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摘要:目前,混凝土外加剂巳成为混凝土中的重要组成部分.本文主要通过对常用的公路工程的混凝土外加剂的品种、适用范围及其在公路工程水泥混凝土中的施工应用的探究,通过多年的施工经验的总结,对混凝土外加剂的施工应用技术进行了阐述并对施工过程中的一些注意事项和要点做了论述。
关键词:水泥混凝土;减水剂;引气剂;缓凝剂;早强剂;施工应用技术:
随着我国经济的全面发展,现代建筑工程飞速发展,公路工程施工建设的发展也发生了更大的飞跃。公路水泥混凝土工程建设规模更加扩大,公路工程混凝土产品已经在过去的水泥混凝土路面及桥涵结构混凝土的基础上更加丰富。随着混凝土产品多样性的发展,混凝土的性能也有着不断地发展变化,为了适应这种变化,公路水泥混凝土外加剂的品种更加丰富、其使用范围也也更加广泛。目前,混凝主外加剂巳成为混凝土中的重要组成部分,而且,在施工中加入水泥混凝土外加剂,能极大的改善水泥混凝土的性能。但是,由于外加剂的使用不当,同时又会导致水泥混凝土路面及桥涵结构存在极大的质量隐患。这些质量隐患引发的质量事故屡有发生,这直接影响公路工程的建设质量,这将直接影响着道路桥梁的使用安全。因此,很有必要对公路工程施工中常用的外加剂进行探究。
1、公路工程水泥混凝土外加剂的作用及其品种的分析
在建筑工程的混凝土、砂浆或净浆的制备过程中,掺入不超过水泥用量5%(特殊情况除外),能对混凝土、砂浆或净浆的正常性能得以按要求而改性的一种产品,称为混凝土外加剂。混凝土外加剂至今已经有70多年的历史了,使用外加剂的混凝土占混凝土总量的70%~80%,有些已达到100%,外加剂已成为混凝土材料不可缺少的组成部分。同其它建筑工程的水泥混凝土一样,外加剂也是公路工程水泥混凝土的主要组分之一。
混凝土外加剂其主要功能是有改善新拌混凝土流动性、调节混凝土凝结时间和硬化性能、调节混凝土含气量、增强混凝土物理力学性能、改进混凝土抗侵蚀作用、为混凝土提供特殊性能等。
根据国家标准GB8076和行业标准的规定,水泥混凝土的外加剂有普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝高效减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、泵送剂、防水剂、膨胀剂、防冻剂、速凝剂等十四种。
常规情况下,我们将混凝土外加剂按其主要性能可分为以下四类:
(一)对混凝土拌台物流变性能有改善作用的外加剂:例如引气剂,减水剂和泵送剂等。
(二)能够对混凝t凝结时间进行调节,改善硬化性能的外加剂:例如早强剂、缓凝剂,速凝剂等。
(三)改善混凝土耐久住的外加剂:包括引气剂、防水剂,和阻锈剂等。
(四)从其它性能上对混凝t产生作用的外加剂:包括引气剂.膨胀剂.防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。
按照混凝土外加剂的主要功能和施工生产的水泥混凝土的在公路工程中的使用部位的不同、结构部位的特点及该构件混凝土的强度等级要求以及对混凝土的特性要求等,公路工程施工中经常使用的水泥混凝土外加剂的品种类型主要为减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂、膨胀剂、阻锈剂、防冻剂以及泵送剂等复合型外加剂或改善特殊性能外加剂也会使用。
2、公路工程水泥混凝土外加剂的性能指标的分析
2.1 公路工程水泥混凝土外加剂的作用原理及适用范围
随着社会的发展,建筑施工技术不断进步,混凝土外加剂在工程的应用中越来越受到重视,外加剂的添加对改善混凝土的性能起到了一定的作用,外加剂的应用范围十分广泛,在一下条件都可以使用外加剂。各类外加剂都有各自的特殊功能,综合起来,外加剂可以在一下方面发挥作用。但是,各种公路工程混凝土使用的外加剂,必须首先进行外加剂与水泥适应性检验,不适应的外加剂不得使用。
