三、外加剂的作用和应用范围
(一)基本作用
各类外加剂都有各自的特殊功能。综合起来,外加剂可以在以下方面发挥作用:
1.能改善施工条件,减轻体力劳动,并有利于机械化施工,对保证及提高工程质量有积极的作用,能使现场条件下完成过去难以完成的要求高质量的工程例如可掺加高效能减水剂在工地条件下配制C80~C100号的超高强混凝土,掺加减水剂可配制泵送混凝土等。
2.能减少养护时间,或预制厂缩短蒸养时间,可以提早拆模加速模板周转,还可以提早以预应力钢筋混凝土钢筋放张、剪筋,总之可以加快施工进度。
3.能提高或改善混凝土质量。许多外加剂可以提高混凝土的强度,增加耐久性、密实性,增强抗冻性、抗渗性,改善干燥收缩及流变性能,有些外加剂能提高钢筋的耐蚀性等。只要掺用得当是不会降低混凝土的性能的。
4.在采取一定措施的条件下,可适量地节约水泥也不影响混凝土的质量。
5.可以节约能源。节约水泥就是节约了能源。而增加和易性使捣固、抹平工序易于进行,自然就使能源消耗减少,减少养护和蒸养时间也节省了能源。因此,外加剂对能源的节约可起到相当大的作用。
各类外加剂都有各自的特殊功能。综合起来,外加剂可以在以下方面发挥作用:
1.能改善施工条件,减轻体力劳动,并有利于机械化施工,对保证及提高工程质量有积极的作用,能使现场条件下完成过去难以完成的要求高质量的工程例如可掺加高效能减水剂在工地条件下配制C80~C100号的超高强混凝土,掺加减水剂可配制泵送混凝土等。
2.能减少养护时间,或预制厂缩短蒸养时间,可以提早拆模加速模板周转,还可以提早以预应力钢筋混凝土钢筋放张、剪筋,总之可以加快施工进度。
3.能提高或改善混凝土质量。许多外加剂可以提高混凝土的强度,增加耐久性、密实性,增强抗冻性、抗渗性,改善干燥收缩及流变性能,有些外加剂能提高钢筋的耐蚀性等。只要掺用得当是不会降低混凝土的性能的。
4.在采取一定措施的条件下,可适量地节约水泥也不影响混凝土的质量。
5.可以节约能源。节约水泥就是节约了能源。而增加和易性使捣固、抹平工序易于进行,自然就使能源消耗减少,减少养护和蒸养时间也节省了能源。因此,外加剂对能源的节约可起到相当大的作用。
各类外加剂节约水泥情况
外加剂类别 |
外加剂示例 |
节约水泥(%) | |
减水剂 |
萘磺酸盐
木质素
糖
树脂 |
NNO、MF、UNF、FDN、NF
木钙、木钠、碱木素
糖蜜、TM
密胺 |
10~20
5~10
5~12
15~25 |
引气剂 |
松香
表面活性剂 |
松脂皂、松香热聚物
烷基苯磺酸盐、平平加 |
5~8
5~8 |
早强剂 |
无机盐
防冻剂
复合剂 |
硫酸、氯盐
氨、亚硝酸盐
减水早强剂 |
—
5~10
10~15 |
使用1吨外加剂的节能效果
节能项目
使用目的 |
能量(104KL) |
换算为煤(t) |
换算为电( 万度) |
节约水泥
减少振捣
(代替或部分代替)蒸气养护
进行温度控制 |
4.18×5410
4.18×100
4.18×40000
4.18×6110 |
8.74
0.16
64.56
9.87 |
2.2
0.04
16.32
2.49 |
(二)应用范围
外加剂的应用范围十分广泛,在以下条件下都 可以使用外加剂。
1.自然条件下养护的混凝土制品或构件 ,掺用减水剂能改善和易性,或者提高强度,或者节约水泥。
2.冬季现场浇注混凝土施工时,可掺用早强剂或早强型减水剂。
3.夏季滑模施工、水坝等大体积工程 中,可掺用缓凝剂或缓凝型减水剂以延缓水泥放热过程,可减少收缩裂缝而保证混凝土质量。
4.喷射混凝土、放水堵漏工程中可掺用速凝剂,使混凝土很快凝结。
5.大模板或钢筋密集的预应力钢筋混凝土工程,可使用高效减水剂以利浇注,保证工程质量。
6.港工、水工混凝土可掺用引气剂、减水剂以降低水泥用量,提高混凝土和易性或耐久性。
7.高标号(C40~C70)、超高标号(C70以上)混凝土可掺用高效减水剂来配制。
8.大型设备基础螺栓孔灌浆;大体积混凝土防止裂缝;补偿混凝土收缩,防止裂缝和对混凝土补强时的屋面、地下防水等工程中可掺用膨胀剂。
9.许多预制构件品可掺用各种外加剂,有的可减少蒸养时间,有的可改善强力振捣的工艺,这些均有利于提高制品质量。
四、常用砼外加剂简介
