文｜ 廣東正檢測技術(shù)有限公司 林光軍

一、引言

近年來，我國建筑行業(yè)得到大力發(fā)展，與此相關(guān)聯(lián)的建材行業(yè)隨之興起，建材行業(yè)生產(chǎn)商為了在激烈的市場競爭中贏得一席之地，紛紛加大了科研投入，一大批新型建筑材料得到推廣應(yīng)用，混凝土外加劑作為建筑工程常用摻加配料，成為建筑工程重要的原材料之一，直接影響到建筑工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量好壞，能迅速改變混凝土工作特性的外加劑而受到施工企業(yè)青睞。

二、混凝土外加劑的應(yīng)用前提和種類劃分

建筑工程混凝土外加劑種類繁多，現(xiàn)場施工中使用外加劑根據(jù)設(shè)計圖紙、氣候環(huán)境、現(xiàn)場條件進(jìn)行選擇，對混凝土外加劑應(yīng)用前提要充分了解，適當(dāng)場合下適量使用。

1.混凝土外加劑的應(yīng)用前提

混凝土澆筑環(huán)境和氣候條件經(jīng)常變化，外部條件與實驗室配合比不完全相同，因此，選擇現(xiàn)場使用的外加劑應(yīng)因地制宜，符合現(xiàn)場使用需求，保證混凝土質(zhì)量和工程成本合理控制。

（1）設(shè)計應(yīng)用前提。通常在設(shè)計中對工程使用部位對混凝土強度進(jìn)行設(shè)定，根據(jù)混凝土工程強度等級要求，外加劑的物理、化學(xué)性能，摻加不同種類外加劑，以符合設(shè)計各項指標(biāo)要求。

（2）施工使用前提?；炷猎谠囼炇疫M(jìn)行配合比實驗，施工現(xiàn)場條件與實驗室人為設(shè)定值不一致，針對施工現(xiàn)場實際使用外加劑比例和時間段實施調(diào)整，以滿足實際現(xiàn)場使用的需要。

（3）摻入量使用前提。外加劑使用數(shù)量對混凝土整體工作性能有重要影響，使用量事先經(jīng)過精密計算、實驗室科學(xué)配比、現(xiàn)場試配調(diào)整得到的合理摻入數(shù)量，以求用最優(yōu)化的摻入量降低工程成本，減少外加劑對混凝土性能變化過大的影響。

2.外加劑種類劃分

混凝土工程作為重要分部工程，它的施工質(zhì)量對工程整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量有直接影響?；炷聊Y(jié)時間是施工中必須嚴(yán)格控制的重要階段，項目專業(yè)技術(shù)人員需要對外加劑化學(xué)性能、摻入數(shù)量、摻入時間段等參數(shù)作充分熟悉了解。通常外加劑按照用途進(jìn)行分類，改善混凝土凝固時間的外加劑有緩凝劑、速凝劑等；調(diào)整混凝土工作性能外加劑有防凍劑、著色劑、膨脹劑、減水劑、阻銹劑、引氣劑等。根據(jù)現(xiàn)場需要選擇相應(yīng)外加劑，調(diào)節(jié)混凝土使用特性以符合施工要求。

三、混凝土外加劑作用原理

1.引氣劑作用原理

為解決施工現(xiàn)場澆灌中混凝土流動性不足問題，適時摻入引氣劑能調(diào)節(jié)混凝土攪拌工作性能。引氣劑化學(xué)構(gòu)成是含有陰離類的表面活性劑，攪拌過程中加入引氣劑，由表面活性劑帶入的大量的微小氣泡均勻分散在混凝土內(nèi)部，摻入的引氣劑溶于水中經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成穩(wěn)定的液相膜，增強了液體與外界空氣接觸面積，這些氣泡能使混凝土和易性得到大大改善。

2.緩凝劑的作用原理

緩凝劑按照分類有兩種:無機類和有機類。市面中經(jīng)常用到的是有機類，有機緩凝劑在添加入混凝土后，直接在水泥顆粒表面形成同性電荷親水膜，阻礙水泥顆粒之間溶合凝結(jié)，無機緩凝劑添加入混凝土后在水泥顆粒表面形成溶合難度大的化學(xué)分子膜，起到延長水泥正常的水化和硬化時間作用，并能降低水泥產(chǎn)生的前期水化熱，保證現(xiàn)場攪拌混凝土有足夠時間維持塑性進(jìn)行澆灌。緩凝劑使用季節(jié)性限制性大，通常夏季炎熱天氣中使用，大體積混凝土施工應(yīng)注意控制摻入緩凝劑數(shù)量，摻入量多少對混凝土早期強度產(chǎn)生直接影響。

