.防凍劑
定義:能使砼在負(fù)溫下硬化,并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到足夠防凍強(qiáng)度的外加劑
主要作用:提高早期強(qiáng)度、 防止砼受凍破壞
適用范圍:適用于負(fù)溫條件下施工的砼
主要品種:早強(qiáng)型防凍劑、防凍型防凍劑
6.膨脹劑
定義:能使混凝土產(chǎn)生一定體積膨脹的外加劑
主要作用:防止砼開裂破壞
防止砼的滲漏破壞
增強(qiáng)砼的體積穩(wěn)定性
適用范圍:補(bǔ)償收縮砼
填充用膨脹砼
填充用膨脹砂漿
主要品種:硫鋁酸鈣類
硫酸鋁—氧化鈣類
氧化鈣類
7.防水劑
定義:能降低混凝土在靜水壓力的透水性的外加劑
主要作用:提高砼的密實(shí)性,防滲性。
適用范圍:適用于工業(yè)與民用建筑的屋面,地下室,隧道,巷道給排水池,水泵站等有防水抗?jié)B要求的砼工程。
主要品種:
無(wú)機(jī)化合物類:如FeCl3,硅灰等。
有機(jī)化合物類:膨脹砼及其鹽類,有機(jī)硅表面活性劑等。
混合物類:無(wú)機(jī)類混合物,有機(jī)類混合物等。
復(fù)合類:上述各類與引氣、減水組分等復(fù)合而成。
8.普通減水劑
定義:在砼坍落度基本相同的條件下,能減少拌合用水的外加劑
主要作用:節(jié)約水泥
改善拌合物和易性
提高砼強(qiáng)度
適用范圍:適用于普通砼,鋼筋砼及最低氣溫5OC以上施工的砼工程
不宜單獨(dú)用于蒸養(yǎng)砼
使用時(shí)應(yīng)先作水泥適應(yīng)性試驗(yàn),合格后方可使用。
主要品種:木鈣,木鎂,木鈉及丹寧等
9.高效減水劑
定義:在混凝土坍落度基本相同的條件下,能大幅度減少拌合用水量的外加劑。
主要作用:節(jié)約水泥
改善拌合物和易性
提高砼強(qiáng)度
適用范圍: 適用于最低氣溫0OC以上的混凝土施工,用于配制高強(qiáng)大流動(dòng)度,泵送,耐久性高的砼。
主要品種:多環(huán)芳香族磺酸鹽類,如萘的磺化物與甲醛縮合的鹽類,胺基磺酸鹽等。
10.建材用改性特種纖維
產(chǎn)品特性
目前傳統(tǒng)混凝土、水泥砂漿在使用過(guò)程中常因塑性及干縮等原因產(chǎn)生開裂現(xiàn)象,從而影響使用年限。本公司開發(fā)的建材用改性特種纖維,具有彈性模數(shù)高,抗張強(qiáng)度大,抗老化性能好,握裹力佳,與水泥相容,抗酸抗堿性能好等特點(diǎn)。該纖維采用了化學(xué)改性和物理改性,并采用了特殊的纖維表面處理技術(shù),提高了與混凝土的嚙合度和物理接觸,這樣當(dāng)添加于混凝土或砂漿中,因千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)纖維產(chǎn)生的加勁作用,能充分防止水泥漿、水泥砂漿或混凝土因干縮所產(chǎn)生的裂縫有別與傳統(tǒng)鋼筋承受結(jié)構(gòu)應(yīng)力的行為,此種強(qiáng)化混凝土或水泥砂漿的作用,稱之為二次加勁,能有效抵消水泥硬化過(guò)程中所生產(chǎn)的干縮內(nèi)應(yīng)力。這種功效,使得混凝土等的耐久性、耐磨性、耐沖擊性、抗張性、韌性、防凍性等均大幅增加,而滲透性卻大大降低,經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐,每一立方混凝土添加0.9kg左右改性特種纖維,效果非常顯著。
材料性質(zhì)
材 料:改性特種纖維
吸 水 性:0%
比 重:0.9
纖維長(zhǎng)度:5mm-20mm(可根據(jù)用途特制)
纖維形狀:三葉異形單纖
纖維細(xì)度:14dtex±0.3(可根據(jù)用戶要求特制)
熔 點(diǎn):160-170oC
