〔摘 要〕 對混凝土外加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展方向進(jìn)行了論述。
〔關(guān)鍵詞〕 混凝土;外加劑;應(yīng)用技術(shù)
中圖分類號: TV 523 文章標(biāo)識碼:B 文章編號:1009 - 0088 (2007) 01 - 0087 - 01
1 外加劑的作用
其作用有:改善混凝土或砂漿拌合物施工時的和易性:提高混凝土或砂漿的強度及其他物理力學(xué)性能;節(jié)約水泥或替代特種水泥;加速混凝土或砂漿的早期強度發(fā)展:調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的凝結(jié)硬化速度;調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的含氣量;降低水泥水化初期水化熱或延緩水化放熱;改善拌合物的泌水性;提高混凝土或砂漿耐各種侵蝕性鹽類的腐蝕性;減弱堿一集料反應(yīng):改善混凝土或砂漿的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu);改善混凝土的泵送性;提高鋼筋的抗腐蝕能力;提高集料與砂漿界面的黏結(jié)力,提高鋼筋與混凝土的握裹力;提高新老混凝土界面的黏結(jié)力;改變砂漿及混凝土的顏色。
2 我國混凝土外加劑的現(xiàn)狀
聚羧酸鹽高效減水劑的研究和生產(chǎn),是我國高效減水劑發(fā)展的一個亮點。國內(nèi)目前有自主知識產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)企業(yè)包括上海建筑科學(xué)研究院外加劑廠、江蘇省建筑科學(xué)研究院、中國建筑科學(xué)研究院等,有10 多家企業(yè)具有生產(chǎn)聚羧酸鹽高效減水劑的能力。其中,上海建筑科學(xué)研究院年產(chǎn)量在7 000 噸左右,并在多個重點工程中應(yīng)用。我國聚羧酸鹽高效減水劑生產(chǎn)技術(shù)與國外產(chǎn)品還有差距,關(guān)鍵是國外廠家的基礎(chǔ)化工比較好,分子量分布精確,我國的聚羧酸鹽高效減水劑還需要解決好吸附、消泡等問題。
混凝土施工技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了各種外加劑的升級換代。2005 年,混凝土膨脹劑的年產(chǎn)量達(dá)100 萬噸,比1999 年的年產(chǎn)25 萬噸翻了兩番,混凝土膨脹劑也由高堿高摻(15 %～20 %) 、中堿中摻(10 %～12 %) 逐步向低堿低摻(6 %～8 %) 發(fā)展。
目前,全自動化生產(chǎn)線的技術(shù)含量較高、投資費用也較多,江蘇博特新材料有限公司、山東省建筑科學(xué)研究院、佛山瑞安建材有限公司、浙江五龍化工有限公司等一批新建和改建生產(chǎn)線的大型企業(yè)開始嘗試全自動化生產(chǎn),并取得良好效果。一些外加劑生產(chǎn)企業(yè)對合成外加劑關(guān)鍵工藝進(jìn)行了自動化監(jiān)控。
3 應(yīng)用技術(shù)研究的主要內(nèi)容
應(yīng)用技術(shù)研究基本上可概括為認(rèn)識客觀規(guī)律和開發(fā)應(yīng)用這些規(guī)律。認(rèn)識外加劑對砂漿及混凝土性能影響的客觀規(guī)律不是容易的,內(nèi)容很多。如各種外加劑對砂漿及混凝土性能的影響,從而能根據(jù)不同的使用目的選擇適用的外加劑;外加劑的摻量對砂漿和混凝土和易性、強度、凝結(jié)時間及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響,從而能根據(jù)具體條件確定適用摻量,避免摻量不合適而造成不凝及強度嚴(yán)重下降或使用效果不顯著等現(xiàn)象。外加劑在相同條件下,往往因水泥不同而使用效果不一,甚至出現(xiàn)異常凝結(jié)現(xiàn)象,故應(yīng)研究外加劑對水泥的適應(yīng)性,以便選用對外加劑較為適應(yīng)的水泥或?qū)χ付ㄋ噍^為適應(yīng)的外加劑;養(yǎng)護(hù)條件及氣溫對外加劑的使用效果影響較大,如低溫下應(yīng)用減水劑就得不到早強作用,夏秋季節(jié)應(yīng)用早強劑效果不顯著,通過研究合理地使用外加劑;外加劑單一使用往往比不上復(fù)合使用的效果如低溫時減水劑宜與早強劑復(fù)合使用;高效減水劑與引氣劑復(fù)合使用可節(jié)省減水劑用量及提高溫凝土抗凍性,比價格昂貴的減水劑與木質(zhì)素磺酸鹽、糖蜜等減水劑復(fù)合使用可降低成本;外加劑的摻加方法對外加劑的塑化效果、適宜摻量、減水率、水泥用量、泌水性、凝結(jié)時間及引氣性等均有明顯影響,而影響摻加方法的因素很久研究的目的是結(jié)合具體條件選用經(jīng)濟(jì)且合理的摻加方法。
