外加劑的復配-綜述
1、 混凝土中使用單一品種外加劑的情況已很少見。逐漸向著高效能、多功能的方向發展。
2、 外加劑復配的目的是為了同時滿足混凝土對各種性能的需要,以及各復配成分之間的共同作用而產生“疊加效應”。
3、 復合外加劑通常是由多種表面活性劑或與無機電解質等組成。如復合早強劑、復合防凍劑、泵送劑、復合緩凝引氣減水劑等。
4、 一般復配外加劑由至少兩種組分配制,形成二元或多元復合。
5、 復合外加劑中每一種外加劑在水泥水化的不同階段起作用,或在同一時間內共同發揮作用。
外加劑的復配-防凍劑
冬季施工的混凝土,為了達到規定的臨界強度,常采用以下三種方法:
1、 采用保溫或加熱的方法,使混凝土在正溫下硬化直到所需要的強度。
2、 加入防凍劑,保證混凝土在負溫下繼續水化硬化。
3、 同時采用以上兩種方法(即綜合蓄熱法)。
北京地區常采用1、3兩種方法,構件廠和市政工程多使用第1種方法,其它工程多使用第3種方法。東北地區多使用第2種方法。
許多無機鹽類和有機物均可作為防凍劑。這些物質的共同特點是,能降低水的冰點,并能在負溫下促使水泥水化。
復合防凍劑比單一組分防凍劑效果好。傳統的防凍劑摻量高,且多為無機鹽,混凝土性能受到很大影響,如強度降低等。
用減水劑與防凍組分復合,在達到相同效果時的摻量可大幅度降低。
n 配制原則:具有一定的減水率、一定的引氣性能和相應的降低冰點的性能。
n 基本組成:減水組分+防凍組分+引氣組分+其它助劑。
n 減水組分:萘系高效減水劑、磺化三聚氰胺高效減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑、脂肪族高效減水劑等。不宜使用帶緩凝作用的普通減水劑。
n 防凍組分:亞硝酸鹽、硝酸鹽、氯鹽、尿素、乙二醇等。
n 引氣組分:文沙樹脂(松香皂類)、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽等。
n 緩凝組分:木質素類、糖類、磷酸鹽、酒石酸鹽、葡萄糖酸鹽、檸檬酸及其鹽類、纖維素及其衍生物等。
n 減水組分作用:在一定坍落度情況下,降低混凝土的水灰比,提高混凝土強度,與防凍組分共同作用,提高防凍效果。
n 防凍組分作用:降低水的冰點,使水泥在負溫下繼續水化,并且在一定時間內達到規定的強度。
n 引氣組分作用:適當的引氣可改善混凝土的抗凍性能和和易性,而且對混凝土的耐久性有很大好處。
n 緩凝組分作用:雖然冬季大氣溫度較低,利于坍落度的控制,但有時(如商品混凝土)采用綜合蓄熱法進行冬季施工,使用熱水或對原材料加熱等,混凝土溫度基本在10度以上,仍然存在損失問題。
n 減水組分:在一定坍落度情況下,能夠減少用水量20~30%,強度提高1~2個等級,加速早期強度增長。同時提高了液相中防凍劑的離子濃度,改善混凝土的孔結構,增加封閉孔和減小毛細孔直徑。宜采用高濃型產品,防止結晶堵塞管路,同時,外加劑帶入混凝土的堿量也得到控制。
n 防凍組分:很多無機鹽既是防凍劑又是促凝劑,但對混凝土的其它性能如耐久性影響較大。使用有機物作為防凍組分時,摻量不宜過大,通常在膠凝材料的0.2%左右,增強作用明顯。無機電解質類防凍組分,不但影響水泥水化、冰點,而且有時顯著影響減水率。復配時,必須選擇合適的防凍組分。
n 引氣組分:不但要防凍,同時還應抗凍。這一點往往被忽略。其實,強度指標是現代混凝土最容易達到的,而工作性和耐久性的要求更為重要。
現代混凝土防凍劑的配制原理:
n 無氯、低堿、低摻量,以液體產品為主;
n 高工作性、早強和高耐久性;
n 大幅度減少用水量,減少游離水含量,提高液相中離子濃度;
n 提高工作性,減少坍落度損失;
n 提高混凝土密實度,改善孔結構,減少孔含量,減小孔直徑;
n 降低液相冰點,促進低溫水化,盡快達到臨界強度;
n 改善冰晶形貌,降低凍脹應力;
n 防凍與抗凍結合,提高混凝土耐久性。
防凍劑的發展趨勢和基本組成:
年代
1950~1960
~1980
~1990
現在
成分
氯鹽、亞硝酸鹽
減水、防凍組分、早強組分,防凍組分以氯鹽、亞硝酸鹽、尿素等為主
高效減水劑、無機和有機防凍組分,緩凝組分、引氣組分等。
高效減水劑、有機防凍組分,緩凝組分、引氣組分、低溫促凝組分等
摻量
5~15 (固)
5~15 (固)
2~4(固),3~6
3~5
3~5
堿含量
高
高
>0.7 kg/m3
< 0.7 kg/m3
外加劑的復配-應注意的問題
n 首先,復配不是簡單的將幾種不同組分混合在一起,應該根據混凝土原材料、配合比、技術要求等情況,充分考慮各組分之間的相互作用進行復合。
n 根據不同水泥、摻和料等選取適合的主成分及摻量,根據混凝土的其它性能要求,確定其它助劑的品種及摻量。
n 通過試驗,驗證以上所確定的各種成分和摻量是否合適。考察各外加劑組分之間的相互作用及對混凝土性能的影響。
n 無機電解質類早強、防凍組分,不但影響水泥水化、冰點,而且有時顯著影響減水率。復配時,必須選擇合適的防凍組分。
n 兩種或以上的表面活性劑共同使用時,必然存在相互影響,其作用有可能是疊加,也有可能是抵消,應加以注意。
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