混凝土外加剂中,减水剂属于重要的一种,在混凝土配制中,减水剂已经得到普遍应用,在减水剂使用中,掺量一直属于难点。本文结合对减水剂性能产生影响的因素及减水剂作用机理进行研究,对混凝土减水剂最佳掺量的测定方法进行探讨,实现减水剂性能的最大发挥。
随着我国建筑行业的飞速发展,高强度混凝土在建筑中的应用也越来越多。而高强度混凝土的制备也可通过多种方法进行,其中重要的一种就是掺入适量减水剂及其它外加剂提高普通混凝土的强度,一方面能够提高混凝土强度,另一方面也能降低混凝土配制成本。作为混凝土外加剂的一种,减水剂在混凝土发展中得到了广泛的应用,可以看作是混凝土制备中重要的组成。
1、对减水剂性能产生影响的因素
1.1普通减水剂
水泥成分是普通减水剂的主要影响因素,包含混合材料、石膏种类及铝酸三钙含量等,通常而言,于佛石膏、硬石膏、半水石膏相比,二水石膏的适应性最好。对于部分普通减水剂而言,只能适应二水石膏,如木镁、矿钙、木钠、矿钠等减水剂。除此以外,混凝土和水泥中添加的粘土、火山灰、粉煤灰等成分,也会影响到减水剂的性能,且这些成分含量越高,对减水剂性能产生的影响越大。
1.2高效减水剂
由于水泥种类比较多,不同种类水泥中添加的熟料也有所不同,如果水泥中含有的氧化镁含量越高,那么对混凝土中添加高效减水剂时,受到的影响就越大。对于矿物熟料来说,高效减水剂可选择性吸附,而熟料成分的不同,对高效减水剂吸附的分量也不同,如果吸附层足够,那么吸附分量就比较多;如果吸附层不足,那么吸附分量也就比较少。所以,吸附层的不同,对高效减水剂的分散作用产生的影响也就不同,对于矿物熟料而言,高效减水剂如果对其吸附能力越强,那么其相溶性就越差,减水剂性能也就无法有效发挥出来。
2、混凝土减水剂最佳掺量的测定方法
减水剂与水泥的相溶性受减水剂的质量和种类直接影响,如果减水剂和水泥不相溶,出现的情况比较多,如混凝土离析现象、搅拌混凝土时出现凝结、减水剂效果不明显或无减水效果等。因此,对减水剂进行选择的时候,要对减水剂和水泥的相溶性进行充分考虑,防止出现上述现象。水泥的性质与用量对混凝土减水剂掺量有直接的影响,所以对水泥性质及用量的了解基础上,才能对减水剂掺量进行确定。现阶段,水泥净浆流动度法是混凝土减水剂掺量测定的主要方法,具体操作如下:
分别准确称取水泥300g、减水剂300g及水300g,按规范方法,将水、减水剂及水泥净浆进行拌和。在干净的玻璃上将拌和好的水泥讲讲装入试模中,将试模逐次提起后,对水泥净浆的流动情况进行观察,并对水泥净浆的流动性能进行测试,看其能否满足混凝土泵送要求。同时,对不同的水泥、不同的减水及减水率大小及掺量进行记录,然后优选,如表1所示。
表1混凝土减水剂初试结果
通过对混凝土减水剂进行多次试验,结果显示,加入减水剂的顺序不同,对其性能也有影响。如等量混凝土减水剂、水及水泥搅拌,按照水泥、减水剂、水的顺序得到的水泥净浆的扩展度比按照水泥、水、减水剂的扩展度要小。以某高效减水剂为例,其掺加顺序为:称取一定量的减水剂、水泥及水后,按水泥、减水剂、水掺加顺序倒入搅拌锅,水泥净浆的扩展度测定结果为22~23cm;如果按照水泥、水、减水剂的顺序掺加,则水泥净将扩展度测定结果为25~27cm。可见,在条件相同时,后加减水剂的效果更好。因此,在建筑工程中,通常现将水和水泥进行搅拌以后,再将减水剂加入,能够获得更好的效果,如表2所示。
表2外加剂选择主要技术指标
3、预拌混凝土中高性能减水剂使用技术
以聚羟酸系高性能减水剂为例,在使用中需要具体的技术措施如下:
3.1混凝土的保坍性
对于建筑工程而言,混凝土保坍性非常重要。由于我国水泥品种较多,价值混凝土拌合中石料、砂料的应用造成混凝土保坍性不稳定。作为一种高性能减水剂,聚羟酸系减水剂的保坍性要明显优于传统减水剂,使用中注意以下几点。