国家主管部门规定,全国直辖市、省会城市、沿海开放城市和旅游城市将大力发展预拌混凝土,从2003年12月31日起禁止这些城市工地现场搅拌混凝土。其它城市至迟在2005年31日也将同样禁止城市工地现场搅拌混凝土。同时规定预拌商品混凝土站和各水泥制品厂必须使用散装水泥,不得在使用袋装水泥。目前临沂市基本上没有正规的混凝土外加剂企业,产品质量令人担忧。宏艺科技公司根据临沂市的特点,审时度势,投入巨资进行混凝土外加剂研究开发,并从中国建材院引进混凝土外加剂新技术和全套检测设备,建立了正规的外加剂生产线,并和南京工业大学联合开发了砂浆、混凝土专用特种纤维。目前已能向建筑施工企业提供产品。下面我简要介绍一下我公司生产、经营“强力牌”的外加剂产品:
1.早强剂
定义:加速砼早期强度发展的外加剂。
主要作用:提高砼早期强度、缩短施工周期
适用范围:适用于蒸养砼及常温,低温和最低温度不低于-5OC环境中施工的有早强或防冻要求的砼工程
主要类别:强电解质无机盐类早强剂:如硫酸盐、硝酸盐等;
水溶性有机化合物:如 三乙醇胺、甲酸盐等。
其它:如 有机化合物,无机盐复合物。
2.早强减水剂
定义:兼有早强和减水功能的外加剂
主要作用:提高砼早期强度,缩短施工周期
改善拌合物流动性
节约水泥
适用范围:适用于蒸养混凝土及常温,低温和最低温度不低于-5OC环境中施工的有早强、防冻要求的混凝土工程。
主要品种:普通型早强减水剂。
高效型早强减水剂
3.泵送剂
定义:能改善混凝土拌合物泵送剂性能的外加剂
主要作用:提高拌合物的和易性,降低泵送阻力,改善泵送性能。
适用范围:适用于工业与民用建筑及其它建筑物的泵送施工混凝土;特别适用于大体积混凝土,高层建筑和超高层建筑和滑模施工。
主要品种:普通泵送剂、高效泵送剂
4.缓凝减水剂
定义:兼有缓凝和减水功能的外加剂
主要作用:改善砼拌合物和易性,节约水泥。
有缓凝作用,可降低水泥早期水泥水化热,防止砼开裂。
适用范围: 适用于大体积砼,碾压化砼,炎热气候条件下施工的砼,大面积浇注的砼,避免冷缝产生的砼,自流平免振混凝土及其它需要延缓凝结时间的砼。
主要品种:普通缓凝减水剂、高效缓凝减水剂
5.防冻剂
定义:能使砼在负温下硬化,并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂
主要作用:提高早期强度、 防止砼受冻破坏
适用范围:适用于负温条件下施工的砼
主要品种:早强型防冻剂、防冻型防冻剂
6.膨胀剂
定义:能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂
主要作用:防止砼开裂破坏
防止砼的渗漏破坏
增强砼的体积稳定性
适用范围:补偿收缩砼
填充用膨胀砼
填充用膨胀砂浆
主要品种:硫铝酸钙类
硫酸铝—氧化钙类
氧化钙类
7.防水剂
定义:能降低混凝土在静水压力的透水性的外加剂
主要作用:提高砼的密实性,防渗性。
适用范围:适用于工业与民用建筑的屋面,地下室,隧道,巷道给排水池,水泵站等有防水抗渗要求的砼工程。
主要品种:
无机化合物类:如FeCl3,硅灰等。
有机化合物类:膨胀砼及其盐类,有机硅表面活性剂等。
混合物类:无机类混合物,有机类混合物等。
复合类:上述各类与引气、减水组分等复合而成。
8.普通减水剂
定义:在砼坍落度基本相同的条件下,能减少拌合用水的外加剂
主要作用:节约水泥
改善拌合物和易性
提高砼强度
适用范围:适用于普通砼,钢筋砼及最低气温5OC以上施工的砼工程
不宜单独用于蒸养砼
使用时应先作水泥适应性试验,合格后方可使用。
主要品种:木钙,木镁,木钠及丹宁等
9.高效减水剂
定义:在混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅度减少拌合用水量的外加剂。
主要作用:节约水泥
改善拌合物和易性
提高砼强度
适用范围: 适用于最低气温0OC以上的混凝土施工,用于配制高强大流动度,泵送,耐久性高的砼。
主要品种:多环芳香族磺酸盐类,如萘的磺化物与甲醛缩合的盐类,胺基磺酸盐等。
10.建材用改性特种纤维
产品特性
目前传统混凝土、水泥砂浆在使用过程中常因塑性及干缩等原因产生开裂现象,从而影响使用年限。本公司开发的建材用改性特种纤维,具有弹性模数高,抗张强度大,抗老化性能好,握裹力佳,与水泥相容,抗酸抗碱性能好等特点。该纤维采用了化学改性和物理改性,并采用了特殊的纤维表面处理技术,提高了与混凝土的啮合度和物理接触,这样当添加于混凝土或砂浆中,因千千万万个纤维产生的加劲作用,能充分防止水泥浆、水泥砂浆或混凝土因干缩所产生的裂缝有别与传统钢筋承受结构应力的行为,此种强化混凝土或水泥砂浆的作用,称之为二次加劲,能有效抵消水泥硬化过程中所生产的干缩内应力。这种功效,使得混凝土等的耐久性、耐磨性、耐冲击性、抗张性、韧性、防冻性等均大幅增加,而渗透性却大大降低,经过多年的实践,每一立方混凝土添加0.9kg左右改性特种纤维,效果非常显著。
