什么是混凝土外加剂?
混凝土外加剂是一种在砼搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌砼和硬化砼性能的材料。外加剂是现代砼的重要组分,硅灰可以说现代砼的技术进步几乎都与外加剂的应用有着密切的关系。高效减水剂的出现,推动了高强砼的发展,也使得砼现实了泵送化、自密实化;引气剂的使用大大提高了砼的抗冻耐久性;膨胀剂在砼结构的防裂中发挥了较大的作用;防冻剂的使用使北方地区的冬季施工成为可能,大大延长了可施工期。
外加剂的种类繁多,性能各异,按其主要使用功能分类分为四类:①改善砼拌合物流变性能的外加剂:减水剂(坍落度相同的情况下减少拌合用水量)、泵送剂(兼有减水、缓凝、引气的作用)等;②调节凝结时间、硬化性能的外加剂:缓凝剂(延长砼的凝结时间的外加剂)、促凝剂(缩短凝结时间)、速凝剂(使砼快速凝结如喷射砼)等;③改善砼耐久性的外加剂:引气剂(引入大量微小气泡,提高抗冻性)、防水剂(提高砼的抗水渗透的性能)、阻锈剂、和矿物外加剂等;④改善砼其他性能的外加剂:膨胀剂(使砼膨胀)、防冻剂(降低水的冰点,在负温下促进砼的强度增长,提高砼抗冻融性能)、着色剂(制备具有彩色砼的外加剂)。
干缩裂缝的控制措施
1)混凝土的干缩受用水量影响很大,在同一水泥用量条件下, 混凝土的干燥收缩和用水量成正比。综合水泥用量和用水量来考虑,水灰比越大,干燥收缩越大。因此,在混凝土配合比设计中应尽可能 将每立方米混凝土的用水量控制在170kg以下,对于浇筑墙体和板体的单方混凝土用水量的控制尤为重要。
2)掺加减水剂、特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增大干缩值;
3)混凝土浇筑面受到风吹日晒,表面干燥过快,受到内部混凝 土的约束,在表面产生拉应力而开裂。如果混凝土终凝之前进行早期保温、保湿养护,对减少干燥收缩有一定的作用; 4)掺加HEA抗裂膨胀剂
普通水泥砼有两大特点,其一是水化过程中产生收缩(失水干缩和温差冷缩);其二是抗拉强度小,极限延伸率低。当收缩值超过砼极限延伸时,砼就会开裂,造成渗漏。可见“裂”是“渗”的重要原因,对施工良好的砼,不裂就不渗,防渗的前提是抗裂。HEA抗裂防水膨胀剂加入到普通水泥砼中,拌水后生成大量膨胀性结晶水化物——水化硫铝酸钙即钙矾石,使砼产生适度膨胀,膨胀砼在钢筋和邻位的约束下,在结构中建立0.2~0.7MPa的予压应力,这一压应力可抵消砼在硬化过程中产生的收缩拉应力,或使其小于砼的拉伸极限,从而防止砼收缩开裂。可见,HEA抗裂防水膨胀剂的加入,由于膨胀补偿收缩,改变砼硬化过程中的应力应变状态,从根本上克服了砼的材性缺陷,从而解决了砼材料的裂渗问题。
巧治混凝土表面“起砂” “脱皮”
1、混凝土表面“起砂”
混凝土施工完毕,经过一段时间的养护(混凝土胶结凝固)后,发现砼的表面一层不具强度而“起砂”,砼的耐磨性、耐久性及抗渗性会下降。产生此类现象有以下原因:
a )混凝土配料不当。如水灰比相对过大、灰砂比过小、砂率及细集料量过高、减水剂及缓凝剂等外加剂过多等,致使砼的强度过低。
b )水泥质量的影响。主要表现有强度太低、安定性不合格、凝结时间过长、比表面积过小(细度过粗)、颗粒级配过分集中、碱性及非活性混合材料占水泥组分的比例过大等因素,将造成混凝土水化凝结较慢、泌水性较大,从而导致砼的表面强度过低。
c )其他组成材料的影响。如砂石不干净(泥含量较大)、砂的细度模数过高或过低等,也会使混凝土强度降低、泌水性增加。
d )混凝土施工不当。振捣过度,造成砼严重析水;二次抹面不当或没有进行抹面,抹面时间过早(未到初凝)或过晚(终凝以后),抹面时发现析出水较多而另加过量的水泥补面等都有可能造成混凝土表面起砂。
e )成型养护不当。湿养护过度,如在砼表面硬化前被大水冲刷;湿养护不足,砼内水分蒸发散失;湿养护过早,成型后未到初凝即过早浇水等。
f )环境因素的影响。如施工环境空气中 CO 2 浓度较高,与水泥凝胶中的 Ca(OH) 2 作用后使其表面碱度降低导致硬化不良;已经硬化的砂浆和混凝土在未达到一定强度之前经常受到曝晒、风吹、雨淋、干湿循环或碳化作用等等。
2 、混凝土表面“脱皮”
混凝土成型几天后,表面薄薄的一层呈块状脱落,紧挨脱皮的底层通常还会有“起砂”的现象。能引“起砂”的因素都有可能造成脱皮,另外还要注意以下几点:
a )温度的影响。如养护用水太冷( < 10 ℃ )或太热( > 60 ℃ ),使养护温度与混凝土水化温差太大;在施工浇注初期气温突降或遇霜冻、雾浸等。 b )抹面操作不当。如抹面过早、抹面次数过多、抹面用力过度或集中重复抹面等。 c )水泥及集料中碱含量、碳含量等危害元素超标。
3 、混凝土不“收旱” 混凝土施工到达一定时间后,强度低,表现出浆体粗糙、松散、凝结不好或强度不够。主要原因有:
a )施工过程的问题。包括混凝土配比设计、拌和、成型、浇注、养护、保养等操作不当,导致混凝土标号低劣,强度不够。 b )所用材料不合格。如砂、石、集料质量不合格;除此之外,大多数是因为水泥体积膨胀率太大(安定性严重不良)。 c )施工用木质模板未经水浸,其内壁大量吸附砼内水份,导致砼体严重缺水而降低强度。 d )水泥水化硬化缓慢,强度等级太低,标号不够;或者水泥出现急凝或假凝,使水泥强度不能有效发挥。
4 、混凝土“开裂” 混凝土出现裂纹或裂缝,通常有以下原因: a )配制混凝土时水灰比过小、灰砂比过大、砂率较小、或外加剂过多,使混凝土水化用水相对不足,形成“刚性材料”,经养护后,砼内部在热应力作用下结构发生膨胀而“开裂”。 b )所用骨料粒径过大,在水灰比大的情况下极易形成空洞,水分蒸发时会产生“裂纹”;并且因混凝土表层水泥不能得到完全水化,当底层强度发挥后,其应力大于表层产生的应力,从而出现“开裂”。 c)搅拌不匀、养护失误,也会造成砼的强度不匀、产生的应力不均。 d )水泥急凝、需水性过大、安定性不合格等都极易造成混凝土“开裂”。