①不同聚羟酸母料混合。现阶段,聚羟酸系高性能减水剂的种类也比较多,性能各有不同,有的凝结时间短,有的减水效率高,有的保坍性好。所以,在具体应用中,不同聚羟酸系减水剂要按照不同的比例进行混合,确保保坍性的同时,提高减水效率、降低凝结时间。
②添加聚羟酸型保坍剂。诸多大型建筑工程中,对混凝土需求量比较大,也导致了减水剂使用量增加。为了保证混凝土的保坍性,当前市场中有诸多专门用于聚羟酸系高性能减水剂的聚羟酸型保坍剂,在混凝土拌合中保证了混凝土的保坍效果,但由于该材料的价格比较贵,所以要按照实际工程需求,合理选择。
③非聚羟酸型保坍剂。非聚羟酸型保坍剂也是市面上应用比较多的保坍剂类型。本质上来说属于改良剂,其中最常用的是葡萄糖酸钠保坍剂,在聚羟酸系减水剂中应用很多时候保坍性提升效果也不明显,所以需要对非聚羟酸型保坍剂进行技术改良,使其可满足大部分工程使用,提高工程的安全性。
3.2减水率与混凝土的配比
高强度混凝土在当前建筑工程中的用量并不大,工程中主要消耗的中等强度、低等强度的混凝土。所以,在中、低强度混凝土拌制作中,对聚羟酸型高性能减水剂的应用就比较多。
①使用聚羟酸减水剂对混凝土级配进行调节。由于聚羟酸型减水剂减水率较好,在中、低强度混凝土拌合中直接应用,适当调节混凝土配比,可保证混凝土的减水率。需要提高混凝土减水率时,理论上可降低水泥、水的用量,但水泥含量如果过少,对混凝土质量会产生影响,所以采用聚羟酸减水剂进行混凝土配比调节要优于用水泥调节的效果。
②配置中效减水剂。为使混凝土减水率得到满足,需要对减水剂掺量适当进行调整,但调整过程中,对混凝土保坍性会产生一定影响。所以,对中、低强度混凝土拌合中,为保证保坍性,可合成相应的聚羟酸中效减水剂,确保保坍性与减水率的同时,也能使成本得到控制。
4、减水剂应用注意事项
在减水剂使用中,可作为早强剂使用,能够加快混凝土的早期强度,提高工程进度,但早强剂的应用也会对建筑带来一些影响,如混凝土的极限强度及后期强度下降、混凝土和易性改变等。尽管将普通减水剂键入早强剂中,对混凝土和易性也能改善,但成本过高,且早强剂质量不合格或使用不当时,容易引起钢筋锈蚀,对工程质量带来影响。高效减水剂通过配比试验后,可代替早强剂使用,对工程质量及施工成本不会造成影响。减水剂在应用中,不管何种气候条件,对混凝土的性能都会提升,包含混凝土的匀质性、易密性及流动性等;减水剂使用时,水灰比下降,水泥用量减少,混凝土生产成本降低,尤其是在高强度混凝土制备中,减水剂不可缺少。
减水剂具体使用时,应该注意以下问题:
①确保与水泥相互适应。这是减水剂使用的基础,必须对和水泥的适应性进行重视。如果二者不适应,减水效果不但达不到,还会造成工程质量降低,施工成本增加的问题。
②正确选择减水剂。为了使减水剂的作用充分发挥出来,要结合实际条件对减水剂正确进行选择。不同减水剂不能混合使用,防止对混凝土质量产生不利应用。
③注意减水剂质量。减水剂的种类比较多,应用中减水剂的质量对混凝土质量产生直接影响。因此减水剂选择时,防止一些质量过差的减水剂用于施工中。
④减水剂掺量的控制。减水剂掺量对混凝土质量有直接的影响,过少或过多的减水剂掺量对无法达到减水剂最大使用效果,严重的可能导致工程事故的发生,所以使用时要严格控制减水剂掺量。
5、结语
当前,减水剂在国内外应用都比较广泛,作为混凝土一种重要的外加剂,在使用时,如果掺量控制不当,减水效果就无法发挥出来。所以,工程中,对减水剂的种类、质量要合理选择,严格测定减水剂最佳掺量,采用正确的掺加方法,确保减水剂的性能得到最佳的发挥,保证工程质量的实现。
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