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聯(lián)系人：周圣
郵編：201802
[摘要] 商品混凝土摻用外加劑可有效地改善混凝土抗?jié)B、抗凍融抗碳化等耐久性能。從目前商品混凝土大量出現(xiàn)的早期收縮開裂等工程事故分析，外加劑的應(yīng)用不當(dāng)也會給混凝土耐久性能帶來負(fù)面影響，應(yīng)當(dāng)引起重視。
[關(guān)鍵詞] 外加劑 水灰比 收縮 耐久性
混凝土在內(nèi)部及外部作用下，能長期保等其良好的使用性能稱為混凝土耐久性。耐久性不但影響到混凝土工程的經(jīng)濟(jì)效益，更會影響到人們的使用安全。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全世界每年因混凝土耐久性喪失造成的經(jīng)濟(jì)損失（主要是修復(fù)或重建費(fèi)用）達(dá)數(shù)千億美元。我國是水泥生產(chǎn)及混凝土使用大國，每年用于修復(fù)或重建的混凝土工程資金也近千億元人民幣，大批混凝土工程剛建成即暴露出耐久性問題。一些工程甚至剛使用即被廢棄，造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。
混凝土耐久性是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，影響因素較多，膠凝材料性能、集料質(zhì)量、施工配合比、施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)、使用環(huán)境都可能給混凝土耐久性造成一定的影響。我國目前商品混凝土施工越來越普及，由于商品混凝土施工的特殊技術(shù)要求，更離不開混凝土外加劑。實(shí)踐證明，商品混凝土施工中合理使用外加劑有益于改善混凝土耐久性。而外加劑使用不當(dāng)更會給混凝土造成負(fù)面影響。
1. 混凝土的滲透性
混凝土是一種多孔結(jié)構(gòu)體，在內(nèi)外作用下，水或氣體由高壓處向低壓處遷移的現(xiàn)象稱為滲透性?；炷恋臐B透性控制了水氣的滲入速率。如滲入的水、氣中含有侵蝕性有害物質(zhì)，就會給混凝土造成損害。混凝土對水的滲透還會影響混凝土的抗凍融性能。滲入的水反復(fù)凍融會使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞?；炷翝B透性還關(guān)系到混凝土的抗碳化性能。因?yàn)樗嘀械膲A在鋼筋中，可使鋼筋產(chǎn)生一層鈍化保護(hù)膜，如水泥中的堿度降低，當(dāng)PH值降到11.5以下時(shí)，起保護(hù)作用的鈍化膜就會歸遭到破壞，使鋼筋銹蝕。產(chǎn)生的鐵銹其體積比原來增大數(shù)倍，鋼筋不斷銹蝕，其膨脹壓導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落，又進(jìn)一步加速了銹蝕，導(dǎo)致鋼筋體積減小，承載能力下降，使混凝土失去耐久性。
不難看出，抗?jié)B性能差的混凝土不但抗壓強(qiáng)度降低，承載力差，其抗凍抗碳化等耐久性能也差。
2. 外加劑對混凝土耐久性能的影響
2.1水灰比對水泥的孔結(jié)構(gòu)影響******，因此也是影響混凝土抗?jié)B性能的最主要因素。因?yàn)?，混凝土拌合用水越多，包裹水泥粒子的水層越厚，許多拌合水在混凝土中形成了相互通連的毛細(xì)孔。混凝土孔隙率增大，混凝土的滲透性增加。減水劑的應(yīng)用大幅度減少了拌合用水，水灰比下降，因此減少了水泥水化剩余水留下的毛細(xì)孔通道，混凝土密實(shí)性提高，孔隙率下降。
減水劑的應(yīng)用還會使混凝土中毛細(xì)孔細(xì)化。摻減水劑的混凝土水泥水化更完全，部份水化物還可填充部份毛細(xì)孔壁，孔徑進(jìn)一步減小，使一些毛細(xì)孔從透水有害孔變?yōu)椴煌杆臒o害孔。不難看出，摻用減水劑的混凝土由于水灰比的減少，孔隙率降低，混凝土更密實(shí)，水泥水化更完全，混凝土耐久性能提高。
2.2為了改善混凝土可泵性、保水性、保塑性，商品混凝土需摻用引氣劑。商品混凝土摻用引氣劑不但進(jìn)一步降低了水灰比，改善了混凝土工作性，還可以防止混凝土泌水沉降，使集料與膠凝材料界面上的大毛細(xì)孔減少。引入的細(xì)密而封閉的氣泡可切斷混凝土中毛細(xì)孔通道，提高了混凝土的抗?jié)B性能。資料表明，混凝土摻入引氣劑后抗?jié)B性能可提高50%，甚至數(shù)倍。
細(xì)小密布的氣泡還可以緩解混凝土因冰凍產(chǎn)生的膨脹壓力，密布的氣泡可容納受壓遷入的自由水，又進(jìn)一步減輕了混凝土靜水壓力，防止混凝土凍脹開裂。試驗(yàn)證明不摻引氣劑的混凝土即使水灰比降至0.3也不抗凍，而摻引氣劑的混凝土水灰比高達(dá)0.5仍有較好的抗凍性能。