材料性质
材 料:改性特种纤维
吸 水 性:0%
比 重:0.9
纤维长度:5mm-20mm(可根据用途特制)
纤维形状:三叶异形单纤
纤维细度:14dtex±0.3(可根据用户要求特制)
熔 点:160-170oC
燃 点:590 oC
导 热 性:低
导 电 性:低
抗老化性:好
抗酸、抗碱性:佳
添加量
混凝土:每立方混凝土添加0.9公斤。
水泥砂浆:每立方水泥砂浆添加1公斤。
有特殊要求时,宜先做系列配比试验。
使用长度
混凝土
骨材最大粒径 |
纤维长度 |
12-20mm |
12mm |
20-25mm |
20mm(或3/4”) |
水泥砂浆
施工厚度 |
纤维长度 |
<10mm |
5mm |
10-20mm |
12mm |
>20mm |
20mm(或3/4”) |
纤维水泥板
一般板材厚度多为6mm,9mm,故应采用5mm长之纤维。
拌合方式
拌合方式及下料顺序与传统混凝土或水泥砂浆相同。
因添加纤维后,会使工作度略为降低,为维持良好的工作度,建议拌合时添加减水缓凝剂或强塑剂,虽然不致影响混凝土或砂浆之品质,但仍以先作试拌为宜。
因纤维本身极细,长度短,且添加量少,极易均匀拌合,故添加纤维时,在预拌厂或拌合车添加均可。若于拌合车中拌合时,必须以急转速拌合20-40转或平常转速1-2分钟即可。在预拌厂拌合时,拌合时间宜增加15-30秒钟使纤维分布更加均匀。
主要用途
预铸混凝土,如管、板、梁、槽等。
刚性路面。
停车场、车道、人行步道、加油站、球场、游泳池等。
隧道及旁坡保护工程之喷浆或喷凝土。
建筑物之楼地板。
桥梁工程之刚性桥面板。
工业厂房地坪。
港湾工程之码头面。
机场之停机坪。
防蚀工程。
墙壁之防水、防裂粉刷。
包装及储运
标准纸袋0.9kg/包,每10袋装一纸箱。采用可溶性纸袋包装,直接投入搅拌,使用简便。
储存时请勿曝晒阳光下。
可以根据用户需求特殊包装。
应用实例
国际体操中心
虹口足球场
浦东国际东方医院
龙华旅游城
广州棠下安居工程8000m2地下室
新中国大厦地下室工程(广东)
南方实业大厦地下室工程(广东)
中水广场大厦4500 m2地下室工程
一般板材厚度多为6mm,9mm,故应采用5mm长之纤维。
拌合方式
拌合方式及下料顺序与传统混凝土或水泥砂浆相同。
因添加纤维后,会使工作度略为降低,为维持良好的工作度,建议拌合时添加减水缓凝剂或强塑剂,虽然不致影响混凝土或砂浆之品质,但仍以先作试拌为宜。
因纤维本身极细,长度短,且添加量少,极易均匀拌合,故添加纤维时,在预拌厂或拌合车添加均可。若于拌合车中拌合时,必须以急转速拌合20-40转或平常转速1-2分钟即可。在预拌厂拌合时,拌合时间宜增加15-30秒钟使纤维分布更加均匀。
主要用途
预铸混凝土,如管、板、梁、槽等。
刚性路面。
停车场、车道、人行步道、加油站、球场、游泳池等。
隧道及旁坡保护工程之喷浆或喷凝土。
建筑物之楼地板。
桥梁工程之刚性桥面板。
工业厂房地坪。
港湾工程之码头面。
机场之停机坪。
防蚀工程。
墙壁之防水、防裂粉刷。
包装及储运
标准纸袋0.9kg/包,每10袋装一纸箱。采用可溶性纸袋包装,直接投入搅拌,使用简便。
储存时请勿曝晒阳光下。
可以根据用户需求特殊包装。
应用实例
国际体操中心
虹口足球场
浦东国际东方医院
龙华旅游城
广州棠下安居工程8000m2地下室
新中国大厦地下室工程(广东)
南方实业大厦地下室工程(广东)
中水广场大厦4500 m2地下室工程
五、使用外加剂应注意的事项
1.根据工程特点选用合适的外加剂
几乎各种混凝土都可以掺用外加剂,但必须根据工程需要、施工条件和施工工艺等选择合适的外加剂。如一般混凝土主要采用普通减水剂,早强、高强混凝土采用高效减水剂,气温高时,掺用引气性大的减水剂或缓凝减水剂,气温低时,一般不用单一引气型减水剂,多用复合早强减水剂,为了提高混凝土的和易性,采用防水剂,高层建筑采用泵送混凝土时应使用泵送剂等,为了发挥各种外加剂的特点,不宜互为代用,如将高效减水剂作普通减水剂用,普通减水剂当早强减水剂用都是不合适的。外加剂对不同的水泥有一个适应性问题,如某些减水剂对掺硬石膏的水泥不发挥作用。
2.注意外加剂的质量
关注外加剂的质量,除关注某些厂家不注意原材料质量控制,粗制滥造,以假乱真,提供伪劣产品外,对质量较好的产品也应注意某些问题,如应详细了解产品实际性能,注意生产厂所提供的技术资料和应用说明。又如目前我国减水剂牌号众多,诸多厂家未明显标示其产品品种,而且质量不一,因此,在工程应用前,应按照质量标准对选择好的减水剂进行掺减水剂混凝土性能要求(与基准混凝土相比)的检验,为了确定掺量,对液态减水剂应测定溶液密度;对粉剂减水剂应测定固体物含量。在粉剂产品中,有些由于烘干不彻底或包装不符合要求而受潮,致使产品中的固体含量大都在75%~80%左右,因此在这种情况下切勿将固体物质以100%用作计算掺量的依据。
