混凝土外加剂的应用与发展.docx

1混凝土外加剂的应用与发展蔡黄河彭振斌中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙摘要在混凝土中掺入外加剂可以事半功倍地改善混凝土的某些性能因此混凝土外加剂己成为混凝土的重要组成部分在建筑工程中广泛使用混凝土材料对环境的影响更牵涉到人类社会的发展发展外加剂对混凝土进行改良逐渐受到科技人员的重视参考国内外相关研究论述了混凝土外加剂所起作用及其需求分析了混凝土外加剂的功能与不足阐述了混凝土外加剂发展历史和现状与研究趋势并提出混凝土外加剂的性能及应用技术的发展展望关键词混凝土外加剂应用与发展2混凝土外加剂及其作用需求混凝土外加剂定义混凝土外加剂简称外加剂是指在拌制混凝土的过程中掺入的用以按照需求改善混凝土的工作性能的物质产品在一般情况下混凝土外加剂的掺入量不得大于水泥重量外加剂的选用添加方法及适应性会极大地影响混凝土的发展因此产品的质量必须符合国家标准混凝土外加剂在混凝土中起的作用影响新拌混凝土的工作性能减少混凝土的用水量或不增加用水量就能增加混凝土的流动度调整混凝土的凝结时间减少泌水和离析改善和易性和抗水淘洗性减少坍落度损失增加泵送混凝土的可泵性延缓混凝土初期水化热降低大体积混凝土的温升速度减少裂缝发生降低混凝土粘度系数等3影响混凝土强度减少收缩或补偿收缩提高混凝土早期强度防止负温下冻结增加抗冻性抗渗性抗磨性耐腐蚀性影响混凝土耐久性控制碱骨料反应阻止钢筋锈蚀减少氯离子扩散提高混凝土密实度则混凝土的抗渗抗冻耐侵蚀等耐久性提高其他影响利用外加剂可制成其他特殊性能的混凝土如轻混凝土抗渗混凝土高强混凝土抗冻混凝土耐酸混凝土流态混凝土大体积混凝土等混凝土外加剂的需求探讨混凝土是最大宗的建筑材料各种外加剂的问世使混凝土技术得到了飞速发展新的施工工艺和工法不断出现极大扩展了混凝土的使用范围现代混凝土的生产应用离不开混凝土外加剂正是由于有了混凝土外加剂的研究和应用技术混凝土施工技术和新品种混凝土才得到了长足的发展并由此发展出了高性能混凝土近年来我国建筑业规模高速发展混凝土外加剂工业也随之发生日新月异的变化我国外加剂行业整体水平处于空前的上升阶段在我国大规模进行基础建设的背景下对混凝土外加剂的使用需求越来越大对混凝土外加剂的性能需求越来越高我国是世界混凝土生产和应用最多的国家混凝土材料不仅是资源和能源的消耗大户同时也是环境污染源之一所以混凝土材料科学和技术直接影响着人类的可4持续发展研究混凝土外加剂用以降低混凝土对能源的消耗减少混凝土对环境的污染更是在建设资源节约型环境友好型社会的进程中不得不去面对的问题因此混凝土外加剂特别是新型高性能混凝土外加剂受到人们广泛的关注在人类社会发展中混凝土外加剂必将因其独特的作用而占有举足轻重的地位常见的混凝土外加剂种类混凝土外加剂的分类混凝土外加剂可按其作用分为四类改善混凝土拌合物流变性能如和易性等的外加剂调节混凝土初终凝时间调节和改善混凝土硬化性能强度弹性模量等的外加剂改善混凝土耐久性能如抗渗性抗冻融性等的外加剂改善混凝土其它性能的外加剂包括膨胀剂减缩剂着色剂等此外还可按其化学成分分为以下三类无机物外加剂包括各种无机盐类一些金属单质和少量氢氧化物等如早强剂中的氯化