燃 點(diǎn):590 oC
導(dǎo) 熱 性:低
導(dǎo) 電 性:低
抗老化性:好
抗酸、抗堿性:佳
添加量
混凝土:每立方混凝土添加0.9公斤。
水泥砂漿:每立方水泥砂漿添加1公斤。
有特殊要求時(shí),宜先做系列配比試驗(yàn)。
使用長(zhǎng)度
混凝土
骨材最大粒徑 |
纖維長(zhǎng)度 |
12-20mm |
12mm |
20-25mm |
20mm(或3/4”) |
水泥砂漿
施工厚度 |
纖維長(zhǎng)度 |
<10mm |
5mm |
10-20mm |
12mm |
>20mm |
20mm(或3/4”) |
纖維水泥板
一般板材厚度多為6mm,9mm,故應(yīng)采用5mm長(zhǎng)之纖維。
拌合方式
拌合方式及下料順序與傳統(tǒng)混凝土或水泥砂漿相同。
因添加纖維后,會(huì)使工作度略為降低,為維持良好的工作度,建議拌合時(shí)添加減水緩凝劑或強(qiáng)塑劑,雖然不致影響混凝土或砂漿之品質(zhì),但仍以先作試拌為宜。
因纖維本身極細(xì),長(zhǎng)度短,且添加量少,極易均勻拌合,故添加纖維時(shí),在預(yù)拌廠或拌合車添加均可。若于拌合車中拌合時(shí),必須以急轉(zhuǎn)速拌合20-40轉(zhuǎn)或平常轉(zhuǎn)速1-2分鐘即可。在預(yù)拌廠拌合時(shí),拌合時(shí)間宜增加15-30秒鐘使纖維分布更加均勻。
主要用途
預(yù)鑄混凝土,如管、板、梁、槽等。
剛性路面。
停車場(chǎng)、車道、人行步道、加油站、球場(chǎng)、游泳池等。
隧道及旁坡保護(hù)工程之噴漿或噴凝土。
建筑物之樓地板。
橋梁工程之剛性橋面板。
工業(yè)廠房地坪。
港灣工程之碼頭面。
機(jī)場(chǎng)之停機(jī)坪。
防蝕工程。
墻壁之防水、防裂粉刷。
包裝及儲(chǔ)運(yùn)
標(biāo)準(zhǔn)紙袋0.9kg/包,每10袋裝一紙箱。采用可溶性紙袋包裝,直接投入攪拌,使用簡(jiǎn)便。
儲(chǔ)存時(shí)請(qǐng)勿曝曬陽(yáng)光下。
可以根據(jù)用戶需求特殊包裝。
應(yīng)用實(shí)例
國(guó)際體操中心
虹口足球場(chǎng)
浦東國(guó)際東方醫(yī)院
龍華旅游城
廣州棠下安居工程8000m2地下室
新中國(guó)大廈地下室工程(廣東)
南方實(shí)業(yè)大廈地下室工程(廣東)
中水廣場(chǎng)大廈4500 m2地下室工程
一般板材厚度多為6mm,9mm,故應(yīng)采用5mm長(zhǎng)之纖維。
拌合方式
拌合方式及下料順序與傳統(tǒng)混凝土或水泥砂漿相同。
因添加纖維后,會(huì)使工作度略為降低,為維持良好的工作度,建議拌合時(shí)添加減水緩凝劑或強(qiáng)塑劑,雖然不致影響混凝土或砂漿之品質(zhì),但仍以先作試拌為宜。
因纖維本身極細(xì),長(zhǎng)度短,且添加量少,極易均勻拌合,故添加纖維時(shí),在預(yù)拌廠或拌合車添加均可。若于拌合車中拌合時(shí),必須以急轉(zhuǎn)速拌合20-40轉(zhuǎn)或平常轉(zhuǎn)速1-2分鐘即可。在預(yù)拌廠拌合時(shí),拌合時(shí)間宜增加15-30秒鐘使纖維分布更加均勻。
主要用途
預(yù)鑄混凝土,如管、板、梁、槽等。
剛性路面。
停車場(chǎng)、車道、人行步道、加油站、球場(chǎng)、游泳池等。
隧道及旁坡保護(hù)工程之噴漿或噴凝土。
建筑物之樓地板。
橋梁工程之剛性橋面板。
工業(yè)廠房地坪。
港灣工程之碼頭面。
機(jī)場(chǎng)之停機(jī)坪。
防蝕工程。
墻壁之防水、防裂粉刷。
包裝及儲(chǔ)運(yùn)
標(biāo)準(zhǔn)紙袋0.9kg/包,每10袋裝一紙箱。采用可溶性紙袋包裝,直接投入攪拌,使用簡(jiǎn)便。