3.早強劑的作用原理

早強劑有多個品種，在不同種類混凝土中產(chǎn)生不同的化學(xué)反應(yīng)，以硫酸類早強劑為例，當(dāng)Na2SO4直接和水溶解后，在水泥攪拌水化學(xué)作用下產(chǎn)生的Ca(OH)2，生成新的CaO和CaSO4，反應(yīng)后生成的CaSO4化學(xué)活性好，大大增加了Ca4Al6SO16在水泥中的含量，快速縮短水泥凝固時間，混凝土能快速具備早期強度條件。

4.復(fù)合膨脹劑的作用原理

適量復(fù)合膨脹劑摻入混凝土后，鈣礬石晶體與水泥中礦物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，水泥中礦物質(zhì)經(jīng)過反應(yīng)后大量Ca（OH）2被消耗，混凝土中Ca2+含量降低，SO2-含量增加，增加了C3S顆粒與混凝土中的水分接觸，產(chǎn)生的水化產(chǎn)物C-S-H凝膠填入到混凝土礦物結(jié)構(gòu)骨架中，迅速提高混凝土早期強度和增大水泥內(nèi)部體積，經(jīng)過一段時間化學(xué)反應(yīng)最終形成比較穩(wěn)定的強度。復(fù)合膨脹劑使用量與混凝土的干縮、低水膠比有直接關(guān)連，當(dāng)膨脹劑投入過多時有可能導(dǎo)致膨脹應(yīng)力遠(yuǎn)大于混凝土結(jié)構(gòu)承載程度而形成裂縫，影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和強度。

5.減水劑的作用原理

減水劑在混凝土工程產(chǎn)生良好的減水效果，對混凝土工作性能有直接影響，減水劑表面有良好活性物質(zhì)，在活性物質(zhì)的化學(xué)作用下，混凝土中的水泥顆粒被減水劑吸附，水泥顆粒產(chǎn)生同種電荷，水泥顆粒在減水劑活性物質(zhì)作用下分離，減少水泥與水的表面張力，加大二者接觸面積，水泥顆粒中包裹水份放出來充分反應(yīng)，在保持強度不變條件下最終達(dá)到降低水泥或水用量的效果。

四、外加劑在混凝土工程中的應(yīng)用

1.精確計算混凝土外加劑使用量

混凝土工程施工過程中需要根據(jù)現(xiàn)場情況選用外加劑，外加劑在不同環(huán)境下與混凝土原材料產(chǎn)生不同的反應(yīng)機制，對混凝土工程主要工作性能和建筑工程結(jié)構(gòu)強度產(chǎn)生直接影響。因此，對用于混凝土工程的外加劑使用量必須要經(jīng)過精確計算，針對施工現(xiàn)場實際環(huán)境，做好外加劑使用施工工藝方案，依據(jù)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實驗室試驗外加劑配合比測定，測定外加劑投入最佳含量，摻入外加劑數(shù)量以膠凝材料為對照基礎(chǔ)，選用外加劑品種和數(shù)量均應(yīng)嚴(yán)格控制，超量時可能影響混凝土早期強度甚至在后期產(chǎn)生裂縫，投入數(shù)量不足時則難以實現(xiàn)調(diào)節(jié)混凝土工作性能目的。

2.改良混凝土施工工藝

建筑工程施工工藝對混凝土工程質(zhì)量有密切聯(lián)系，混凝土施工工藝流程和施工方法不斷進(jìn)行改良有巨大的提升空間，尤其在目前我國施工規(guī)模日益增大，設(shè)計工程項目日漸復(fù)雜，施工難度日漸提高的趨勢下，混凝土施工工藝形式多樣，商品混凝土的廣泛應(yīng)用大大提高了施工效率和保證工程質(zhì)量穩(wěn)定性，施工技術(shù)人員對不同條件下施工環(huán)境中外加劑的使用持續(xù)進(jìn)行創(chuàng)新、改良，確?；炷凉こ藤|(zhì)量達(dá)到設(shè)計、施工和規(guī)范的要求。

3.創(chuàng)新發(fā)展多種復(fù)合型外加劑

混凝土外加劑既屬于化工行業(yè)也屬于建材行業(yè)產(chǎn)品，產(chǎn)品更新?lián)Q代快，市場發(fā)展需求空間大，要最大化挖掘外加劑產(chǎn)品潛力，不斷改良外加劑的化學(xué)組成成分，利用改良配方創(chuàng)新研究復(fù)合型外加劑、單一型外加劑，結(jié)合當(dāng)前國家鼓勵發(fā)展新型循環(huán)經(jīng)濟，建材行業(yè)生產(chǎn)商加大對工業(yè)、建筑廢料進(jìn)行科技研究綜合利用，通過科學(xué)利用工業(yè)廢料轉(zhuǎn)變成建筑使用的外加劑，滿足建材產(chǎn)業(yè)向環(huán)保方向發(fā)展需求，提升產(chǎn)品應(yīng)用效益和科技含量。

