混凝土外加剂应用中的关键问题分析

  本文关键词：聚羧酸高性能减水剂在水泥和辅助性胶凝材料表面的吸附特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

科技创新导报

陈秋霞
（济南工程职业技术学院  山东济南  225127）
摘要：作为建筑行业内的重要材料，为了能够改善其建筑方面的特性，各类外加剂的应用量在混凝土的应用中不断增加。外加剂的负面作用以及使用过程中的一些相关问题也逐渐显现出来。对外加剂含碱量进行了合理取值分析，提出了外加剂应用过程中节能、适量等原则。同时对外加剂与矿物活性材料的适应性等问题也进行了详细的阐述，并对外加剂发展的趋势做了前瞻性的讨论。
关键词：混凝土  外加剂  活性  性能
中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（a）-0046-01
①作者简介：陈秋霞（1965—），女，山东菏泽人，副教授，，研究方向：建筑材料和高分子材料加工技术。
混凝土外加剂作为混凝土应用中重要的组成部分，其作用得到了理论的验证以及在实际应用过程中的检验，合理的外加剂对于改善混凝土的建筑性能具有重要的意义。根据目前应用情况，混凝土外加剂的应用过程中尚有部分关键问题没有能够完全解决。本文从工程实践的角度出发，对外加剂应用过程中的技术进行研究分析，为工程界以及学术界相关人员提供必要的参考。
1 添加剂引起的原则与作用分析
部分工程建筑材料应用中主要会产生气泡、泡沫以及溶胶性气泡等三种类型的泡。各种类型的泡形成机理以及特性也不同。混凝土中的泡助于属于溶胶性气泡，其形成原因主要是由于离子型引气剂的引入，混凝土中本身形成的气泡带电相互排斥引起的，一般呈规则排列。
1.1 引气的作用
一般而言，混凝土在不添加引气剂的情况下也会具有0.5%～2%的含气量，但是气泡的大小不一致，分布也不均匀，因此引气剂的加入能够使得混凝土的性能参数分布一致，有效改善工作性能，实验表明，在诸如碎石、人工混凝土等形状不规则的建筑材料中使用效果更为显著。在实际工程中，不添加引气剂就会使得混凝土中的水灰分布不均匀，产品的抗拉强度就会明显降低；引气剂的引入能够有效减少混凝土在使用过程中的用水量，由于大量的微小气泡能够填补混凝土中的自由空间，使得混凝土的抗渗透能力有了较大程度的改善，同时抗老化以及化学腐蚀的能力也得到了加强；引气剂同时也能够通过容纳自由水的迁移，缓和静水的压力，使得混凝土具有良好的反复承受冻融循环的能力；同时引气剂对于混凝土的抗膨胀性能也有较大程度的提升。
1.2 引气剂添加遵循的原则
引气剂能够有效提升混凝土在抗压强度、抗渗性、防冻性等多个方面的性能，但是在实际应用中要能够遵循以下的基本原则，首先引气剂的使用量要能够充分考虑到混凝土的耐久性、强度等方面的要求设定，目前在实际使用中一般为4%～5%之间；不同的引气剂的气泡结构存在明显的差异，因此实际应用中要能够通过大量的实验了解控制气泡间的合理系数范围，并因此确定引气剂的使用量以及种类，同时应用中一般优先考虑使用离子型的引气剂。
2 外加剂应用与节能分析
混凝土是建筑方面的从基础材料，需求量极大，其生产的耗能也较高，因此通过一定量的外加剂的引入减少生产过程中的能耗对于提升产品的经济效益、社会效益，实现可持续发展战略具有重要的意义。通过外加剂推动混凝土的生产技术进步已经获得了广泛的应用，添加剂的引入能够在保持原有的水灰比一级流动度的前提下，可以解决水泥使用量10%～15%。从2000年通用水泥执行标准依赖，水泥的各项指标要求都有了较大幅度的提升。因此采用更为严格的ISO进行检测，对于水泥的早期强度提出了更为严苛的要求，因此增加了混凝土生产过程中的总体能耗。同时作者研究发现，如果采用30%的磨细矿渣置换熟料水泥配制中低强度等级混凝土时，可以有效节省减水剂等添加剂的用量达到30%以上，如果与磨细矿渣和预水化粉煤灰复合使用，则外加剂的使用可以更少。
3 外加剂与矿物掺合料的适应性分析
在外加剂的使用过程中，在充分考虑外加剂与水泥产品与外加剂的适应性的同时还要能够充分考虑外积极与矿物材料的适应性。在实际应用过中，可以使用的活性矿物材料品种较多，化学成分也不尽相同，因此给外加剂的选用带来了一定的困难。影响外加剂与活性矿物材料适应性的因素主要是活性材料及外加剂的化学组成。活性矿物材料的矿物组成对适应性影响也较大。另外加剂与矿物质材料适应性因素产生主要影响的是外加剂以及矿物质的化学成分。例如炉渣、煤矸石不仅含碳，而且呈多孔结构，因此与外加剂的吸附能力较差，因此可以对外加剂组分进行特别设计方可解决问题。一般而言碳的含量对于外加剂的使用具有不利的影响，使用过程中需要对混凝土中的碳含量值进行限定。
4 混凝土外加剂的发展趋势
目前混凝土外加剂的发展趋势主要呈现高性能化、多功能化、绿色化等多方面的特点。目前外加剂的使用一般都是在混凝土以及其他建筑材料同时投入搅拌机使用。目前的高性能添加剂能够在引气、减水等方面具有良好的性能，目前较有代表性的产品就是聚羧酸系和氨基磺酸系高性能外加剂；同时不同的外加剂功能也呈现多样化的特点，满足了混凝土使用不同的需求。外加剂的使用性能主要需要对其化学基团进行分析，实现基团的有效互补是合理应用外加剂的关键，为了满足多样化的功能需求，可以不管其使用方案，而只要关心起化学基团的互补作用，因此纵观多功能外加剂的发展趋势可知，采取合成与复配并重的技术路线，是实现外加剂功能化的有效途径；最后是外加剂使用的绿色化，外加剂中经常使用的所使用的工业萘、蒽、马来酸酐、苯酚、水杨酸、甲醛等材料在使用过程中都难免对环境产生污染，对人体产生危害，同样添加剂中的重金属元素也会对人体的健康带来较大的污染，因此进行绿色外加剂的研究，也是目前外加剂发展的重要趋势。
5 结论
混凝土外加剂应用中出现的问题，既受到技术、认识的制约，又受到社会因素的制约。只要坚持科学精神，按客观规律办事，从工程实践中总结经验，就一定能够提高混凝土外加剂生产、应用水平。
参考文献
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  本文关键词：聚羧酸高性能减水剂在水泥和辅助性胶凝材料表面的吸附特性研究，由笔耕文化传播整理发布。