3.注意水泥品种的选择
在原材料中,水泥对外加剂的影响最大,水泥品种不同,将影响减水剂的减水、增强效果,其中对减水效果影响更明显。高效减水剂对水泥更有选择性,不同水泥其减水率的相差较大,水泥矿物组成、掺和料、调凝剂、碱含量、细度等都将影响减水剂的使用效果,如掺有硬石膏的水泥,对于某些掺减水剂的混凝土将产生速硬或使混凝土初凝时间大大缩短,其中萘系减水剂影响较小,糖蜜类会引起速硬,木钙类会使初凝时间延长。因此,同一种减水剂在相同的掺量下,往往因水泥不同而使用效果明显不同,或同一种减水剂,在不同水泥中为了达到相同的减水增强效果,减水剂的掺量明显不同。在某些水泥中,有的减水剂会引起异常凝结现象。为此,当水泥可供选择时,应选用对减水剂较为适应的水泥,提高减水剂的使用效果。当减水剂可供选择时,应选择施工用水泥较为适用的减水剂,为使减水剂发挥更好效果,在使用前,应结合工程进行水泥选择试验。
4.使用前进行试验
为了确保工程质量,根据现有的标准,如对减水剂在使用前首先要作匀质性试验,一般应测定表面张力和含固量两项,当测定表面张力有困难时,可用起泡性代替,然后进行混凝土试配,如检验减水剂混凝土的性能,一般应测定坍落度损失、减水率、含气量和抗压强度4项。
5.注意常握掺量
每种外加剂都有适宜的掺量,即使同一种外加剂,不同的用途有不同的适宜的掺量。掺量过大,不仅在经济上不合理,而且可能造成质量事故。如对有引气、缓凝作用的减水剂,尤其要注意不能超掺量。如木钙掺量大于水泥重要的0.5%,会引入过量空气而使初凝缓慢,降低混凝土强度。高效减水剂掺量过小,失去高效能作用,而掺量过大(>1.5%),则会由于泌水而影响质量。氯盐的限制是众所周知的,过量会引起钢筋锈蚀。防冻剂的掺量与温度有关,并且根据强度效果作了掺量规定,总之,影响外加剂掺量的因素较多,如对减水剂就有掺加方法、水泥品种、拌合物的初始流动性及养护制度等。
6.采用适宜的掺加方法
在混凝土搅拌过程中,外加剂的掺加方法对外加剂的使用效果影响较大。如减水剂掺加方法大体分为先掺法(在拌合水之前掺入)、同掺法(与拌合水同时掺入)、滞水法(在搅拌过程中减水剂滞后于水2~3min加入)、后掺法(在拌合后经过一定的时间才按1次或几次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中,再经2次或多次搅拌)。不同的掺加方法将会带来不同的使用效果,不同品种的减水剂,由于作用机理不同,其掺加方法也不一样。如对于萘系高效减水剂,为了避开水泥种的C3A、C4AF矿物成分的选择性吸附,以后掺法为好,又如木钙类减水剂,由于其作用机理是大分子保护作用,故不同的掺加方法影响不显著。影响减水剂掺加方法的因素主要有水泥品种、减水剂品种、减水剂掺量、掺加时间及复合的其它外加剂等。均宜通过试拌确定。
7.注意调整混凝土的配合比
一般地说,外加剂对混凝土配合比没有特殊要求,可按普通方法进行设计。但在减水或节约水泥的情况下,应对砂率、水泥用量、水灰比等作适当调整。
⑴砂率 砂率对混凝土的和易性影响很大。由于掺入减水剂后和易性能获得较大改善,因此砂率可适当降低,其降低幅度约为1%~4%,如木钙可取下限1%~2%,引气性减水剂可取上限3%~4%,若砂率偏高,则降低幅度可增大,过高的砂率不仅影响混凝土强度,也给成型操作来一定的困难。具体配比均应由试配结果来确定。
⑵水泥用量 混凝土中掺用减水剂均有不同程度节约水泥的效果,使用普通减水剂可节约5%~10%,高效减水即可节约10%~15%。用高标号水泥配制混凝土,掺减水剂可节约更多的水泥。
⑶水灰比 掺减水剂混凝土的水灰化应根据所掺品种的减水率确定。原来水灰比大者减水率也较水灰比小者高。在节约水泥后为保持坍落度相同,其水灰比应与未省水泥时相同或增加约0.01~0.03。
8.注意施工特点
如搅拌过程中要严格控制减水剂和水的用量,选用合适的掺加方法和搅拌时间,保证减水剂充分起作用。对于不同的掺加方法应有不同的注意事项,如干掺时注意所用的减水剂要有足够的细度,粉粒太粗,溶解不匀,效果就不好;后掺或干掺的,必须延长搅拌时间1min以上。