4.充分挖掘外加劑最佳性能

當(dāng)前我國持續(xù)不斷加大對建筑工程科學(xué)技術(shù)的投入，工程技術(shù)研究不斷向前發(fā)展，工程技術(shù)人員在施工現(xiàn)場中對不同性質(zhì)外加劑應(yīng)熟悉運用，特別是建材行業(yè)競爭激烈，建材生產(chǎn)商研制的新型外加劑產(chǎn)品層出不窮，建筑工程施工單位項目部對應(yīng)用到施工現(xiàn)場新型外加劑產(chǎn)品必須經(jīng)過多次嚴(yán)格試驗并驗收合格才能大規(guī)模推廣實施，以降低新產(chǎn)品技術(shù)應(yīng)用風(fēng)險，最大限度發(fā)揮外加劑化學(xué)特性，提升混凝土工程科技應(yīng)用含量。

五、混凝土工程外加劑應(yīng)用注意的幾點問題

1.目前我國大部分建筑工程施工過程中都應(yīng)用到外加劑，外加劑的使用數(shù)量和用法都有嚴(yán)格的應(yīng)用環(huán)境和限制條件，投入使用量都要從施工現(xiàn)場實際條件、混凝土施工工藝、氣候環(huán)境因素進(jìn)行總體考慮，不能隨意使用。

2.當(dāng)前我國建材行業(yè)發(fā)展速度比較快，建材行業(yè)廠家研發(fā)的外加劑產(chǎn)品種類繁多，產(chǎn)品功能多種多樣，加上建材市場中競爭大，原材料質(zhì)量魚龍混雜，很多建材產(chǎn)品真假難辨，選擇型號適當(dāng)?shù)暮细裢饧觿┦侵匾疤?，避免購買假冒偽劣產(chǎn)品影響了工程進(jìn)度。對采購進(jìn)場使用的外加劑，要嚴(yán)格檢查質(zhì)量是否滿足施工實際要求，認(rèn)真閱讀產(chǎn)品說明書，并經(jīng)實驗室多次配合比試驗，還應(yīng)符合材料質(zhì)量檢測規(guī)范要求。例如現(xiàn)場中選用減水劑摻入混凝土中，摻入減水劑后的混凝土與摻入前進(jìn)行比較，最后計算出減水劑使用最佳含量。

3.施工現(xiàn)場混凝土工程澆筑不同部位對混凝土強度要求不一樣，同一種外加劑在性能不同的水泥應(yīng)用下化學(xué)反應(yīng)效果也不同，因此，對水泥品種的選擇成為混凝土工程重要質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，試驗室也應(yīng)對不同品種水泥在同一外加劑化學(xué)反應(yīng)效果實施對比測試，使用量和使用范圍不應(yīng)只從以往施工經(jīng)驗為出發(fā)點，一切以試驗結(jié)果為依據(jù)，保證使用符合要求。

表1 膨脹劑檢驗技術(shù)指標(biāo)

4.對新型混凝土外加劑實施之前，要控制工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量，對外加劑的化學(xué)特性由專業(yè)檢測實驗室實施檢驗，如檢驗膨脹劑物理、化學(xué)性能，檢測膨脹劑化學(xué)特性中的氧化鎂含量、總堿量、氨的限量，物理特性中的細(xì)度、凝結(jié)時間，限制膨脹率、抗壓強度對鋼筋銹蝕作用等參數(shù)指標(biāo)（表1），符合質(zhì)量要求再進(jìn)行試配檢測。

六、結(jié)語

在當(dāng)前我國建筑工程行業(yè)得到大力發(fā)展過程中，混凝土工程作為建筑工程中重要的組成部分，混凝土施工質(zhì)量對建筑工程結(jié)構(gòu)的強度、耐久性有直接影響，摻入的外加劑依據(jù)其獨有的化學(xué)特性與澆筑混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在不同施工階段和不同的施工環(huán)節(jié)下進(jìn)行使用。結(jié)合施工現(xiàn)場實際條件，經(jīng)過專業(yè)試驗室科學(xué)試配和反復(fù)計算出最佳配合比，控制使用外加劑最佳含量，滿足混凝土工程在不同環(huán)境條件下的不同施工工藝需要，不斷優(yōu)化和改良混凝土工程施工工藝，最大限度提升混凝土工程質(zhì)量品質(zhì)，以達(dá)到外加劑與混凝土最優(yōu)化組合。