外加劑在碾壓混凝土中的應用

碾壓混凝土中的外加劑所占份額雖然最少,但其作用卻相當大。根據設計,施工技術要求,選擇使用各種不同的外加劑,可以達到減水、緩凝、改善和易性、引氣、提高抗凍性等目的。
 
碾壓混凝土最早使用的外加劑是建立在木質素磺酸鹽類基礎上的。這類外加劑很經濟,可滿足混凝土的低成本的需求。但木質素磺酸鹽類的自身存在著不可避免的缺點,如減水率低、適應性差、毋落度損失快等。因此混凝土已很少單獨使用這一單組分的減水劑,而是多采用與其他複合的、多功能外加劑。在複合型外加劑的研究應用中,木質素磺酸鹽類是必不可缺少的重要組分之一。而改性木質素磺酸鹽類一直是專家學者們十分關注的問題。在有關混凝土外加劑的研究專著中,學者們曾發表了許多關於改性木質素磺酸鹽在新拌混凝土中的研究論文。最為常用的有:M型,TRB型、木鈣型等。這類減水劑價格低,效益良好,但減水率較低,引氣作用小。常用摻量0.15%~0.3%,可減水8%~12%,曾在坑口、銅街子等工程中應用。
 
在研究過程中亦曾用乙糖二酸鈣(也稱糖蜜)來代替木質素磺酸鹽類,但效果不是很好,同樣存在以上所提到的問題,盡管在壩損方麵有所改善。常用摻量0.15%~0.3%,可減水7%~10%,價格低,曾在岩灘、萬安等工程中采用。

進入20世紀80年代後,碳化煤焦油係,特別是奈係、氨係、三聚氯胺係高效減水劑,已廣泛應用於混凝土拌合物中,聚羚酸係列減水劑的研製和應用也進入了全新階段。它們的應用減少了混凝土中水的用量,進一步提高了混凝土拌合物的工作性能。以茶為主要成分的有:建1,NF,UNF,FE,FDN,DN,SN等。如摻量0.3%~0.7%,可減水13%~20%。
 
各係列減水劑都存在不同的缺點:茶係對水泥適應性差,氨係對水灰比敏感,三聚氯胺係價格高。因此在碾壓混凝土中單獨使用某種外加劑,都不能完全滿足各方麵的要求。以前曾有一些工程如普定碾壓混凝土壩采用了建10.25%、木鈣0.15%、糖蜜0.15%三複合外加劑,能起很好的緩凝作用,延長了初凝時間,有利於提高層麵膠結強度。為了提高碾壓混凝土的抗凍性,必須摻加引氣劑,即與減水劑共同使用,如潘家口下池采用了木鈣和CON,觀音閣采用了木鈣和AEA202共用,都滿足了抗凍性要求,增加了耐久性。
 
“八五”期間我國針對沙牌132m碾壓混凝土單曲拱壩的一些關鍵技術問題進行了科技攻關,取得了一些可喜成果。如以提高碾壓混凝土的抗裂性為主要目標,通過對碾壓混凝土外加劑、水泥品種、集料、粉煤灰摻量的進一步優化,提出了高抗裂碾壓混凝土配合比的優化設計方案;為改善碾壓混凝土的界麵性能,進而提高碾壓混凝土的抗裂性能,在研製出具有減水率較大、增強作用顯著等特點的FT高效緩凝減水劑的基礎上,又研製了YT的改進型FA-1(冬季型)和FA-2,FM-1、FM-2(夏季型)高效緩凝減水劑。從試驗結果看,FA-1較FT的90d齡期強度及彈模值接近時,相對抗裂參數提高9.7%,而FA-2的減水增強作用及配置碾壓混凝土的抗裂性則明顯優於FM-1和FM-2。以90d齡期FA-2碾壓混凝土的抗壓強度、抗拉強度、極限伸拉和相對抗裂參數為100比較,FM-1和FM-2的抗壓強度分別為82.7MPa和88.7MPa,極限伸拉值分別為73.5×10-6和69.0×10~,相對抗裝係數分別為78.5×10-9和72.4×10-9。
 
“九五”期間我國將“立足於碾壓混凝土高壩建設的前沿領域”作為國家科技攻關項目(96-220-01-03)專題攻關的總目標,在“八五”攻關研究成果的基礎上,結合龍灘水電站工程對碾壓混凝土的配合比進行優化設計,推出經濟實用的新型高溫緩凝劑技術;結合大朝山水電站工程開展磷礦渣和凝灰岩複合摻合料的研究和應用。主要對化學合成的新型高溫(35℃左右)緩凝減水劑(緩凝時間6~8h,減水效果15%~30%)進行研究,提出多種外加劑的複合使用對碾壓混凝土的緩凝、減水效果及其性能所產生的影響。同時研究高溫緩凝減水劑對凝結時間、硬化碾壓混凝土主要力學性能等所產生的影響,以及緩凝劑對單礦物和水泥水化速率的作用機理。針對依托工程龍灘碾壓混凝土大壩所麵臨的夏季氣溫高、水分蒸發快而又需要大倉麵、連續快速施工的難題,采用化學合成方法研製出新型高溫緩凝減水劑HRN,采用物理方法篩選出具有高溫緩凝作用的CHR。

通過這兩種途徑,解決了高氣溫條件下碾壓混凝土的緩凝問題。HRN是在原研製的FDN-HR高溫緩凝劑的基礎上,對原合成工藝的聚合部分及後處理階段引入了環氧烷爛在堿性條件下的聚合,並配合少量的泡沫穩定劑,控製分子量及輕值等指標,得到綜合效果較好的A組分。HRN除了具有更好的高溫緩凝作用外,也具有一定的引氣、減水作用。采用龍灘工程擬用原材料及配合比進行了新拌、硬化碾壓混凝土性能試驗,摻HRN0.75%時,減水率達到19%,室內溫度35~37.5℃條件下初凝時間為10.9h,室外環境溫度36~40℃條件下初凝時間為6.5h,能滿足高氣溫下碾壓混凝土的可施工性、強度和抗滲等要求,達到了攻關技術指標要求,得出了強日曬條件下的水分蒸發是影響碾壓混凝土初凝時間的重要因素的結論,並提出了提高混凝土保水性能的有效措施,提出采用保塑砂漿進行層麵處理有利於提高層麵之間的黏聚力。采用結合水法、定量X射線衍射法、透射電鏡形貌觀察等手段,對摻高溫緩凝劑的單礦物、水泥的水化過程進行微觀分析,結果表明:高溫緩凝劑能降低水泥及礦物的初期水化速率常數(10倍),抑製礦物C3A.C3S的水化,代表水化程度的總體結合水量降低,宏觀上表現為在高溫環境下初凝時間仍可有效延長。

 
隨著碾壓混凝土及施工技術的發展,外加劑的作用將顯得越來越重要,應用也會越來越頻繁,隻有采用複合多種外加劑才能滿足碾壓混凝土多方麵的要求。

®Sungame新材料™ | 版權所有 | 若非注明 | 均為原創™
㊣ 轉載請附上文章鏈接並注明: 外加劑在碾壓混凝土中的應用 - 演示站 +複製鏈接
㊣ 本文永久鏈接: 外加劑在碾壓混凝土中的應用