4 今后發(fā)展方向
進(jìn)一步提高高效減水劑的質(zhì)量。對于我國外加劑產(chǎn)品質(zhì)量,外加劑協(xié)會受建設(shè)部委托先后進(jìn)行過2 次評估。第一次是1993年,參加評估的外加劑廠27 家抽檢40 個產(chǎn)品,經(jīng)綜合評定,評出一等品14 個,合格品20 個,分別占評估外加劑的35 %和50 %,有15 %的產(chǎn)品不合格。第二次是1997 年參加評估的有50 家抽檢87個產(chǎn)品,經(jīng)綜合評定,作為建設(shè)部重點推薦的產(chǎn)品為72 %,即87 個產(chǎn)品有63 個為建設(shè)部重點推薦產(chǎn)品,有24 個產(chǎn)品達(dá)不到建設(shè)部推薦的要求。第一次抽樣40 個,其中高效減水劑21 個產(chǎn)品,第二次抽樣87 個,其中高效減水劑有30 個產(chǎn)品,產(chǎn)品由質(zhì)檢部門作了正式檢驗。從2 次檢測結(jié)果來看,高效減水劑性能基本上是好的,除了不合格產(chǎn)品外,高效減水劑各廠的質(zhì)量存在一定的差距,因此,高效減水劑廠在提高產(chǎn)品質(zhì)量上是有文章可做的,另一方面,將我國產(chǎn)品與國外相比,有些產(chǎn)品與國外產(chǎn)品也存在一定差距,特別是在低摻量時,高效減水劑產(chǎn)品,減水和分散效果較差,過去生產(chǎn)的低濃高效減水劑較多,今后要提高高濃高效減水劑的比例,降低高效減水劑產(chǎn)品中Cl2和水不溶物的含量,以滿足高強高性能混凝土和生產(chǎn)液體外加劑的需要。
目前我國摻外加劑混凝土僅占混凝士總量的30 %左右,與先進(jìn)國家的50～80 %比,差距仍然較大,外加劑生產(chǎn)仍有巨大的潛在市場。摻外加劑混凝土約為30 % , 為了推動國內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長,國家向基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入了大量資金,去年就投入了1 000 多億,今年投入仍較大,國家大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如高速公路、鐵路、水利、市政等方面為外加劑應(yīng)用提供了巨大市場,外加劑廠應(yīng)利用這機會,發(fā)展自己。
我國混凝土外加劑通過過去開發(fā)研究,滿足了國內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的要求,作出了貢獻(xiàn),隨著我國改革開放,加入WTO 組織,對我國外加劑產(chǎn)品也推出了更高的要求,目前國外的外加劑產(chǎn)品已進(jìn)入我國市場,國內(nèi)外外加劑產(chǎn)品將有一番激烈的競爭。即要鞏固萘系減水劑,同時還應(yīng)積極發(fā)展以蒽油為原料或以其它易得到的原材料制成的高效減水劑。
以合成樹脂如三聚氰胺之類的材料為原料的高效減水劑,由于其成本甚貴,不容易大面積推廣。萘系高效減水劑可開發(fā)成系列產(chǎn)品,性能和售價可有所不同。普通減水劑中還應(yīng)繼續(xù)擴大木鈣類產(chǎn)品的生產(chǎn),開發(fā)出有良好性能、價格便宜、社會效益好、貨源較廣的普通減水劑。引氣劑在我國發(fā)展緩慢,應(yīng)該進(jìn)一步研究開發(fā)新型、高效能引入極微小氣泡的引氣劑,為改善和提高混凝土耐久性提供高質(zhì)量外加劑產(chǎn)品。防凍劑在北方使用普遍,品種及配方不少,總的看可以滿足工程要求。防凍劑的發(fā)展應(yīng)以低摻量,少用無機鹽為主攻目標(biāo)。目前的早強劑均含有大量的元明粉或其它復(fù)合成份,由于易引起堿集料反應(yīng),并降低混凝土的易發(fā)性。因此,應(yīng)適當(dāng)控制摻兌比例以確保使用效果。塑化劑在國內(nèi)外已大量使用,國內(nèi)隨著預(yù)拌混凝土的發(fā)展,對它有了更加迫切的要求。目前其主要措施是以高效減水劑為主體,復(fù)合一定緩凝成份,但坍落度損失過快的問題仍有待探討解決。緩凝劑在水利工程中廣泛使用,鑒于水工混凝土的大體積、低水泥量及混合材料高摻量等特點,宜發(fā)展以堿性紙漿廢液為基材的復(fù)合型緩凝減水劑。
