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预拌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:2012-04-16

预拌混凝土的特点是集中搅拌合以商品形式供应。预拌混凝土有利于采用先进的设备、技术和管理方法,节省水泥,节省砂石,保证质量,降低成本,改善环境。目前,经济发达国家的预拌混凝土量占混凝土总量的60%以上,近十年来,我国预拌混凝土也得到了很大的发展。

一、外加剂选择

应用外加剂的目的在于:①改善和易性:预拌混凝土因运输时间长,又往往泵送浇筑,故要求运输过程中不离析,混凝土的坍落度损失小,可泵性好;②满足特种要求:预拌混凝土的服务对象多种多样,故应用外加剂的主要目的也不相同。如大体积混凝土要求降低水泥初期水化热,提高抗裂性;冬期施工要求早强和防冻害;防水混凝土要求提高抗渗性;泵送高强混凝土既要求提高可泵性又要求高强等。

外加剂应作为预拌混凝土中必不可少的组分,根据其应用的主要目的选用。

(1)改善和易性及节省水泥时,夏季宜用木质素磺酸钙、糖蜜减水剂、缓凝减水剂;强度等级较高的混凝土中应用缓凝高效减水剂等;低温季节宜用早强高效减水剂、高效减水剂及缓凝高效减水剂;负温施工时宜用高效防冻剂。

(2)利用较低强度等级水泥配制较高强度的混凝土时,采用AP,AT,萘系高效减水剂等。

(3)满足各种特殊要求,如泵送早强混凝土、泵送高强混凝土、泵送大体积混凝土、泵送防水混凝土夏季、冬期施工时,选用的外加剂必须既满足泵送的要求,又要满足早强混凝土、高强混凝土、防水混凝土夏季、冬期施工的要求,外加剂的性能更要优良,且多功能。多种外加剂的复合使用也成为预拌混凝土掺用外加剂的常用方式。

二、施工技术

预拌混凝土现在大多数采用电脑自动化计量、配料,强制式搅拌,生产效率高。

砂石材料能够清洗和分级,能较大程度地满足生产需要,但夏季砂石的防晒降温有些困难。预拌混凝土产量高,材料用量大,有时会使用刚出厂的散装水泥,这样的水泥提高了混凝土的出机温度,坍落度损失更快,给生产造成不便。

预拌混凝土大多为生产泵送混凝土,非泵送的混凝土越来越少。预拌混凝土施工技术与泵送混凝土有许多相似之处,预拌混凝土施工除应满足泵送混凝土的一般要求之外,还需解决混凝土流动性的控制问题。日本等国家的预拌混凝土起步比我国早,也积累了很多经验,预拌混凝土几乎都使用AE引气减水剂,外加剂多采用后掺法或多次添加法,这是一种较好的控制泵送混凝土流动性的方法,我国大多数预拌混凝土公司怕后掺法麻烦或不好掌握而没有使用后掺法,还有一个原因是一般的混凝土搅拌运输车上没有定量掺外加剂的装置。近来生产的一些混凝土搅拌运输车已有该装置,预拌混凝土公司可选用此类混凝土搅拌运输车,即使平时不用后掺外加剂,若碰到因其他原因造成可泵性差时,也可以作为补救的手段,这比随意加水的混凝土质量要好得多。

预拌混凝土用水量高,运送时间长,使混凝土出现裂缝的可能性更大,需要使用控制裂缝出现的综合措施。

三、质量控制

(一)满足可泵性和控制坍落度损失

预拌混凝土使用外加剂常遇到的问题是坍落度损失过快,泵送时堵管等问题。为了满足泵送,配制的混凝土应具有良好的可泵性,混凝土坍落要都在8cm以上。很多预拌混凝土公司怕泵送不顺利或堵管,要求入泵时的坍落度都在14cm以上。由于城市交通问题,混凝土从搅拌经运输,等待入泵到泵出整个过程一般都在1h左右或更长。从减水剂和高效减水剂的性能特点上看,加入减水剂或高效减水剂后混凝土的坍落度损失会变大,普通减水剂1h坍落度可损失30% ~40%,高效减水剂坍落度可损失50% ~60%,气温升高使坍落度损失更加严重。一些混凝土公司为达到用户要求的坍落度,在出料前向混凝土拌合物里加水,加大了水灰比,使混凝土的许多性能下降。

