1、桥梁施工中外加剂对混凝土的影响探析【摘 要】外加剂是混凝土的重要组成部分，是进行混凝土搅拌过程中所掺入的改变混凝土化学性能的催化剂。外加剂的使用能够增强混凝土的坚固性和耐用性，实现混凝土的最大价值。外加剂在桥梁施工中的使用是非常普遍的。因此，本文首先介绍我国混凝土外加剂的现状，然后阐述混凝土外加剂在应用过程中存在的主要问题，最后重点介绍外加剂对混凝土性能影响的正、负效应，从而更加全面的了解外加剂对混凝土的影响。 【关键词】外加剂；混凝土；桥梁施工；正负效应 1 引言 混凝土外加剂在桥梁施工中的应用能够极大地提高混凝土的使用价值。外加剂作为混凝土的重要组成部分，其在桥梁施工中的使用能够缩减企业的
2、生产成本，提高企业的工作效率，同时外加剂的无毒无害性，有利于保护环境，实现桥梁施工的低碳发展。 外加剂实现价值的途径是通过改变混凝土的材料结构，增强混凝土的稳定性和耐用性，从而极大地压缩其他化学材料的投入。从某种程度上来说，压缩了企业的成本。 2 我国混凝土外加剂的发展现状 随着科技水平的不断进步，混凝土外加剂的生产和使用均趋向于高性能、零污染。在混凝土外加剂的使用过程中，减水剂的使用频率最高，应用最广。目前为止，国内外对聚羧酸减水剂的研究和应用都比较热衷。由于我国属于发展中国家，技术和实力相对落后于西方国家，因此，要想使我国减水剂市场处于领先地位，需要不断的研发新型材料构成的减水剂，从而保持
3、我国混凝土外加剂的竞争优势。 我国混凝土外加剂的进化史经历了一个漫长的发展期。我国于 1976年致力于研究高效减水剂，此时所使用的减水剂为萘磺酸盐的低缩合物与高缩合物。随着科技水平的发展，我国外加剂市场上先后出现了萘磺酸盐甲醛缩合物，萘系、密胺系高效减水剂和缓凝型减水剂（如木质磺酸盐、多元醇、羟基羧酸等）复合的产品以及聚羧酸系高效减水剂等。 3 外加剂在混凝土应用技术中存在的主要问题 混凝土外加剂对桥梁施工具有积极的推动作用，而且外加剂的稳定性高、节约环保。因此外加剂对桥梁施工来说有百利而无一害，但是就外加剂在混凝土中的应用技术而言，仍然存在着很多的不足。这些问题主要表现在： 3.1 水胶比的
4、不合理，影响混凝土的使用强度 随着外加剂在混凝土中使用的频繁性，外加剂对建筑施工项目的影响具有双面性。首先，外加剂降低了其他相关材料的投入比例，并增加了混凝土的使用韧度。如减水剂的使用，大大降低混凝士配合比中用水量的使用，由于低水胶比的出现，产生了高性能的混凝士。其次，若外加剂的配置比例不合理，容易造成严重的负面效果。如较低的水胶比，容易在混凝土内部产生自干燥，而且使内部相对湿度持续降直至水化过程终止。 3.2 减水剂与水泥的相容性问题 减水剂在使用过程中，需要充分考虑与水泥的相容性、适应性问题，根据外国学者对二者相容性的研究，减水剂与水泥的相容问题主要分为以下四种情况： 第一，水泥与减水剂相
5、容性好，对应于高效减水剂掺量不大就达饱和且饱和点明显，l 小时后流动度损失小； 第二，水泥与减水剂相容性不好，对应于饱和点时的高效减水剂掺量大，相应的净浆粘度高且随时间增长快； 第三，初始相容性尚好，但粘度随时间增大，l 小时后流动度损失显著； 第四，开始时相容性不大好，但不随时间变化，后两种情况介于前两者之间，则认为相容性一般。 3.3 硫酸钠早强剂的掺入会降低混凝土的工作性 硫酸盐系早强剂主要包括硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝及硫酸钾铝等。大犁水泥厂采用窑外分解法新烧成技术，生成的水泥熟料强度等级提高，并且水泥中混合材料掺加量减少，从而出现了硫酸钠早强剂对此类水泥不起早强作用的现象。原因在于硫酸钠
