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混凝土外加剂与水泥不适应的原因及改善措施

随着混凝土技术的发展,外加剂已成为混凝土不可缺少的重要组成部分,也有人称之为混凝土加气砌块的第五组分。然而,在实际应用过程中,并不是所有的水泥与外加剂都具有良好的适应性,主要问题表现在:外加剂按规定的剂量掺入混凝土中,不能产生应有的作用或效果,使混凝土流动度降低或流动度经时损失加大:外加剂掺量过多时,虽然混凝土流动性变好,但又出现离析、泌水、板结等不正常现象,不仅使混凝土匀质性得不到保证,严重时还会导致硬化混凝土出现塑性收缩裂纹等工程质量问题。
1.产生原因:
(1)选择混凝土外加剂和检验外加剂产品的质量,可以根据工程设计、施工要求和技术指标进行比较,选择适合的生产厂家混凝土外加剂产品。建议采取组织实地考察,防止假冒;根据工程技术要求提出所需外加剂产品的质量指标、型号和参量,通过试验获得封存样品;将首批外加剂与留样作对比试验,在所供产品符合《混凝土外加剂应用技术规范》(GBJ50119-2003)后即可批量使用检验外加剂产品质量的方法,对减水剂类产品,可采用净浆流动度作比较。取同批号水泥,在同掺量、同水灰比及相同条件下进行检验,先测初始流动度,经1h后再做一次流动度作比较,或通过混凝土的坍落度损失作比较。两种试验误差值允许在±5%。当发现现差异较大时,应及时告知厂方,以便查明原因。
(2)检验外加剂与水泥的相窖性,如何检验外加剂与水泥的相容性问题,是新问题,也是老问题。外加剂与水泥之间相容性问题应引起外加剂和水泥生产厂家的同等高度重视。许多实际施工状况,即使是完全符合质量标准的水泥和外加剂,在作为原材料进行配制混凝土亦会出现不相容性。其主要现象:在使用一批外加剂或续供外加剂时,常出现混凝土坍落度有用大有小、坍落度损失或快或慢、凝结时间时长时短,有时还出现泌水等现象。检验外加剂与水泥是否相容的方法,对减水剂类产品,通常采用净浆流动度作试验即同一批外加剂与新进的水泥和原用的水泥进行比较试验,以判别是否是外加剂的原因而出现的问题。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。
(3)混凝土坍落度损失过快,高性能混凝土工艺,应内具有良好的工作性,以满足集中搅拌、远距离运送、泵送、不振捣、自平流、自密实等过程要求,其中最重要的是混凝土坍落度损失,此问题直接影响混凝土泵送及现场操作。导致混凝土坍落度损失的原因很多,较为多见的有外加剂的品质、水泥的因素、环境温度、水灰比的大小、砂率的含泥量,掺合料的变化以及拌和方式等。其中最具影响的因素是水泥和外加剂。如需解决混凝土坍落度损失过快的问题,建议通过适当增加外加剂掺量,其幅度在原掺量基础上增加10%—30%;如果是使用早强型新鲜水泥,则在原混凝土用水量的基础上增加5%—10%,以上两种方法均可。
(4)混凝土出现泌水(结底)现象,混凝土在施工中出现泌水(结底)及堵泵现象,一是外加剂减水率偏高,二是混凝土用水量偏大,三是水泥存放时间过和或受潮等因素。发生此类现象,可适当调整混凝土用水量或外加剂掺量,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。其中,如系减少混凝土用水量,减少幅度通常为原用水量的5%—10%;如系调整外加剂掺量,调整幅度在原掺量的基础上减少10%—20%。与此同时,用户单位应及时告知外加剂厂家对续供产品作适当调整。
(5)凝结时间过长或过短现象,混凝土在施工过程中,有时会出现凝结时间与外加剂厂家提供的时间要求不相一致。究其原因,可能是双方的检测方法和环境温度不一样,或者是气温突变(日温差>15℃)、水泥新鲜程度、以及混凝土配合比变化等多种因素造成的。针对上述状况和混凝土配合比等因素,结合混凝土试验的数据,对外加剂厂家提出所需凝结时间要求。厂家根据用户意见作出相应的调整,力求避免出现误差。
(6)混凝土快凝(假凝)现象,施工现场混凝土出现快凝(假凝)现象虽然并不多见,但仍时有发生(特别是在新进或更换水泥后)。原因:水泥中含有无水石膏作为调凝组分;水泥熟料与二水石膏在磨制过程中,因温度控制原,因致使二水石膏脱水生成半石膏或无水石膏。此类水泥在按标准检测时为合格水泥,在不用外加剂配制混凝土是可以的,但与外加剂匹配时,就有可能造成不相容,因而在拌制混凝土时,会使混凝土产生快凝,同时对施工操作带来困难,甚至造成混凝土出现泠缝,影响工程质量。此现象特别在夏季温度偏高时更容易发生。当发生快凝(假凝)时,应当取必要的措施加以控制,如缓慢施工或待水泥降温后再进行施工。
2.混凝土外加剂与水泥适应性的改善措施,为了改善混凝土外加剂与水泥的适应性,可采取以下几项措施:
(1)要对混凝土原材料生产者、混凝土拌合物制备者和施工技木人员进行大力宣传。只有全社会都承认水泥与外加剂之间存在是否适应这一问题,才能正确面对其可能产生的后果,也才能促使人们努力解决这一问题。
(2)混凝土制备者应对每一批水泥、每一批外加剂进行质量检测和混凝土试配试验,寻求原材料的技术特性,尽量将相互适应性好的外加剂与水泥配合使用,以避免因将不相适应的水泥与外加剂共同使用而造成的质量事故、材料浪费或成本提高。
(3)混凝土的制备成本固然重要,但混凝土制备者不能只注重节省费用而无视某些水泥(如铝酸盐含量相对较高者)或掺加了某种掺合料后的水泥所配制的混凝土对外加剂掺量的实际需求。这是因为外加剂的适宜掺量与水泥特性、掺合料性能及掺量等因素有关,而非传统观念上的固定值。
(4)水泥厂、外加剂厂与混凝土制备单位应携手解决这一类问题,而决不能对自身所存在的技术问题遮遮掩掩、推卸责任。比如水泥厂应尽量不采用硬石膏作为调凝剂:外加剂厂遇到所配合使用的水泥为掺硬石膏水泥时,应提供不含木钙或糖钙的外加剂或采取其它技术措施:混凝土制备者应采纳外加剂厂的建议,及时改变外加剂的品种和掺量。
(5)在实际工程中,水泥与外加剂的适应性试验应在混凝土拌合物制备前就完成,这样才能正确地选择水泥、掺合料和外加剂,并确定出最优化的配合比。在施工中,水泥厂和外加剂厂应提供质量稳定的产品。如果某批水泥或外加剂出现了不相适应性问题,应立即配合分析和查找原因,以寻求有效的对策。(图/文http://www.ahsnj.cn/)