2.1.1 减水剂:普通减水剂和高效减水剂一般不含氯盐,因此适用于素混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土和构件。从总体来看高效减水剂的种类80%以上是萘系减水剂。它是我国高效减水剂的主要品种,它原材料供应充足,价格合理。普通型减水剂的原料主要是木质素类,同时也是某些复合型外加剂毛要原料之一,其价格便宜,所以使用较为广泛。但是.随着工程上对混凝土制备强度有更高的要求,水泥和高效减水剂之间的相容性已经成为人们逐渐重点关注的问题,现在。在施工中多采用减水剂的饱和点掺量、流动度强度和损失来判定高效减水剂在混凝土拌合物中的相容性。
2.1.2 引气剂:为了改善公路水泥混凝土路面、路缘石、泄水槽等表面结构,应使用引气剂、引气型减水剂、引气高效型减水剂和引气缓凝型高效减水剂。为了使得混凝土热工性能,抗冻融性能及轻质节能达到施工要求,常常拌人外加剂以调节混凝土中的空气含量,通过加入引气剂增加微小气泡的含量并均匀地分布于混凝土混合体中,这些微小的气泡能极大地加强混凝和砂浆的流动性,并明显地提高混凝土的抗冻性,能够满足工程的施上要求,使混凝土结构增强了整体抗冻性。引气型外加剂适用于有抗冰冻、抗盐冻、防渗、防泌水要求的混凝土与钢筋混凝土;可用于有饰面、要求水气泡较少的公路工程混凝土、有机制砂混凝土、高性能混凝土、贫混凝土、轻集料混凝土、钢筋混凝土结构和构件。
2.1.3 缓凝剂:为了满足施工工程的需要,特别是在特殊施工环境下,通常需要加入促凝剂、早强剂、速凝剂等来调节、加快对水泥的水化速度。通过对化学平衡反应中某种离子浓度的改变来达到新的电解平衡,使水化反应中对参与反应的离子浓度进行稀释。降低晶体的生长速度,以达到缓凝的目的。通过“晶种”的生成的减少达到减少晶体的生长势能,减缓高强度晶体较快生成;或者其自身并不參加化学反应,并抑制反应物的催化作用,使水化反应的进程得到缓解。缓凝剂、高温缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂适用于以下混凝土:炎热气候条件下,需较长时间停放、较长距离运输或运送,为减少和控制坍落度损失的混凝土;为环节水化热温度裂缝和减少温控费用的大体积混凝土;隧道衬砌、桥面铺装、碾压混凝土、路面等薄壁混凝土。目前施工中使用的缓凝剂,主要有糖钙、糖蜜等产品。这些缓凝剂主要作用足用于缓凝或者是添加到其它外加剂中作为复合外加剂使用。 2.1.4 早强剂:为了满足施工工程的需要,特别是在特殊施工环境下,通常需要加入促凝剂、早强剂、速凝剂等来调节对水泥的水化速度。通过对化学平衡反应中某种离子浓度的改变来达到新的电解平衡,或者让晶体较早生成“晶种”以便减少晶体的生长势能,促进高强度晶体较快生成;或者其自身并不参加化学反应,只是起到对反应物的催化作用,使水化反应的进程加快。早强剂、早强减水剂和早强高效减水剂适用于公路工程需要快速形成强度的快通混凝土结构、蒸养混凝土构件、最低温度不低于-5°环境中施工的有早强要求的混凝土、钢筋混凝土及需要提前张拉和预应力混凝土结构和构件。
2.1.5 膨胀剂:膨胀剂的主要性能是拌入混凝土后能使混凝±:具有抗裂防渗的作用,它的膨胀性能可弥补混凝土在硬化过程中的收缩问题,在限制条件下可成为自应力混凝土。
2.2 公路工程水泥混凝土外加剂的性能指标