儲(chǔ)存時(shí)請(qǐng)勿曝曬陽(yáng)光下。
可以根據(jù)用戶需求特殊包裝。
應(yīng)用實(shí)例
國(guó)際體操中心
虹口足球場(chǎng)
浦東國(guó)際東方醫(yī)院
龍華旅游城
廣州棠下安居工程8000m2地下室
新中國(guó)大廈地下室工程(廣東)
南方實(shí)業(yè)大廈地下室工程(廣東)
中水廣場(chǎng)大廈4500 m2地下室工程
五、使用外加劑應(yīng)注意的事項(xiàng)
1.根據(jù)工程特點(diǎn)選用合適的外加劑
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。如一般混凝土主要采用普通減水劑,早強(qiáng)、高強(qiáng)混凝土采用高效減水劑,氣溫高時(shí),摻用引氣性大的減水劑或緩凝減水劑,氣溫低時(shí),一般不用單一引氣型減水劑,多用復(fù)合早強(qiáng)減水劑,為了提高混凝土的和易性,采用防水劑,高層建筑采用泵送混凝土?xí)r應(yīng)使用泵送劑等,為了發(fā)揮各種外加劑的特點(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。外加劑對(duì)不同的水泥有一個(gè)適應(yīng)性問(wèn)題,如某些減水劑對(duì)摻硬石膏的水泥不發(fā)揮作用。
2.注意外加劑的質(zhì)量
關(guān)注外加劑的質(zhì)量,除關(guān)注某些廠家不注意原材料質(zhì)量控制,粗制濫造,以假亂真,提供偽劣產(chǎn)品外,對(duì)質(zhì)量較好的產(chǎn)品也應(yīng)注意某些問(wèn)題,如應(yīng)詳細(xì)了解產(chǎn)品實(shí)際性能,注意生產(chǎn)廠所提供的技術(shù)資料和應(yīng)用說(shuō)明。又如目前我國(guó)減水劑牌號(hào)眾多,諸多廠家未明顯標(biāo)示其產(chǎn)品品種,而且質(zhì)量不一,因此,在工程應(yīng)用前,應(yīng)按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)選擇好的減水劑進(jìn)行摻減水劑混凝土性能要求(與基準(zhǔn)混凝土相比)的檢驗(yàn),為了確定摻量,對(duì)液態(tài)減水劑應(yīng)測(cè)定溶液密度;對(duì)粉劑減水劑應(yīng)測(cè)定固體物含量。在粉劑產(chǎn)品中,有些由于烘干不徹底或包裝不符合要求而受潮,致使產(chǎn)品中的固體含量大都在75%~80%左右,因此在這種情況下切勿將固體物質(zhì)以100%用作計(jì)算摻量的依據(jù)。
3.注意水泥品種的選擇
在原材料中,水泥對(duì)外加劑的影響最大,水泥品種不同,將影響減水劑的減水、增強(qiáng)效果,其中對(duì)減水效果影響更明顯。高效減水劑對(duì)水泥更有選擇性,不同水泥其減水率的相差較大,水泥礦物組成、摻和料、調(diào)凝劑、堿含量、細(xì)度等都將影響減水劑的使用效果,如摻有硬石膏的水泥,對(duì)于某些摻減水劑的混凝土將產(chǎn)生速硬或使混凝土初凝時(shí)間大大縮短,其中萘系減水劑影響較小,糖蜜類會(huì)引起速硬,木鈣類會(huì)使初凝時(shí)間延長(zhǎng)。因此,同一種減水劑在相同的摻量下,往往因水泥不同而使用效果明顯不同,或同一種減水劑,在不同水泥中為了達(dá)到相同的減水增強(qiáng)效果,減水劑的摻量明顯不同。在某些水泥中,有的減水劑會(huì)引起異常凝結(jié)現(xiàn)象。為此,當(dāng)水泥可供選擇時(shí),應(yīng)選用對(duì)減水劑較為適應(yīng)的水泥,提高減水?