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防水混凝土如何应用外加剂?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-04-05

防水混凝土是防渗性能较高的混凝土,其抗渗压力不小于0.6MPa(即抗渗等级不低于P6)。防水混凝土适用于有防渗、防漏的混凝土工程,如地下室、水池、水塔、刚性屋面等。

一、外加剂选择

(一)防水混凝土中应用外加剂的目的

(1)提高抗渗性:主要途径有减少用水量,消除沉降缝隙,减小毛细孔径;提高混凝土的和易性,消除施工孔隙;引入适量气相,切断毛细通道;改变毛细管表面性能,使其成为憎水性表面;补偿混凝土收缩等。

(2)满足施工及其他物理力学性能的要求:如泵送防水混凝土有改善可泵性的要求;大体积防水混凝土有降低水泥初期水化热及提高混凝土抗裂性的要求;冬期施工有早强及防冻的要求等。

(二)外加剂的比较

能够提高混凝土防水能力的外加剂很多,这给恰当地选择带来了难度。选择适宜的外加剂,应从实际效果及经济性等方面做试验和比较分析,不能只看厂家的介绍。

外加剂的检验都是按照标准的规定进行的,多数标准规定的温度条件为20℃混凝土配比也有严格的规定。外加剂按照标准检验时其性能可能为优良,能达到一等品的指标。若将该外加剂在实际中应用,效果有时会大打折扣,因为实际使用的条件与标准条件并不一致,两者的差别表现在水泥等原材料、配合比、搅拌、浇筑、振捣、养护等方面。单一外加剂产品性能很好,但若将几种外加剂一起使用,可能存在相容性问题,影响使用效果。

矿渣水泥的泌水性比普通水泥差,对提高抗渗性不利,若使用含羟基羧酸或低聚糖成分的外加剂将加重泌水,降低抗渗性。三乙醇胺防水剂对不同品种水泥的适应性较强,特别是能改善矿渣水泥的泌水性和黏滞性,明显地提高其抗渗性。对要求低水化热的防水工程,以使用矿渣水泥为好,使用时注意三乙醇胺防水剂用量不宜过高。

对强度等级小于C30的低强度混凝土,水灰比较大,毛细孔大而多,用引气剂或憎水性防水剂能减少泌水,切断毛细孔通道,大幅度提高抗渗性,效果优于减水剂、膨胀剂。低强度混凝土和有较高抗渗要求的P6以上的防水混凝土,需采用作用原理不同的几种防水剂复合使用。对强度等级大于C30的中等以上强度的混凝土,其水灰比较小(0.6以下),减水剂能够充分发挥减水作用,混凝土的大孔和毛细孔都显著地减少。各种防水剂配制的混凝土抗渗能力都较强,普通强度的P6,P8防水混凝土,若没有其他特殊的要求,可以简单地只用减水剂;当混凝土强度等级提高时,混凝土的水泥用量提高了,混凝土本身的化学收缩和水化热造成的收缩渐渐变得显著,这时可能会引起开裂,混凝土体积或面积越大,开裂的机会越大,一旦混凝土开裂了,抗渗等级再高也一样会渗漏。大体积或大面积防水混凝土主要应解决防裂问题,尺寸较小的防水混凝土对抗裂的要求相应低一些。

氯化铁类防水剂明显地提高抗渗性,但需加强养护,温度过高或过低均使抗渗性下降,养护温度一般在10~40℃之间,保持一定湿度,不可用蒸汽养护大体积混凝土。氯化铁类防水剂含有较高的氯离子,为防止对钢筋的锈蚀,该防水剂用于钢筋混凝土时应控制掺量。

三、施工技术防水混凝土有很多种,其施工技术的要求各不相同。

(一)外加剂防水混凝土的种类

(1)减水剂防水混凝土:在普通混凝土中掺入减水剂制成的防水混凝土称为减水剂防水混凝土。减水剂防水混凝土配制简单,同时可改善混凝土的和易性及可泵性,节省水泥,降低水泥初期水化热,提高混凝土的早期强度、后期强度及耐久性,应用普遍。减水剂防水混凝土用的外加剂,应结合施工要求及混凝土的性能要求,慎重选择。主要产品有:

①木质素磺酸盐类减水剂。如木质素磺酸钙、木质素磺酸钠等产品具有减水、引气、缓凝、价廉等特点,适用于大体积防水混凝土、泵送防水混凝土等。存在的问题是减水率较小、混凝土早期强度较低及对水泥的适应性较差。