2.3商品混凝土、泵送混凝土為減少坍落度經(jīng)時(shí)損失，保持較好的工作性能，通常都摻用緩凝劑。大體積混凝土由于體積較大，內(nèi)部水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)外溫差極大，有時(shí)達(dá)數(shù)十度，當(dāng)溫差達(dá)到一定極限時(shí)，引起的應(yīng)力會超過混凝土抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土開裂，摻用緩凝劑可有效抑制水泥迅速水化，防止水化熱集中釋放，避免了因溫差產(chǎn)生的裂縫產(chǎn)生，保證了混凝土結(jié)構(gòu)安全，提高了混凝土耐久性能。
3．防止外加劑對商品混凝土耐久性的負(fù)面影響
不難看出，商品混凝土中應(yīng)用減水劑、引氣劑、緩凝劑等外加劑可有效地提高混凝土抗?jié)B、抗凍、抗碳化等耐久性能，但施工實(shí)踐也發(fā)現(xiàn)，在商品混凝土施工中，外加劑應(yīng)用不當(dāng)也會給混凝土造成負(fù)面影響。
3.1對于水灰比較大的混凝土，適當(dāng)減少拌合用水，降低水灰比可明顯減小混凝土干燥收縮。隨著高效減水劑的大量應(yīng)用，許多混凝土設(shè)計(jì)水膠比極小，混凝土自收縮已不容忽視。過量減小用水量，混凝土內(nèi)部干燥收縮加劇，從而使混凝土收縮率增大。
許多高效減水劑（如脂肪族類高效減水劑、氨基磺酸鹽類高效減水劑）摻入混凝土中易產(chǎn)生泌水，目前國內(nèi)普遍采用的萘系高效減水劑過量摻用也加大混凝土泌水、分層離析。不但影響了混凝土質(zhì)量，更影響了混凝土的耐久性能。
3.2目前我國商品混凝土施工中緩凝劑的摻用量普遍較大，許多施工人員將摻用緩凝劑作為減小混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失的唯一途徑，而脫離了混凝土工程對凝結(jié)時(shí)間的實(shí)際需求。
混凝土長期不凝，處于塑性狀態(tài)，在風(fēng)吹、日曬下表面水份大量蒸發(fā)，由于目前商品混凝土水灰比普遍較小，混凝土較為密實(shí)，毛細(xì)孔細(xì)化，上升水份更少，加重了混凝土表面失水收縮。試驗(yàn)證明，較低水灰比長期緩凝的混凝土早期收縮值可達(dá)到500×10-5m/m以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于混凝土開裂極限。長期不凝的混凝土集料易產(chǎn)生泌水沉降，不但影響了混凝土的勻質(zhì)性，更加大了塑性收縮?；炷林羞^量摻用緩凝劑，混凝土長期不硬化，水泥水化停止，水化物少，不但影響了混凝土早期強(qiáng)度，延緩了工期，更會給混凝土長期強(qiáng)度發(fā)展造成了難以恢復(fù)的損害。目前我國商品混凝土施工中，普遍存在的早期開裂可能與上述過量減水長時(shí)間緩凝等外加劑應(yīng)用不當(dāng)有關(guān)。
3.3引氣對商品混凝土耐久性能的影響與含氣量有關(guān)。當(dāng)含氣量為3-6%時(shí)，混凝土耐久性隨著含氣量的增大而提高，但含氣量高于6%后，混凝土耐久性卻隨著含氣量的增大而下降。
混凝土中摻用適量引氣劑可有效減少混凝土泌水，但過量摻入泌水率卻反而增大。引氣劑對混凝土強(qiáng)度的影響是眾所周知的，即隨著含氣量的增加而降低，由于引氣劑同樣有一定的減水功能，因此在一定含氣量時(shí)混凝土強(qiáng)度基本不會下降。大量工程試驗(yàn)證明，低標(biāo)號的混凝土含氣量為4-5%，中等標(biāo)號的混凝土含氣量為3-4%，高標(biāo)號的混凝土含氣量控制在2-3%左右都不會影響混凝土強(qiáng)度，混凝土耐久性也較好。
引氣劑對商品混凝土耐久性的影響還與所用引氣劑品種、性能有關(guān)。較好的引氣劑所產(chǎn)生的氣泡間距小，泡徑小，細(xì)密，泡沫穩(wěn)定，選用不當(dāng)更會影響混凝土耐久性。
3.4近年來由于我國水泥標(biāo)準(zhǔn)、水泥生產(chǎn)方式的改變，水泥堿含量普遍較高，許多國產(chǎn)外加劑堿含量較大，如蒽系高效減水劑，硫酸鹽含量達(dá)30%以上，萘系減水劑硫酸鹽含量也達(dá)20%左右，許多脂肪族高效減水劑PH值達(dá)13或更高，許多早強(qiáng)劑主要成份多數(shù)是硫酸鹽，許多膨脹劑中也含有大量堿，且這些產(chǎn)品摻量都較大?；炷林腥缢盟鄩A含量較大。外加劑中再有大量堿的摻入，這就增大了混凝土產(chǎn)生堿集料反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，給混凝土耐久性帶來不利影響。
4．結(jié)論
商品混凝土施工中外加劑應(yīng)用不當(dāng)或過量摻用會增大混凝土收縮，收縮裂縫增加，泌水率增大，承載力下降，嚴(yán)重影響了混凝土耐久性能，為防止外加劑對混凝土產(chǎn)生負(fù)面影響，應(yīng)當(dāng)重視對外加劑應(yīng)用技術(shù)的研究。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 尤啟俊等“引氣劑應(yīng)用技術(shù)研究”“混凝土”2005.4
[2] 龔洛書等“混凝土的耐久性及其防護(hù)修補(bǔ)”中國建筑業(yè)出版社
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