掺减水剂的混凝土坍落度损失一般较快,应缩短运输及停放时间,一般不超过30min,否则要用后掺法。在运输过程中应注意保持混凝土的匀质性,避免分层,掺缓凝型减水剂要注意初凝时间延缓,掺高效减水剂或复合剂有坍落度损失快等特点。又如,蒸养混凝土中外加剂若使用不当,混凝土表面会出现起鼓、胀裂酥松等质量问题,强度也显著下降,因此在蒸养混凝土中要注意如下问题:选择合适的外加剂,如引气类外加剂就不宜使用;要控制外加剂掺量;要有一定的预养期和升温期;要通过试验确定恒温温度和时间。
9.注意搅拌、运输和成型操作
在搅拌时,对于不同的掺加方法需要不同的注意事项。如干掺时必须注意所用的减水剂要有足够的细度,粉粒太粗,溶解不匀,效果就不好;后掺或干掺的,必须延长搅拌时间1min以上,在预制构件生产中尤其要注意这一点。在运输过程中应注意保持混凝土的匀质性,避免分层,掺缓凝型减水剂要注意初凝时间延缓,掺高效减水剂或复合剂要注意坍落度损失快等特点;掺引气型减水剂成型时,要注意振捣除气,否则会影响效果。
六、外加剂在典型工程中的应用
1.商品混凝土
商品混凝土中应用外加剂的目的,是克服混凝土运输途中坍落度损失、节约水泥及满足特种要求,如可泵性、早强及降低水泥初期水化热等。
商品混凝土中主要应用减水剂,冬期施工时用早强减水剂,少数单位应用高效减水剂。如宝钢一期工程共用商品混凝土216万m3,使用普通减水剂1400t,节约水泥4.8万t,节约资金140万元。上海市建工局商品混凝土供应站年综合供应能力50万m3,截至1986年底在130万m3混凝土掺普通减水剂1145t、3F早强减水剂283t,节约水泥3万余吨。常州商品混凝土站使用普通减水剂之前水泥用量超过定额5%,使用普通减水剂后比定额低5%。
2.泵送混凝土
采用泵送工艺一昼夜可浇筑几千立方米混凝土。具有施工速度快、劳力省、工效高、费用低的特点。目前在一些中心城市发展较快,泵送混凝土中应用外加剂的主要目的是提高混凝土的可泵性及确保混凝土的质量。
泵送混凝土中应用的外加剂主要是泵送剂,当混凝土标号较高时应用AF、FFT、FDN等高效减水剂。如南京金陵饭店是我国高层建筑中第一个使用泵送混凝土的工程,泵送垂直高度112m3,水平泵送距离114m3,共浇筑混凝土1800m3。工程应用表明,以泵送剂配制的混凝土可泵送性良好,具有一定的缓凝性,夏季施工更为有利,成本比用高效减水剂低2~3倍。
宝钢一期工程是我国大规模应用泵送混凝土的工程,如一号高炉基础6200m3混凝土,转炉基础7000余m3混凝土,不到30h就浇筑完毕,平均劳动率为16.5m3/工日。施工中应用泵送剂,满足了可泵送性及降低水泥初期水化热要求。
北京中日友谊医院地下工程、深圳国际商业大厦泵送混凝土分别使用了AF、FFT减水剂。
3.防水混凝土
应用外加剂是提高混凝土抗渗性的有效措施。所用的外加剂有引气剂、引气减水剂、膨胀剂、三乙醇胺及氯化铁防水剂。例如:
马钢选矿厂2号泵房防水混凝土配合比为水泥:砂:石=1:19:3.5,掺入水泥质量1/万的引气剂,使用多年泵房内部干燥。
上海铁合金厂机修工段地下防水混凝土采用引气剂,广州白鹅潭宾馆地下室施工中应用防水剂,均取得了较好效果。
安徽省屋面防水中推广应用明矾石膨胀剂。主要作法有:现浇混凝土防水屋面;预制混凝土屋面上铺设一层厚4cm的明矾石膨胀混凝土,中间双向配制直径4mm的冷拔丝,间距150~200mm;构件自防水,即在预制屋面板中掺加明矾石膨胀剂,板缝处浇灌防水油膏。
4.大模板施工
大模板现浇混凝土墙体施工工艺,具有工程进度快、装修湿作业少、劳动强度低、结构质量和抗震性能好的优点。大模板施工的特点是墙体薄、浇筑高度大、表面要求平整、拆模早。为此,应用外加剂的目的:①提高混凝土的流动性,保水性和粘聚性,泵送时坍落度8~12cm,用料斗浇筑时4~6cm;②要求混凝土8~10h达到拆模强度(大于1MPa)冬季大于4Mpa。24~28h达到扣板强度(大于4MPa)。所以,夏季一般应用缓凝减水剂,冬季应用早强减水剂或高效减水剂。例如,上海睦家宅高层住宅大楼现浇内墙施工中,应用缓凝减水剂,气温10O°C以下时复合使用早强减水剂。北京第三建筑工程公司在11号楼大模板冬期施工中,也采用早强减水剂。
5.滑模施工
滑模施工具有节省模板、加快施工速度等优点。滑模施工中应用外加剂的目的是,滑升时阻力小,不拉裂或带起混凝土;出模的混凝土易于抹坪,同时能支撑上部混凝土的自重。滑模施工夏季用缓凝减水剂,冬期用AF等高效减水剂或复合早强减水剂。如江西某厂180m钢筋混凝土烟囱夏期滑模施工中应用缓凝减水剂,上海金山粮仓冬期滑模施工时复合使用早强减水剂。
6.夏期施工
夏期施工时混凝土坍落度损失快,水分蒸发快,浇筑及抹平困难。施工中常用的是缓凝外加剂。如葛洲坝水利枢纽地处宜昌,夏季月平均气温33O°C,最高气温达41O°C,采用缓凝剂掺量C×0.35%,较好地解决了施工问题。