《混凝土泵送剂》(JC473—2001)规定了加泵送剂后混凝土30min和1h后的坍落度最低值,合格品:30min不得低于12cm,1h不得低于10cm;一等品:30min不得低于15cm,1h不得低于12cm。这些指标对泵送剂提出了基本要求,实际使用中会由于气温变化、水泥太新鲜、水泥相容性(适应性)等原因,预拌混凝土的生产对泵送剂提出的要求更高,为达到这种要求,外加剂厂也着手开发坍落度保持能力更好的泵送剂。新型泵送剂一般都会有一定的保塑组分,但至今还没有一种泵送剂能在任何条件下保持坍落度损失小于2cm。聚羧酸盐类减水剂比萘系减水剂的坍落度保持能力好得多,但在使用中也应注意掺量、掺加方法、与其他外加剂的适应性等问题,有些聚羧酸盐减水剂不能与萘系减水剂等外加剂一起使用,使用时应注意。

外加剂与水泥之间的相容性问题也是预拌混凝土常遇到的问题,在外加剂或水泥变化时,出现混凝土坍落度变化、坍落度损失加大、凝结时间长短不一等问题,有时还出现泌水等现象。此时要通过试验查明是水泥还是外加剂的原因,即用同一批外加剂与新进的水泥和原用的水泥进行比较试验,以判别是否因为水泥原因出现的问题;或者用同一批号水泥来检验前后两批外加剂,以判别是否外加剂原因而出现的问题。在判明情况的前提下,一般采取调整外加剂掺量(在原掺量的基础上增加10% ~30%),或适当调整混凝土配合比的办法,同时与外加剂厂家或水泥厂家联系、协调。工程上发生过因水泥变化使正常掺加缓凝减水剂的混凝土一天未凝的现象。

施工中出现泌水(结底) 及堵泵现象,原因是外加剂掺量(减水率) 偏高、混凝土用水量(坍落度)偏大、水泥存放时间过长或受潮等因素。可适当调整混凝土用水量或外加剂掺量,必要时改变所用外加剂品种,也可通过适当提高砂率,以此改善混凝土的和易性,避免因泌水而造成混凝土结底、堵泵等现象发生。如减少混凝土的用水量,减少幅度通常为原用水量的5%~10%;如调整外加剂掺量,调整幅度可在原掺量的基础上减少10%~20%,先试验后使用。与此同时,用户单位应及时联系外加剂厂家对续供产品作适当调整。

(二)防止裂缝产生

混凝土裂缝也是近几年预拌混凝土出现较多的问题,产生裂缝的情况多种多样,其原因十分复杂,多出现在:

(1)存在加速干燥的条件,如环境温度高、相对湿度低、空气流动快,都会加速裂缝的产生和扩大;

(2)导致表层混凝土的粘聚性降低的部位,如结构变截面处、振捣抹压不密实不均匀沉陷处,容易产生裂缝;

(3)长期保持塑性状态的条件,如缓凝组分过多、气温低,都会导致裂缝的产生和扩大;

(4)混凝土中保塑组分多或保水性强时容易产生裂缝;

(5)混凝土产生泌水和离析破坏拌合物的均匀性和稳定性,容易导致裂缝产生和扩大。

(三)防止裂缝的综合预防措施

由于混凝土裂缝产生的原因十分复杂,为了防止裂缝的产生,必须在材料、结构、施工几方面相结合,采取综合预防措施。

(1)选用合格的原材料和正确的配合比。原材料中砂石的含泥量要少,在保证混凝土强度的情况下水泥用量要最少,多掺细掺料。减水剂和泵送剂应选择收缩小的产品,混凝土配合比不能仅以强度为考察指标,还应考虑降低收缩。

(2)正确选择和控制初始坍落度、入泵坍落度和初凝时间,并且通过调整外加剂组成和掺量满足施工抗离析性、粘聚性、稳定性、抗裂性的要求。

(3)降低水化放热和控制混凝土的内外温差。防止温度应力裂缝的产生,冬期施工时要保温,降低内外温差;夏季施工时更注重降低混凝土的内部温度,使内外温差小于25℃。

(4)适当振捣,既不漏振也不过振,在梁柱、墙板等变截面处应分层浇筑和振捣,必要时在凝结前进行二次振捣。

(5)加强养护,防止干缩裂缝的产生。在初凝之后,进行二次抹压,消除表面裂缝,此后应即时养护。养护不当容易产生干缩裂缝,掺膨胀剂时更应加强养护。

(6)在容易开裂的部位可加钢丝网配筋,这样可分散应力,防止裂缝的产生。

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