由于實际工程中发现不少外加剂的合格品实际上是不合格品,损害了公路水泥混凝土动载结构工程质量和长期使用特性,因此,《公路工程混凝土外加剂》(JT/T 523- 2004)规定,用于所有等级公路水泥混凝土结构工程的减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂质量必须满足《混凝土外加剂》(GB 8076 -1997)一等品的各项技术指标。具体指标见“《公路工程水泥混凝土外加剂与掺合料应用技术指南》编制介绍”文章中表3。该文章中表3 还将高效减水剂的减水率由12% 提高到15%,引气型减水剂的减水率由10% 提高到12%。
3、公路工程水泥混凝土外加剂的施工应用技术探析
3.1 减水剂施工应用技术
3.1.1 普通减水剂、高效减水剂在施工应用之前应检验pH值、密度(或细度)减水率,符合要求后才可使用,最佳掺量的确定,必须满足工程环境条件的设计强度、工作性、耐久性及经济性等性能要求,根据供货商提供的推荐掺量,通过试配得到一个合理掺量。高效减水剂掺量过大会造成水泥混凝土严重泌水、水泥浆大量流失,导致密实度不足从而影响强度。
3.1.2 减水剂应配制成均匀的溶液。外加剂沉淀的有害作用与外加剂掺量超大是相同的,每天应清除溶液中未能溶解的固体沉淀物。根据工程的需要,普通减水剂和高效减水剂可与其他可混溶的外加剂复配使用。
3.1.3 在高效减水剂中掺入与水泥相适应的缓凝剂、高温缓凝剂、保塑剂或缓凝型减水剂可减少热天坍落度损失,用搅拌车或罐车运输水泥混凝土时,在浇筑现场可二次加入高效减水剂,经快速搅拌均匀后出料,不得多加水,并快速完成浇筑、振捣、饰面等;使用缓凝型的高效减水剂。
3.1.4 养生环节是保证水泥混凝土结构不产生开裂和微裂缝的关键环节,因此,掺普通减水剂、高效减水剂的公路工程水泥混凝土结构,应加强并尽早进行保温保湿养生。掺普通减水剂的水泥混凝土构件不适宜用于蒸养;掺缓凝型减水剂的水泥混凝土构件必须保证静停一段时间后,使水泥混凝土形成一定的结构强度才可蒸养。掺高效减水剂的水泥混凝土可用蒸养养护。
结束语
本文通过对公路工程水泥混凝土一些外加剂在施工中的应用技术进行总结,阐明了它在施工过程中的相关技术要求,为的是减少外加剂使用失误给公路工程带来损失,也希望大家在施工过程中能更加关注公路工程水泥混凝土外加剂的发展状况,为公路工程施工建设把好质量关。
关键词:水泥混凝土;减水剂;引气剂;缓凝剂;早强剂;施工应用技术:
随着我国经济的全面发展,现代建筑工程飞速发展,公路工程施工建设的发展也发生了更大的飞跃。公路水泥混凝土工程建设规模更加扩大,公路工程混凝土产品已经在过去的水泥混凝土路面及桥涵结构混凝土的基础上更加丰富。随着混凝土产品多样性的发展,混凝土的性能也有着不断地发展变化,为了适应这种变化,公路水泥混凝土外加剂的品种更加丰富、其使用范围也也更加广泛。目前,混凝主外加剂巳成为混凝土中的重要组成部分,而且,在施工中加入水泥混凝土外加剂,能极大的改善水泥混凝土的性能。但是,由于外加剂的使用不当,同时又会导致水泥混凝土路面及桥涵结构存在极大的质量隐患。这些质量隐患引发的质量事故屡有发生,这直接影响公路工程的建设质量,这将直接影响着道路桥梁的使用安全。因此,很有必要对公路工程施工中常用的外加剂进行探究。
1、公路工程水泥混凝土外加剂的作用及其品种的分析
在建筑工程的混凝土、砂浆或净浆的制备过程中,掺入不超过水泥用量5%(特殊情况除外),能对混凝土、砂浆或净浆的正常性能得以按要求而改性的一种产品,称为混凝土外加剂。混凝土外加剂至今已经有70多年的历史了,使用外加剂的混凝土占混凝土总量的70%~80%,有些已达到100%,外加剂已成为混凝土材料不可缺少的组成部分。同其它建筑工程的水泥混凝土一样,外加剂也是公路工程水泥混凝土的主要组分之一。
混凝土外加剂其主要功能是有改善新拌混凝土流动性、调节混凝土凝结时间和硬化性能、调节混凝土含气量、增强混凝土物理力学性能、改进混凝土抗侵蚀作用、为混凝土提供特殊性能等。