7.冬期施工
低温给混凝土带来的主要危害是,混凝土强度发展慢,施工周期长,混凝土受冻遭致破坏。
正温情况下主要采用早强减水剂或早强剂;-5O°C~+5O°C正负交变情况下采用草袋等复盖时可使用早强减水剂或早强剂;-5OC以下时应用防冻剂。
目前我国三北地区混凝土冬期施工中所用的抗冻剂,无论种类或数量均越来越多。就品种而言主要有碳酸盐型、氨水型、尿素型等。
非三北地区常用复合早强减水剂。例如,连云港市混凝土构件厂1986~1987年在“华联商厦”预制桩工程施工中,气温0~5O°C,最低温度-12O°C,应用早强高效减水剂,防止混凝土冻结,保证了混凝土强度和工程进度。镇江市建筑工程公司构件厂、南京市金陵房屋配件厂等在冬期施工中应用早强剂,场地周转由10d缩短到5d。
8.高强混凝土
目前我国一般将抗压强度大于50MPa的混凝土称为高强混凝土,100MPa以上的称为超高强混凝土。高强混凝土中所用的外加剂主要是高效减水剂。如某防护门800号混凝土使用NF高效减水剂配制;湘桂红水河大桥600号混凝土用FDN高效减水剂配制。
9.早强混凝土
早强混凝土用外加剂与冬季关系较大。夏秋季节采用AF、NF 、FDN等高效减水剂。如湖北省向阳旅社、天津外贸大楼施工中分别采用FFT及UNF减水剂,加快了施工进度。冬季一般采用早强减水剂,如交通部三航局在镇海及北龙港码头水工混凝土冬期施工中,加快了施工进度。
10.流态混凝土
流态混凝土就是指坍落度5~10cm(日本为8~15cm)的塑性混凝土(称基准混凝土),浇筑前加入流化剂,经搅拌后坍落度增大至18~22cm的混凝土拌合物。流态混凝土适用于泵送混凝土、钢筋或钢丝束密集的构件或部位,以及需要较长溜槽或导管施工的场合。
基准混凝土一般使用普通减水剂,流化剂主要用萘系高效减水剂。若以普通减水剂为流化剂,虽然坍落度能达到,但强度显著降低。宝钢和北京地铁建设中应用了流态混凝土,所用的流化剂是JN、FDN等高效减水剂。
11.大体积混凝土
大型设备基础等大体积混凝土中主要应用缓凝外加剂,其目的是降低水泥初期水化热,避免混凝土出现裂缝,如南京一建公司在金陵饭店浮筏基础、农垦局营业大楼条式基础混凝土施工中应用缓凝减水剂取得了较好效果:节约水泥8%~10%,初凝时间延长3~4h,水泥水化热峰推迟6~8h,温升降低3O°C。
12.蒸养混凝土
蒸养混凝土中应用外加剂的主要目的是节省蒸养能耗,缩短蒸养时间,提高蒸养质量。目前常用的外加剂是早强高效减水剂及高效减水剂。如苏州墙板厂在框架轻板建筑用管柱生产中,夏季应用AF高效减水剂,冬季应用S型早强高效减水剂,取消了蒸汽养护,同时质量提高。无锡市制品厂在框架轻板建筑构件生产中应用早强减水剂,每平方米框架轻板建筑的煤耗由27kg降为11.76kg。
13.自然养护的预制混凝土
中小型构件厂及施工单位临时性预制场普遍应用自然养护,存在的主要问题是生产周期长,产量低,占地面积大,受季节影响。
当预制场地较小或气温较低时,应用外加剂的主要目的是提高产量。这时,夏季用高效减水剂,冬季用早强减水剂。如宜兴水泥制品厂农房构件生产中夏季应用AF减水剂,生产周期由6~7d缩短到3d左右;冬季应用早强高效减水剂,12~15d缩短到5~7d,1984~1986年共增加产值265万元,增加利税45万元。
当预制场地较大时,应用外加剂的主要目的是节省水泥。这时,夏季宜用缓凝减水剂,冬季宜用早强减水剂。如南京市混凝土构件公司,每年4~10月单掺缓凝减水剂,10月至次年4月早强减水剂复合使用,既提高产量又节约水泥6%。徐州市混凝土构件厂应用普通减水剂后节约水泥7%。
14.就地管灌注桩
爆扩灌注桩施工中遇到的主要问题是混凝土拒落,二十一冶金建设公司应用FDN高效减水剂配制大流动性混凝土避免了拒落现象,水泥用量由300kg/m3降为250~260kg/m3。
振动灌注桩施工中要求混凝土的和易性。浙江丝绸学院教学楼工程中应用普通减水剂。如湖北省财经学院培训楼灌注桩的桩径80cm,桩长20~30m,混凝土200号,施工中应用FDN高效减水剂坍落度由7~9cm增大到18~22cm,保证了大直径、大深度、水下流态混凝土灌注桩的施工质量,单桩承载力达到设计承载力的2.4倍。
15.设备基础二次灌浆料
在大型设备安装中要求灌浆料具有自流性、无收缩、早强和高强的特性。目前灌浆料所用的外加剂是高效减水剂复合膨胀剂。如第二汽车制造厂道路模拟试验台、计江化肥厂块装锅炉鼓风机设备基础安装时,均采用FDN、NNO等高效减水剂和明矾石膨胀剂。灌浆料的配比为胶结材:砂:卵石=1:1:1;胶结材中水泥:明矾石膨胀剂=85:15;高效减水剂掺量为C×0.7%~1%。