钙和硫酸钠加气剂中的铝粉防水剂中的氢氧化钠等有机物外加剂这类外加剂占混凝土外加剂的绝大部分种类极多其中大部分属于表面活性剂的范畴有阴离子型阳离子型和非离子型表面活性剂等如减水剂中的木质素磺酸盐磺酸盐甲醛缩合物等复合外加剂适当的无机物与有机物复合制成的外加剂往往5具有多种功能或使某项性能得到显著改善利用协同效应是外加剂的发展方向之一常用混凝土外加剂的作用与不足混凝土外加剂在混凝土技术中的作用不可忽视但现有外加剂仍存在不足之处只有充分认识到外加剂的作用及不足才能更好地指导生产减水剂减水剂可使水泥颗粒分散均匀同时将水泥颗粒包裹的水分释放出来从而能明显减少混凝土用水量存在含气量高和增加凝结时间的缺点早强剂早强剂按其功能可分为早强剂早强减水剂及早强高效减水剂早强剂主要能提高混凝土早期强度不具有减水功能对后期强度影响不大早强减水剂具有提高混凝土早期强度和减水的功能对后期强度和耐久性有所提高早强高效减水剂能显著提高混凝土的早期强度与耐久性缺点是有些早强剂的成分会加速碱骨料反应导致混凝土破坏引气剂和引气减水剂引气剂在搅拌过程中能在砂浆和混凝土中引入大量均匀分布封闭的微气泡引气减水剂具有引气和减水功能的外加剂然而引入的气泡使混凝土截面减小必将导致混凝土强度下降膨胀剂能使混凝土在水泥凝结硬化过程中产生可控膨胀减少收缩的外加剂称为膨胀剂可以防止混凝土开裂并提高混凝土的密实性和防水性能不足之处是掺入膨胀剂的混凝土坍落度损失较6大防水剂可以改善砂浆及混凝土的耐久性降低其在静水压力下的透水性的一种外加剂但是防水剂受环境温度制约较大对环境温度要求较高防锈剂混凝土中钢筋的锈蚀是影响建筑混凝土耐久性的重要因素之一防锈剂可增强混凝土自身保护能力有些防锈剂可能会引起碱骨料反应影响坍落度防冻剂防冻剂可使混凝土在负温下保持足够的液相保证水化反应转入正温后混凝土强度能进一步增长现有防冻剂受不同温度影响其掺量变化较大使用不方便泵送剂泵送剂可以改善工作条件节约劳动力提高施工的质量和效率泵送剂存在水泥适应性问题对集料的含泥量较为敏感速凝剂速凝剂可使混凝土在较短时间内急速凝结硬化一般在喷射混凝土工程和井下基坑喷锚支护等工程中采用有碱速凝剂易造成碱骨料分离影响混凝土的耐久性而无碱速凝剂掺量需求高且价格偏贵缓凝剂缓凝剂能延缓混凝土凝结硬化时间延长水化放热过程有利于大体积混凝土温度控制并且不影响后期强度发展缓凝剂品种的选择和掺量对其作用效果影响很大絮凝剂絮凝剂能够提高混凝土的粘聚性和保水性确保混凝土在水冲刷下水泥和集料不分散离析适用于水下施工一些有机絮凝剂具有腐蚀性大的缺点而无极絮凝剂的成本比较高7养护剂涂覆在混凝土表面形成一层致密的保护薄膜隔绝空气阻止了水分的蒸发使混凝土最大限度利用自身水分完成水化目前养护剂的市场价格较高在低温天气下作用效果并不理想脱模剂混凝土脱模剂能使拆模时混凝土与模板顺利脱离并保持混凝土形状完好及模板无损因此又称混凝土隔离剂脱模剂对贮存条件和使用环境有敏感的要求不可在阳光直射下贮存不能在雨天涂刷混凝土外加剂的发展及展望混凝土外加剂的发展概况前苏联是外加剂研究和使用较早的国家从世纪年代起开始在混凝土中应用表面活性剂的实验世纪年代国外混凝土外加剂技术迅速地发展日本对普通减水剂加以改进和发展使得减水剂得到了广泛应用世