根据国家标准GB8076和行业标准的规定,水泥混凝土的外加剂有普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝高效减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、泵送剂、防水剂、膨胀剂、防冻剂、速凝剂等十四种。
常规情况下,我们将混凝土外加剂按其主要性能可分为以下四类:
(一)对混凝土拌台物流变性能有改善作用的外加剂:例如引气剂,减水剂和泵送剂等。
(二)能够对混凝t凝结时间进行调节,改善硬化性能的外加剂:例如早强剂、缓凝剂,速凝剂等。
(三)改善混凝土耐久住的外加剂:包括引气剂、防水剂,和阻锈剂等。
(四)从其它性能上对混凝t产生作用的外加剂:包括引气剂.膨胀剂.防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。
按照混凝土外加剂的主要功能和施工生产的水泥混凝土的在公路工程中的使用部位的不同、结构部位的特点及该构件混凝土的强度等级要求以及对混凝土的特性要求等,公路工程施工中经常使用的水泥混凝土外加剂的品种类型主要为减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂、膨胀剂、阻锈剂、防冻剂以及泵送剂等复合型外加剂或改善特殊性能外加剂也会使用。
2、公路工程水泥混凝土外加剂的性能指标的分析
2.1 公路工程水泥混凝土外加剂的作用原理及适用范围
随着社会的发展,建筑施工技术不断进步,混凝土外加剂在工程的应用中越来越受到重视,外加剂的添加对改善混凝土的性能起到了一定的作用,外加剂的应用范围十分广泛,在一下条件都可以使用外加剂。各类外加剂都有各自的特殊功能,综合起来,外加剂可以在一下方面发挥作用。但是,各种公路工程混凝土使用的外加剂,必须首先进行外加剂与水泥适应性检验,不适应的外加剂不得使用。
2.1.1 减水剂:普通减水剂和高效减水剂一般不含氯盐,因此适用于素混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土和构件。从总体来看高效减水剂的种类80%以上是萘系减水剂。它是我国高效减水剂的主要品种,它原材料供应充足,价格合理。普通型减水剂的原料主要是木质素类,同时也是某些复合型外加剂毛要原料之一,其价格便宜,所以使用较为广泛。但是.随着工程上对混凝土制备强度有更高的要求,水泥和高效减水剂之间的相容性已经成为人们逐渐重点关注的问题,现在。在施工中多采用减水剂的饱和点掺量、流动度强度和损失来判定高效减水剂在混凝土拌合物中的相容性。
2.1.2 引气剂:为了改善公路水泥混凝土路面、路缘石、泄水槽等表面结构,应使用引气剂、引气型减水剂、引气高效型减水剂和引气缓凝型高效减水剂。为了使得混凝土热工性能,抗冻融性能及轻质节能达到施工要求,常常拌人外加剂以调节混凝土中的空气含量,通过加入引气剂增加微小气泡的含量并均匀地分布于混凝土混合体中,这些微小的气泡能极大地加强混凝和砂浆的流动性,并明显地提高混凝土的抗冻性,能够满足工程的施上要求,使混凝土结构增强了整体抗冻性。引气型外加剂适用于有抗冰冻、抗盐冻、防渗、防泌水要求的混凝土与钢筋混凝土;可用于有饰面、要求水气泡较少的公路工程混凝土、有机制砂混凝土、高性能混凝土、贫混凝土、轻集料混凝土、钢筋混凝土结构和构件。
