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减水剂超量掺加对混凝土性能的影响及处理办法

编辑:华伟银凯   发布时间:2019-8-2 

  混凝土减水剂作为一种能够有效改善混凝土性能的一种外加剂产品,在混凝土质量控制中起重要作用,减水剂被广泛应用于工程施工建设中,但在应用过程中,产品掺量需经多次试验才能够确定最终掺量,试验环节,减水剂超量使用情况时有发生。本文针对减水剂超掺量对混凝土性能的影响进行研究和分析,提出处理的方法,为同类施工提供借鉴。


  一、减水剂少量超掺对混凝土性能的影响


  若减水剂掺量增加,用水量不变,则可能出现流动性超过预期范围,混凝土和易性变差,在混凝土本身状态不好的情况下可能导致泌水增加,对泵送施工造成不良影响,并且泌水量增加可能导致混凝土表面强度和外观质量下降。若减水剂超掺,但用水量相应下调,混凝土和易性良好,则该情况下因水胶比降低,混凝土强度相应增长,对其它性能亦无不良影响。
  对于有缓凝作用的减水剂,超掺可能使凝结时间延长,早期强度较正常掺量混凝土降低,一般在48h内凝结,通常对后期强度无不良影响。但要求加强对混凝土的早期养护,避免现场混凝土在塑性状态下失水过多,导致混凝土表面开裂,影响混凝土的强度和结构耐久性。
  对于复配了引气组分的减水剂,超掺后含气量增大,混凝土早期及后期强度都可能有所降低,一般含气量在4.5%以下对混凝土的强度影响不大,且含气量的适量提高对抗冻、抗有害介质侵蚀均能起到积极有利的作用;若含气量超过5%,则对混凝土的各龄期强度都将造成严重下降,可能造成质量事故。
  总体来说,减水剂掺量在正常掺量2倍以内,混凝土状态良好,含气量小于4.5%,浇注后适当加强表面养护,不会对混凝土性能造成不利影响。


减水剂超掺的影响



  二、减水剂超掺数倍对混凝土性能的影响


  减水剂掺量超过正常掺量几倍,其对混凝土性能的影响应视具体情况而定。
  第一种情况,在超高强混凝土中,因水胶比≤0.3甚至低至0.2,在此情况下通常表现出混凝土状态对减水剂掺量不敏感,为达到理想的流动性状态,减水剂掺量通常为一般正常掺量的5-8倍,即聚羧酸掺量需达到5%-8%。对于C50以下混凝土,如此高的掺量是不可思议的。但试验结果表明,在该掺量下混凝土各龄期强度发展良好,并以此配备出28d强度大于100MPa的混凝土。原因在于:减水剂对水泥的分散仅仅是物理吸附作用,减水剂分子吸附在水泥颗粒表面,通过空间位阻作用和静电斥力作用,使水泥颗粒絮凝结构解体,释放出被包裹的游离水,从而使混凝土流动性增加,且聚羧酸系减水剂因其特殊的梳状结构,可以在一定时间内阻止水泥颗粒再次凝聚,因此具有良好的坍落度保持性能。一旦超过一定时间后,水泥水化产物将吸附在水泥颗粒表面的减水剂分子完全包裹,减水剂分子被屏蔽后分散作用完全消失,随后不再对混凝土有任何作用和影响,水泥正常水化,混凝土强度正常发展。当然,因减水剂掺量较高,混凝土液相中减水剂分子浓度大,在部分分子被水泥水化产物覆盖后,又有新的分子吸附在水泥水化产物表面,阻止水泥颗粒迅速搭接形成网络,从而在一定程度上使得凝结时间有所延长,但一般水泥凝结不会超过24h。


减水剂超量掺加对混凝土性能的影响及处理办法


  第二种情况,减水剂本身具有一定的引气性和缓凝性,则数倍超掺加可能对混凝土性能产生较大不利影响。一般来说,缓凝组份的用量是根据气温环境、工程要求和减水剂正常掺量确定的,若缓凝组份超掺数倍,因缓凝组份在胶凝材料颗粒表面的大量吸附,影响胶凝材料正常水化,轻则使凝结时间显著延长,重则导致混凝土数天不凝或永久性不凝。一般2d甚至更长时间凝结的混凝土,因水化过程被过于延缓,水化产物的种类和数量发生变化,造成混凝土强度永久性降低。当然,对于地铁咬合桩(一般需72-90h初凝)以及桩基、承台、大坝等大体积混凝土施工,本身需要很长的凝结时间,一般在配合比设计时适当提高强度等级,以保证28d强度满足设计要求。
引气型减水剂超掺数倍,在正常掺量时混凝土含气量适当的情况下,超掺数倍后使得含气量大大增加,混凝土浆体异常丰富,铲起时混凝土轻而飘,严重时混凝土如面包状疏松多孔,混凝土强度严重下降。
  第三种情况,即使减水剂本身无引气和缓凝型,成倍超掺后,若不注意及时调整用水量,也可能使新拌混凝土的和易性严重变差,产生严重的泌水、离析、抓底、板结等现象,且浇注后均一稳定性差,出现内分层现象,导致钢筋周围的混凝土水胶比增大,强度下降,使得钢筋握裹力严重下降。严重超掺导致的大量泌水也会出现在混凝土表面及与模板接触的部位,导致这些部位的强度下降,拆模时易出现裂缝、蜂窝、麻面等大量缺陷,使混凝土抵御外界侵蚀的能力大大降低,严重影响混凝土的耐久性。
我们通过针对聚羧酸型减水剂在工程发生超量使用的问题进行分析和研究,同时在施工现场也及时采取适当措施,保证了新建工程混凝土结构的安全使用和耐久性。


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