16.砌筑砂浆
砌筑砂浆中常用的是混凝土砂浆,即由水泥、砂、石灰膏加水拌合而成。石灰膏的作用是改善施工和易性。
砌筑砂浆中应用微末剂可节约50%以上的石灰膏。如二十冶金建设公司在水泥石灰砂浆中掺入水泥质量0.006%~0.01%的KF剂,代替了全部石灰膏。
1.商品混凝土
商品混凝土中应用外加剂的目的,是克服混凝土运输途中坍落度损失、节约水泥及满足特种要求,如可泵性、早强及降低水泥初期水化热等。
商品混凝土中主要应用减水剂,冬期施工时用早强减水剂,少数单位应用高效减水剂。如宝钢一期工程共用商品混凝土216万m3,使用普通减水剂1400t,节约水泥4.8万t,节约资金140万元。上海市建工局商品混凝土供应站年综合供应能力50万m3,截至1986年底在130万m3混凝土掺普通减水剂1145t、3F早强减水剂283t,节约水泥3万余吨。常州商品混凝土站使用普通减水剂之前水泥用量超过定额5%,使用普通减水剂后比定额低5%。
2.泵送混凝土
采用泵送工艺一昼夜可浇筑几千立方米混凝土。具有施工速度快、劳力省、工效高、费用低的特点。目前在一些中心城市发展较快,泵送混凝土中应用外加剂的主要目的是提高混凝土的可泵性及确保混凝土的质量。
泵送混凝土中应用的外加剂主要是泵送剂,当混凝土标号较高时应用AF、FFT、FDN等高效减水剂。如南京金陵饭店是我国高层建筑中第一个使用泵送混凝土的工程,泵送垂直高度112m3,水平泵送距离114m3,共浇筑混凝土1800m3。工程应用表明,以泵送剂配制的混凝土可泵送性良好,具有一定的缓凝性,夏季施工更为有利,成本比用高效减水剂低2~3倍。
宝钢一期工程是我国大规模应用泵送混凝土的工程,如一号高炉基础6200m3混凝土,转炉基础7000余m3混凝土,不到30h就浇筑完毕,平均劳动率为16.5m3/工日。施工中应用泵送剂,满足了可泵送性及降低水泥初期水化热要求。
北京中日友谊医院地下工程、深圳国际商业大厦泵送混凝土分别使用了AF、FFT减水剂。
3.防水混凝土
应用外加剂是提高混凝土抗渗性的有效措施。所用的外加剂有引气剂、引气减水剂、膨胀剂、三乙醇胺及氯化铁防水剂。例如:
马钢选矿厂2号泵房防水混凝土配合比为水泥:砂:石=1:19:3.5,掺入水泥质量1/万的引气剂,使用多年泵房内部干燥。
上海铁合金厂机修工段地下防水混凝土采用引气剂,广州白鹅潭宾馆地下室施工中应用防水剂,均取得了较好效果。
安徽省屋面防水中推广应用明矾石膨胀剂。主要作法有:现浇混凝土防水屋面;预制混凝土屋面上铺设一层厚4cm的明矾石膨胀混凝土,中间双向配制直径4mm的冷拔丝,间距150~200mm;构件自防水,即在预制屋面板中掺加明矾石膨胀剂,板缝处浇灌防水油膏。
4.大模板施工
大模板现浇混凝土墙体施工工艺,具有工程进度快、装修湿作业少、劳动强度低、结构质量和抗震性能好的优点。大模板施工的特点是墙体薄、浇筑高度大、表面要求平整、拆模早。为此,应用外加剂的目的:①提高混凝土的流动性,保水性和粘聚性,泵送时坍落度8~12cm,用料斗浇筑时4~6cm;②要求混凝土8~10h达到拆模强度(大于1MPa)冬季大于4Mpa。24~28h达到扣板强度(大于4MPa)。所以,夏季一般应用缓凝减水剂,冬季应用早强减水剂或高效减水剂。例如,上海睦家宅高层住宅大楼现浇内墙施工中,应用缓凝减水剂,气温10O°C以下时复合使用早强减水剂。北京第三建筑工程公司在11号楼大模板冬期施工中,也采用早强减水剂。
5.滑模施工
滑模施工具有节省模板、加快施工速度等优点。滑模施工中应用外加剂的目的是,滑升时阻力小,不拉裂或带起混凝土;出模的混凝土易于抹坪,同时能支撑上部混凝土的自重。滑模施工夏季用缓凝减水剂,冬期用AF等高效减水剂或复合早强减水剂。如江西某厂180m钢筋混凝土烟囱夏期滑模施工中应用缓凝减水剂,上海金山粮仓冬期滑模施工时复合使用早强减水剂。
6.夏期施工
夏期施工时混凝土坍落度损失快,水分蒸发快,浇筑及抹平困难。施工中常用的是缓凝外加剂。如葛洲坝水利枢纽地处宜昌,夏季月平均气温33O°C,最高气温达41O°C,采用缓凝剂掺量C×0.35%,较好地解决了施工问题。
7.冬期施工
低温给混凝土带来的主要危害是,混凝土强度发展慢,施工周期长,混凝土受冻遭致破坏。
正温情况下主要采用早强减水剂或早强剂;-5O°C~+5O°C正负交变情况下采用草袋等复盖时可使用早强减水剂或早强剂;-5OC以下时应用防冻剂。