2.1.3 缓凝剂:为了满足施工工程的需要,特别是在特殊施工环境下,通常需要加入促凝剂、早强剂、速凝剂等来调节、加快对水泥的水化速度。通过对化学平衡反应中某种离子浓度的改变来达到新的电解平衡,使水化反应中对参与反应的离子浓度进行稀释。降低晶体的生长速度,以达到缓凝的目的。通过“晶种”的生成的减少达到减少晶体的生长势能,减缓高强度晶体较快生成;或者其自身并不參加化学反应,并抑制反应物的催化作用,使水化反应的进程得到缓解。缓凝剂、高温缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂适用于以下混凝土:炎热气候条件下,需较长时间停放、较长距离运输或运送,为减少和控制坍落度损失的混凝土;为环节水化热温度裂缝和减少温控费用的大体积混凝土;隧道衬砌、桥面铺装、碾压混凝土、路面等薄壁混凝土。目前施工中使用的缓凝剂,主要有糖钙、糖蜜等产品。这些缓凝剂主要作用足用于缓凝或者是添加到其它外加剂中作为复合外加剂使用。 2.1.4 早强剂:为了满足施工工程的需要,特别是在特殊施工环境下,通常需要加入促凝剂、早强剂、速凝剂等来调节对水泥的水化速度。通过对化学平衡反应中某种离子浓度的改变来达到新的电解平衡,或者让晶体较早生成“晶种”以便减少晶体的生长势能,促进高强度晶体较快生成;或者其自身并不参加化学反应,只是起到对反应物的催化作用,使水化反应的进程加快。早强剂、早强减水剂和早强高效减水剂适用于公路工程需要快速形成强度的快通混凝土结构、蒸养混凝土构件、最低温度不低于-5°环境中施工的有早强要求的混凝土、钢筋混凝土及需要提前张拉和预应力混凝土结构和构件。
2.1.5 膨胀剂:膨胀剂的主要性能是拌入混凝土后能使混凝±:具有抗裂防渗的作用,它的膨胀性能可弥补混凝土在硬化过程中的收缩问题,在限制条件下可成为自应力混凝土。
2.2 公路工程水泥混凝土外加剂的性能指标
由于實际工程中发现不少外加剂的合格品实际上是不合格品,损害了公路水泥混凝土动载结构工程质量和长期使用特性,因此,《公路工程混凝土外加剂》(JT/T 523- 2004)规定,用于所有等级公路水泥混凝土结构工程的减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂质量必须满足《混凝土外加剂》(GB 8076 -1997)一等品的各项技术指标。具体指标见“《公路工程水泥混凝土外加剂与掺合料应用技术指南》编制介绍”文章中表3。该文章中表3 还将高效减水剂的减水率由12% 提高到15%,引气型减水剂的减水率由10% 提高到12%。
3、公路工程水泥混凝土外加剂的施工应用技术探析
3.1 减水剂施工应用技术
3.1.1 普通减水剂、高效减水剂在施工应用之前应检验pH值、密度(或细度)减水率,符合要求后才可使用,最佳掺量的确定,必须满足工程环境条件的设计强度、工作性、耐久性及经济性等性能要求,根据供货商提供的推荐掺量,通过试配得到一个合理掺量。高效减水剂掺量过大会造成水泥混凝土严重泌水、水泥浆大量流失,导致密实度不足从而影响强度。
3.1.2 减水剂应配制成均匀的溶液。外加剂沉淀的有害作用与外加剂掺量超大是相同的,每天应清除溶液中未能溶解的固体沉淀物。根据工程的需要,普通减水剂和高效减水剂可与其他可混溶的外加剂复配使用。
3.1.3 在高效减水剂中掺入与水泥相适应的缓凝剂、高温缓凝剂、保塑剂或缓凝型减水剂可减少热天坍落度损失,用搅拌车或罐车运输水泥混凝土时,在浇筑现场可二次加入高效减水剂,经快速搅拌均匀后出料,不得多加水,并快速完成浇筑、振捣、饰面等;使用缓凝型的高效减水剂。
3.1.4 养生环节是保证水泥混凝土结构不产生开裂和微裂缝的关键环节,因此,掺普通减水剂、高效减水剂的公路工程水泥混凝土结构,应加强并尽早进行保温保湿养生。掺普通减水剂的水泥混凝土构件不适宜用于蒸养;掺缓凝型减水剂的水泥混凝土构件必须保证静停一段时间后,使水泥混凝土形成一定的结构强度才可蒸养。掺高效减水剂的水泥混凝土可用蒸养养护。
结束语
本文通过对公路工程水泥混凝土一些外加剂在施工中的应用技术进行总结,阐明了它在施工过程中的相关技术要求,为的是减少外加剂使用失误给公路工程带来损失,也希望大家在施工过程中能更加关注公路工程水泥混凝土外加剂的发展状况,为公路工程施工建设把好质量关。