②高效减水剂及缓凝高效减水剂。高效减水剂中以引气型及低引气型高效减水剂配制防水混凝土较为有利。其产品如建1型、AF及萘系减水剂,具有减水率大、早强、高强、引气等特点,适用于强度较高的防水混凝土、早强型防水混凝土、泵送防水混凝土。

缓凝高效减水剂,如AT等,除具有高效减水剂的减水率大、早强、高强及引气功能外,还具有缓凝、坍落度损失小等特点,适宜配制高强防水混凝土、早强型防水混凝土、泵送防水混凝土和大体积防水混凝土。与粉煤灰双掺使用时,经济效益更为显著。

早强减水剂及早强高效减水剂,除了因减水、引气等因素提高混凝土的抗渗性外,还因生成硫铝酸钙,而使较多的液相水成为固相水,提高混凝土的密实性。早强减水剂及早强高效减水剂适用于气温较低或正负温交替,且有早强及抗冻害要求的防渗混凝土。

(2)引气剂防水混凝土:在普通混凝土中掺入引气剂制成的防水混凝土称为引气剂防水混凝土。引气剂防水混凝土的耐冻融性能良好,适用于有耐冻融要求的防水混凝土。我国在20世纪50年代就已推广应用引气剂防水混凝土。目前往往将引气剂与减水剂复合使用,进一步提高防水混凝土的施工和易性、强度及防水效果。

(3)膨胀剂防水混凝土:在普通混凝土中掺入膨胀剂配制的防水混凝土称为膨胀剂防水混凝土。

(4)防水剂防水混凝土:如YE防水剂、有机硅防水剂、铝盐防水剂等新型防水剂,具有良好的防水性能,在防水砂浆和防水混凝土中已得到大量应用。

(5)其他防水剂混凝土:三乙醇胺防水混凝土是在混凝土搅拌过程中加入水泥质量0.05%的48三乙醇胺配制而成。目前,三乙醇胺常与减水剂复合使用,以进一步提高减水剂防水混凝土的早期强度及抗渗性能。

(二)外加剂防水混凝土的施工\

外加剂防水混凝土必须采用机械搅拌,搅拌时间不少于2min。外加剂防水混凝土必须采用机械振捣密实,振捣时间宜为10~30s,以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准,并应避免漏振、欠振和超振。对有些能产生大气泡的外加剂,应用高频振动器加以振捣,以消除一部分大气泡。

混凝土浇筑尽可能一次完成,大体积混凝土应适当分块,同时控制有足够凝结时间,尽量不留或少留施工缝,并注意接搓方式。掺引气剂、膨胀剂、氯化铁防水混凝土对养护的要求非常高,受养护温度影响大,必须注意允许的最低和最高养护温度。混凝土终凝后立即进行养护,养护时间不得少于7d(最好14d以上),在养护期间应使混凝土保持湿润。

冬期施工时,集料的温度不超过40℃,水温不超过60℃,混凝土出机温度不超过35℃;不能采用电热法及蒸汽加热法。保证混凝土的养护湿度,特别是大体积混凝土要防止由于水化热高产生的水分蒸发快。防水混凝土表面应用湿草袋或塑料薄膜覆盖,再加保温层。

四、质量控制

(一)原材料

(1)水泥:不受侵蚀性介质和冻融作用时,宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。当采用矿渣水泥时,必须掺加减水剂或引气剂以降低泌水率。受冻融作用时应优先采用普通硅酸盐水泥,不宜采用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。不得使用过期或受潮结块的水泥,不得将不同品种或强度等级的水泥混合使用。

(2)砂、石:砂宜用中砂;石子最大粒径不宜大于40mm,所含泥土不得呈块状或包裹石子表面,吸水率不应大于1.5%。

(3)粉煤灰或磨细砂、石粉:细粉材料不足时,可掺入一定数量的磨细粉煤灰或磨细砂、石粉等。粉煤灰掺量不应大于20%,磨细砂、石粉掺量不宜大于5%。粉细料应全部通过0.15mm筛孔。

(二)配合比

防水混凝土配合比应通过试验确定,其抗渗等级应比设计要求提高0.2MPa。外加剂防水混凝土配合比应符合下列规定:

(1)水泥用量不宜少于300kg/m;掺有活性掺合料时,水泥用量不得少于280kg/m

(2)砂率宜为35%~40%。

(3)灰砂比宜为1:2~1:2.5。

(4)水灰比宜在0.55以下,最大不得超过0.6。

(5)坍落度不宜大于50mm,泵送混凝土可不受此限。

(6)掺引气剂或引气减水剂时,混凝土含气量应控制在3% ~6%。

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