6、的早强作用在激发活性混合材料的活性、加速火山灰反应方面更强烈，而对纯熟料硅酸盐水泥激发、活化和早强效果则较低。 研究发现：硫酸钠早强剂的掺入会降低预拌混凝土的工作性，且降低的程度与强度等级和硫酸钠的掺量有关。混凝土强度等级越高，硫酸钠掺量越大，则工作性降低的程度就越大。 3.4 膨胀剂目前应用中存在的问题 膨胀剂本身性能不稳定，存在有不足，使得掺膨胀剂的混凝土经常不能产生预期的膨胀效果，混凝土结构在中后期甚至早期仍出现变形开裂。总的说来，目前膨胀剂在使用中出现的问题主要表现在：胶比变化带来的问题以及膨胀剂混凝土耐久性问题。胶比变化会破坏混凝土的结构，降低混凝土的使用效率和质量，膨胀剂混凝土极大
7、地降低了混凝土的抗碳化性能，从而使混凝土的承载力大幅降低。 4 外加剂对混凝土性能影响的正、负效应分析 4.1 外加剂对混凝土性能影响的正效应分析 外加剂对混凝土性能影响的正效应主要包括以下几个方面： 第一，外加剂合理的掺入比例，极大程度的改变了混凝土的流动水平，并且优化并改善了施工条件，降低了工作人员的工作强度和难度。 第二，部分缓凝类减水剂的掺入，可以有效的延缓水泥与水发生化学反应的放热过程，从而极大地降低其化学反应过程中的放热波动值，缓凝类减水剂适用于大体积混凝土施工以及高温环境下的混凝土工程施工； 第三，外加剂的使用，降低了工程的整体用水量，不仅提高了混凝土的质量和耐用性，而且还提高了
8、混凝土密实性和强度以及混凝土抗渗透、冻融和化学侵蚀的特性。 第四，有效降低经济成本。混凝土减水剂的掺入，可以极大地降低桥梁施工的用水量，从而减少了工程项目中水泥的使用水平，并对环境保护起到了积极的推动作用。 第五，混凝土减水剂的使用，改变了混凝土的化学结构，从而有利于进行机械化施工，实现以机器代替手工劳动的工业化生产模式，全面提高工程的施工的进度、生产效率和施工质量。 4.2 外加剂对混凝土性能影响的负效应分析外加剂对混凝土性能影响的负效应主要包括以下几个方面： 4.2.1 混凝土外加剂与水泥等掺入材料的混合比例问题 外加剂的种类不同，功能就完全不同，然而任何一种外加剂的使用都不能做到全面的改
9、良混凝土的性能。混凝土与水凝的掺入比例问题一直是影响工程质量的主要因素，出现这种问题的原因在于水泥和混凝土的品种多、构成原料不同，从而在配比上难以达到优化。 4.2.2 坍落度损失问题 由于工程技术要求的不断提高，混凝土的使用频率和范围都在不断的扩大，然而为了加强混凝土的流动性和坍落度，需要在混凝土中掺杂大量的缓凝减水剂。然而，这样在进行混凝土搅拌的过程中会造成坍落度的损失，从而降低混凝土的有效性。 4.2.3 混凝土的碱含量不断攀升 随着早强剂、防冻剂以及减水剂同混凝土的组合搭配使用，使得混凝土碱含量不断攀升，这种现象容易使混凝土后期发生化学变化，从而降低桥梁施工的可靠性。 5 结语 混凝土
10、外加剂在桥梁施工中的应用是一把双刃剑，对工程项目中混凝土的质量和特性具有积极的作用，对坍落度、水泥的配比问题上具有抑制作用。因此，在工程建筑项目中，要控制好混凝土外加剂使用的度，避免外加剂使用泛滥现象的发生。总的来说，混凝土外加剂的利要大于弊，因此积极发挥混凝土外加剂的优势，努力规避混凝土外加剂的不足，在桥梁工程中做到真正的“就重避轻” ，从而全面提高工程的质量。 参考文献： 1刘秉京.国内外混凝土外加剂现状J中国港湾建设，2002.4（2）：7.10 2刘秉京.高效减水剂与水泥的适应性APP 第九届全国外加剂学术交流会论文集C.南京.2002. 3刘加平，高性能混凝土外加剂及其对混凝土耐久性的影响，南京市硅酸盐学会建材工业节能减排与混凝土耐久性报告会论文集.2007.9 4张誉，蒋利学，张伟平等.混凝土结构耐久性概论，上海：上海科学技术出版社，2003 5邓旭华，应用混凝土外加剂要注意的几个问题J.混凝土与水泥制品，2010.33 6董亚红.防止外加剂对混凝土性能的负面影响J.建筑与工程，2008， （26）：508