目前我国三北地区混凝土冬期施工中所用的抗冻剂,无论种类或数量均越来越多。就品种而言主要有碳酸盐型、氨水型、尿素型等。
非三北地区常用复合早强减水剂。例如,连云港市混凝土构件厂1986~1987年在“华联商厦”预制桩工程施工中,气温0~5O°C,最低温度-12O°C,应用早强高效减水剂,防止混凝土冻结,保证了混凝土强度和工程进度。镇江市建筑工程公司构件厂、南京市金陵房屋配件厂等在冬期施工中应用早强剂,场地周转由10d缩短到5d。
8.高强混凝土
目前我国一般将抗压强度大于50MPa的混凝土称为高强混凝土,100MPa以上的称为超高强混凝土。高强混凝土中所用的外加剂主要是高效减水剂。如某防护门800号混凝土使用NF高效减水剂配制;湘桂红水河大桥600号混凝土用FDN高效减水剂配制。
9.早强混凝土
早强混凝土用外加剂与冬季关系较大。夏秋季节采用AF、NF 、FDN等高效减水剂。如湖北省向阳旅社、天津外贸大楼施工中分别采用FFT及UNF减水剂,加快了施工进度。冬季一般采用早强减水剂,如交通部三航局在镇海及北龙港码头水工混凝土冬期施工中,加快了施工进度。
10.流态混凝土
流态混凝土就是指坍落度5~10cm(日本为8~15cm)的塑性混凝土(称基准混凝土),浇筑前加入流化剂,经搅拌后坍落度增大至18~22cm的混凝土拌合物。流态混凝土适用于泵送混凝土、钢筋或钢丝束密集的构件或部位,以及需要较长溜槽或导管施工的场合。
基准混凝土一般使用普通减水剂,流化剂主要用萘系高效减水剂。若以普通减水剂为流化剂,虽然坍落度能达到,但强度显著降低。宝钢和北京地铁建设中应用了流态混凝土,所用的流化剂是JN、FDN等高效减水剂。
11.大体积混凝土
大型设备基础等大体积混凝土中主要应用缓凝外加剂,其目的是降低水泥初期水化热,避免混凝土出现裂缝,如南京一建公司在金陵饭店浮筏基础、农垦局营业大楼条式基础混凝土施工中应用缓凝减水剂取得了较好效果:节约水泥8%~10%,初凝时间延长3~4h,水泥水化热峰推迟6~8h,温升降低3O°C。
12.蒸养混凝土
蒸养混凝土中应用外加剂的主要目的是节省蒸养能耗,缩短蒸养时间,提高蒸养质量。目前常用的外加剂是早强高效减水剂及高效减水剂。如苏州墙板厂在框架轻板建筑用管柱生产中,夏季应用AF高效减水剂,冬季应用S型早强高效减水剂,取消了蒸汽养护,同时质量提高。无锡市制品厂在框架轻板建筑构件生产中应用早强减水剂,每平方米框架轻板建筑的煤耗由27kg降为11.76kg。
13.自然养护的预制混凝土
中小型构件厂及施工单位临时性预制场普遍应用自然养护,存在的主要问题是生产周期长,产量低,占地面积大,受季节影响。
当预制场地较小或气温较低时,应用外加剂的主要目的是提高产量。这时,夏季用高效减水剂,冬季用早强减水剂。如宜兴水泥制品厂农房构件生产中夏季应用AF减水剂,生产周期由6~7d缩短到3d左右;冬季应用早强高效减水剂,12~15d缩短到5~7d,1984~1986年共增加产值265万元,增加利税45万元。
当预制场地较大时,应用外加剂的主要目的是节省水泥。这时,夏季宜用缓凝减水剂,冬季宜用早强减水剂。如南京市混凝土构件公司,每年4~10月单掺缓凝减水剂,10月至次年4月早强减水剂复合使用,既提高产量又节约水泥6%。徐州市混凝土构件厂应用普通减水剂后节约水泥7%。
14.就地管灌注桩
爆扩灌注桩施工中遇到的主要问题是混凝土拒落,二十一冶金建设公司应用FDN高效减水剂配制大流动性混凝土避免了拒落现象,水泥用量由300kg/m3降为250~260kg/m3。
振动灌注桩施工中要求混凝土的和易性。浙江丝绸学院教学楼工程中应用普通减水剂。如湖北省财经学院培训楼灌注桩的桩径80cm,桩长20~30m,混凝土200号,施工中应用FDN高效减水剂坍落度由7~9cm增大到18~22cm,保证了大直径、大深度、水下流态混凝土灌注桩的施工质量,单桩承载力达到设计承载力的2.4倍。
15.设备基础二次灌浆料
在大型设备安装中要求灌浆料具有自流性、无收缩、早强和高强的特性。目前灌浆料所用的外加剂是高效减水剂复合膨胀剂。如第二汽车制造厂道路模拟试验台、计江化肥厂块装锅炉鼓风机设备基础安装时,均采用FDN、NNO等高效减水剂和明矾石膨胀剂。灌浆料的配比为胶结材:砂:卵石=1:1:1;胶结材中水泥:明矾石膨胀剂=85:15;高效减水剂掺量为C×0.7%~1%。
16.砌筑砂浆
砌筑砂浆中常用的是混凝土砂浆,即由水泥、砂、石灰膏加水拌合而成。石灰膏的作用是改善施工和易性。
砌筑砂浆中应用微末剂可节约50%以上的石灰膏。如二十冶金建设公司在水泥石灰砂浆中掺入水泥质量0.006%~0.01%的KF剂,代替了全部石灰膏。