混凝土外加剂对混凝土性能的影响分析
混凝土外加剂对混凝土性能的影响分析
发表时间：2018-01-12T09:14:47.573Z 来源：《基层建设》2017年第27期作者：张庆华
[导读] 摘要：在配制混凝土时掺入适量的外加剂，能明显改善混凝土的性能并节约水泥，提高技术经济效益，因而受到国内外的普遍重视。
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摘要：在配制混凝土时掺入适量的外加剂，能明显改善混凝土的性能并节约水泥，提高技术经济效益，因而受到国内外的普遍重视。文章主要介绍混凝土技术中外加剂与水泥的适应性方面的诸多因素及对混凝土性能的主要影响。
关键词：混凝土外加剂；水泥；适应性；混凝土性能
引言：
随着建筑行业的发展, 混凝土外加剂已经成为新型混凝土不可缺少的部分, 混凝土外加剂的特点是品种多、掺量少, 在改善新拌和硬化混凝土性能中起着重要的作用, 又是混凝土改性的主要技术途径, 不同的外加剂可以使混凝土性能获得不同程度的改善和提高。目前, 外加剂对混凝土性能的影响研究和应用虽有较大的成果, 但仍有许多基础研究、开发和应用技术值得进一步探讨
1混凝土外加剂的定义和作用
根据我国现行的 GB 8075-2005 混凝土外加剂分类，命名定义的原则 , 混凝土外加剂的定义为：在混凝土搅拌之前或搅拌过程中掺入，以改善新拌混凝土或化混凝土性能的物质，掺量不大于 5%(特殊情况除外)。混凝土外加剂的具体名称和定义。外加剂的作用与使用效果, 因外加剂的种类不同而不同，减水剂及引气剂的作用与使用效果有如下几方面：普通减水剂(高效减水剂)作用有：在保持单位立方混凝土用水量和水泥用量不变的情况下，可提高混凝土的流动性;在保持混凝土坍落度和水泥用量不变的情况下，可减少用水量，从而提高混凝土的强度，改善混凝土的耐久性；在保持混凝土坍落度和设计强度不变的情况下，可节约水泥用量，从而降低成本；在保持混凝土坍落度不变的情况下，通过配合比设计，可以达到同时节约水泥用量和提高混凝土强度的目的；改善混凝土的粘聚性、保水性和易浇筑性等。引气剂作用：使混凝土在搅拌过程中，内部产生大量微小稳定的气泡；改善混凝土的粘聚性、保水性和抗离析性；大幅度提高混凝土的抗冻融循环能力；增强混凝土的抗化学物质侵蚀性等。
2 混凝土外加剂与水泥的适应性
2.1外加剂与水泥不相适应
主要表现在减水效果低下或增加流动性的效果不好、凝结时间速度太快或缓凝、坍落度损失快，甚至降低混凝土强度等，这种不适应总是与外加剂的品种、作用机理、原材料的选用与制造工艺、胶凝材料的成份、细度、水泥磨细阶段工艺等差异有关，其他如环境温度、加料方式和外加剂用量也会产生影响。
2.2 外加剂品种与性能的影响
外加剂品种特别是化学合成的高效减水剂性能对水泥净浆流动产生影响。水泥的无机矿物颗粒由于范德化力、不同电荷的静电互相作用、水泥颗粒的表面化学作用，导致粒子形成聚集结构，束缚一部分水，不能用于滑润水泥粒子，也不能立即用于水化。加入高效减水剂等外加剂后，由于吸附作用和电荷斥力，使水泥粒子分散，絮凝结构解体，释放束缚水并阻止粒子的表面相互作用，使水泥浆体的流动增大，其增加的大小与其技术性能及掺量有关。
2.3水泥矿物组份与化学成份的影响
水泥胶结料的矿物质成份和化学成份对外加剂吸附量的多少，对于流动性及强度增长有很大的影响。外加剂吸附量越少的水泥浆体的流动度值越大。C3A、C4AF 混水后，ξ电位呈正值，较多地吸附外加剂。C3S、C2S混水后ξ电位呈负值，吸附量较少。在水泥矿物中C3A 需水量大，水化快，放热大，吸附外加剂量最大，依次为C4AF、C3S、C2S。水泥新标准实行后，水泥厂为提高强度而增加C3A与
C4AF，其含量越高，适应效果越差，且C3A含量对相容性的影响远比C4AF大，这是由于高效减水剂优先吸附于C3A或其初期水化物的表面，C3A的水化速度比C3AF快。水泥中C3A、C4AF含量低对外加剂适应好，混凝土体积稳定性好，开裂趋势减少。
3 外加剂对混凝土施工性能的影响
3.1 外加剂掺量对混凝土性能的影响
按出机时坍落度控制在 140 mm左右，观察外加剂掺量对混凝土用水量、和易性以及强度的影响，混凝土用水量随外加剂掺量的增大而降低，当外加剂掺量大于0.8%后，用水量降低的幅度趋于减小，外加剂减水量最高可达31.1%；外加剂掺量小于1.0%时，混凝土有较好的和易性，但掺量大于1.0%时，混凝土拌合物出现板结现象，当掺量达到1.6%时，混凝土7d强度较低，28d、90d强度也偏低，说明低胶材用量混凝土，外加剂掺量不宜过大，JM-Ⅱ外加剂在0.5%～0.8%时已有较好的性能。
3.2 混凝土含气量、坍落度损失试验
混凝土含气量、坍落度试验混凝土含气量和坍落度经时损失较小；混凝土经静放1h后含气量仍均控制在3.6%～4.2%之内，说明混凝土的包裹好，保气性能好，保证了混凝土的抗冻耐久性；同时混凝土经静放1.5h后，坍落度仍保持在 13cm左右，可以保证混凝土的正常施工。2.3 混凝土凝结时间、泌水率试验泵送混凝土需加入缓凝剂以延缓混凝土的凝结时间，但如缓凝的时间太短，则不能满足施工要求，如时间过长又会影响强度和施工进度。从试验可知，各种混凝土的初凝在13h~ 15 h 之间，终凝在15 h~19h之间。表明已有充足的时间来完成混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实和抹面等施工工序；初、终凝时间差也较短，能满足工程养护工作的要求。各试验的泌水率相当低，这也为泵送混凝土的正常施工提供了可靠的保证。
3.3 外加剂对水泥水化热的影响
外加剂对水泥水化热影响试验，JM-Ⅱ可显著降低水泥的早期水化热值，推迟水化热最高峰出现的时间，有利于降低混凝土的早期升温，掺JM-Ⅱ的水泥 1d、2d、3d龄期的水化热分别只有基准水泥的 27.4%、59.3%和68.4%，7d水化热比基准水泥低28%。
4引气剂对混凝土性能的影响分析
4.1作用机理
引气剂的作用机理在于:在混凝土搅拌过程中能使其大量包裹微小的气泡, 而这些微小的气泡又能稳定地存在于混凝土体内。引气剂的作用机理包括以下方面:界面活性作用、起泡作用、稳泡作用。