纪年代以后是混凝土外加剂发展最具历史意义的时期日本德国纷纷研究出高效而性能优良的新型减水剂为满足混凝土多种性能的要求国外还大力发展兼有多种性能的复合多功能外加剂以及特殊性能的外加剂我国大规模研制开发和使用外加剂始于解放后混凝土外加剂的发展工作是建立于国外已有技术的基础上的已有多年历史经过起步发展标准化三个阶段后目前正朝着高科技领域进军混凝土外加剂的研究展望从需求方面来说虽然目前国内的外加剂品种齐全各品种外加剂质量抽检中优等品和合格品比例提高但我国掺用外加剂的混凝8土只占混凝土总量的左右与先进国家掺用率达相比差距较大混凝土外加剂还有较大的需求量随着施工单位对混凝土外加剂优良作用认识的提高外加剂生产将仍有较大的潜在市场和广阔的发展前景从混凝土外加剂对混凝土性能的影响方面来谈随着混凝土制品品种的日益增多和建筑结构的日益复杂化大型化混凝土的技术要求越来越高相应的对混凝土外加剂的要求也越来越高建筑工程技术不断发展一些特殊性能的混凝土的应用越来越广泛这必将促使混凝土外加剂有新的更大的发展建筑范围从陆地到江河湖海当代社会发展讲究效率就是生命发展适于在恶劣天气状态下在特殊环境中使用的混凝土外加剂正是解决这一问题的关键所在从混凝土外加剂自身功能而言应对不同工程建设需要应对社会发展的要求今后混凝土外加剂的发展首先是不断克服自身缺点不足应对现有外加剂不足的有效措施是发展复合型外加剂一方面是无机材料和有机材料的复合使用另一方面是不同种类的外加剂的复合运用此外还要进一步研究各种外加剂的作用机理逐步摈除其中的不利因素最终还要在使用环节不断摸索积累经验使外加剂能最大限度地发挥作用可以说混凝土外加剂技术是一项理论和实践互相作用的技术外加剂的理论研究指导实际使用过程而外加剂的具体应用又能进一步发展理论研究总体来说混凝土外加剂有五点发展趋势复合多功能型品种系列化多样化发展高强化抗老化所需用的外加剂降低外9加剂的生产成本朝着高效节能环保可持续的方向发展结语随着混凝土外加剂在混凝土中的广泛应用人们逐渐认识到外加剂是混凝土中除水泥砂石和水之外的不可或缺的第五种材料外加剂与应用技术和措施配套才能保障混凝土的整体性能符合工程实际的需要大力研究和推广应用混凝土外加剂是建筑业科学进步的重要途径混凝土外加剂的研究将不断深入其品种将不断增加质量将逐步提高应用会日益广泛在今后建筑业的发展过程中外加剂一定会发挥巨大的作用和良好的效益从我国目前混凝土中掺用外加剂的比例现状来看外加剂还处在一个走向发展高潮的阶段因此为满足不同工程的需要研制新型环保高效多功能的混凝土外加剂具有重大的现实意义和广阔的发展前景参考文献陈银洲混凝土外加剂研究概况与进展武汉工业大学学报葛兆明混凝土外加剂蒋亚清混凝土外加剂应用基础版刘秉京国内外混凝土外加剂现状中国港湾建设李筱燕浅论混凝土外加剂企业科技与发展10彭亮茗舒杰浅析混凝土外加剂使用及其发展上海建材覃伟祖我国混凝土外加剂的发展及存在问题施工技术宋伟鹏混凝土外加剂研究现状和应用综述广东建材宋晓岚吴雪兰王海波邱冠周混凝土外加剂及其应用长沙大学学报孙振平蒋正武张冠伦混凝土外加剂与混凝土材料的可持续发展商品混凝土田培王玲我国混凝土外加剂现状及发展趋势施工技术吴方贵邓茂萍胡庆军混凝土外加剂的选用与调配方法混凝土责任编辑汤静