外加剂在公路工程水泥混凝土中的应用

高鹏

【摘 要】 混凝土外加剂对于混凝土的制备、浇筑和养护都起到了帮助，同时也带动了经济效益的增长。在混凝土中加入适量外加剂已经成为改善混凝土性能的必要方法。文章分析外加剂单位影响，探讨其应用及发展。

【关键词】 公路工程水泥混凝土；外加剂；应用

引言：

各种不同的混凝土外加剂对于混凝土有着不同的功能，为了提高建设投资的经济效益和施工质量，有必要对混凝土外加剂做出更进一步的研究，发明更加新型的外加剂。

一、混凝土外加剂对混凝土性能的影响

（1）拌合料是土木工程中使用很频繁的混合材料

拌合料自产生之日起几乎所有工程都离不开它，混凝土对公路工程建设影响越来越深远。随着公路工程中高标号砼应用技术越来越多，对拌合料使用外加剂的深度、广度日益显现，我们国家可以说是当今社会首屈一指。然而，随着外加剂的高速发展，工程建设的依赖程度越发显著，尤其高性能的外加剂对拌合料的强度和各种性能的提高目前来讲无可替代。

（2）随着掺有外加剂的拌合料的日益蓬勃，拌合料的各种性能有了长足的进步

拌合料外加劑的出现促进了拌合料各种性能的大发展。从水泥用量较低，并掺加较多的膨润土、粘土等材料的大流动性砼向坍落度小于10mm的砼，再向拌合料塌落度值大于20cm的掺有高效减水剂或普通减水剂的砼，再向HPC延伸。目前一部分科研和生产单位探究的以膨胀剂的补偿限制收缩外加剂和低碱、低硫酸钠、高纯度外加剂为代表的最新一代外加剂。这种外加剂摈弃了上一代使拌合物坍落度随着时间的流逝失去多的弊端，同时拌合物的使用年限有所增长，而且使拌合物的强度、刚度、稳定性、使用年限都有所增长，并协同工作。加之，适宜w/c低的小用水量，一方面对砼各种性能无影响.另一方面对使用者的功能需求也有一定的提升。最近发展起来的新一代外加剂使拌合物用水量降低了15%～25%之间，一个小时到一个半小时的时间内，拌合物的坍落度几乎无损失，同时能保持拌合物里面的微气泡不遗失，可制造出满足高要求的砼。同时可生产到加水少，自密实、无泌水的砼，随着科学进步，这些性能会日益改善。

（3）拌合料的外加剂要适宜各种组分、主要性能

有差异的施工流程、分部分项工程或各组分比例与拌合物的外加剂对拌合物各组分的融合性存在迥异，必须先检测后配比，适宜性能良好、对拌合物各组分融合性好的砼外加剂；并且，依赖图纸和现场操作过程情况，取用与拌合物能融合的砼外加剂，像降粘剂、引气剂、缓凝剂、早强剂和速凝剂、阻锈剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂诸如此类；依赖图纸和现场操作过程情况，现场先试验比例，来敲定适宜的拌合物各组分的比例以及拌合物外加剂优化加入值。

二、外加剂的调配和配合比设计调整

（一）气候差异

（1）冬季施工。冬季施工气温低，坍落度损失小，但受气温影响，水泥水化反应慢，导致强度增长缓慢，可以减水剂和防冻剂复合使用，也可使用早强水泥加早强减水剂的组合。（2）夏季施工。夏季施工由于原材料、水、搅拌、运输温度高。水分挥发快，外加剂反应速度快，坍落度损失大，混凝土容易变稠，不仅混凝土施工性变差，而且容易发生裂缝和施工缝，可适当掺加缓凝剂解决。

（二）集料差异

（1）碎石、卵石对混凝土流动度、和易性有较大影响。碎石有棱角，不易流动，外加剂要相应增加，卵石圆滑，掺量可适量减小。（2）不同细度的砂子对拌和物和易性有很大影响，一般粗砂掺量适量增加，细砂适量减小。

（三）水质差异

拌和料要求使用饮用水，禁止使用沼泽水、泥炭地下水、工厂废水及含矿物质较高的硬水。水质发生变化时，要根据试配，看是否有泌水、离析，再确定外加剂用量。

（四）掺和料的差异

施工中也常常使用粉煤灰、矿渣粉代替部分水泥，并且掺量较大。而有的掺和料和外加剂的匹配性不是很好，应通过水泥适应性试验提前试配，以确定外加剂的掺量和种类。

（五）混凝土的双掺技术

目前最常见的是单掺减水剂，虽然水泥坍落度提高了，但坍落度损失较大，且不能有效降低水泥水化热，并且表面失水较快，易产生混凝土干裂等问题。而双掺减水剂和粉煤灰则可弥补普通混凝土以上缺陷。加入减水剂，混凝土坍落度大范围提高，同时掺入粉煤灰，降低了混凝土对减水剂的包裹作用，使减水剂充分发挥作用。同时粉煤灰的等量代替，相当于在胶凝材料不变的情况下，降低了水泥中的硅酸三钙和铝酸三钙的含量，使混凝土拌合物的凝结时间得以延缓，早期水化热明显降低，混凝土强度发展较为平稳，在一定情况下减少应力裂缝的产生。

（六）混凝土的三掺技术

公路施工中，大体积混凝土的结构形式应用也越来越多。由于结构厚、混凝土量大，施工中因收缩和温度变形容易出现结构裂缝。可以考虑在混凝土中掺入粉煤灰、减水剂、膨胀剂来控制裂缝的产生。（1）加减水剂，减少水用量，相应减少水化热；（2）加入粉煤灰，由于粉煤灰颗粒中40%以上为玻璃微珠和多孔玻璃体，其粒径平均都在45μm以下具有良好的填充效应，在拌和物中起到独特的“镶珠轴承”和“解絮”扩散作用，减缓凝结时间，降低水化热；（3）掺加膨胀剂，依靠本身或与水泥中某些组分的反应，生成具有微膨胀效应的水化硫铝酸钙或氢氧化钙等，在约束条件下产生有制约的膨胀，使混凝土的强度有较大幅度增长，补偿由于混凝土的收缩而产生的拉应力，从而起到控制裂缝的目的。

三、混凝土外加剂的发展趋势

（一）新品种减水剂的研究加快

目前，随着科技的迅速发展，各种不同类别的减水剂也得到了广泛的研究。2000年以来，我国混凝土研究界逐渐认识到聚羧酸系高性能减水剂这一高效的混凝土外加剂。它以石油化工产品为原料，以极高的减水率，极好的坍落度保持性和优异的增强效应，逐渐受到混凝土工程界的重视。聚羧酸减水剂是通过不饱和单体在引发剂作用下形成共聚，使带活性基团的侧链接枝到聚合物的主链上，在不影响水泥的凝结硬化情况下，使其同时具有高效减水、控制坍落度损失和抗收缩等作用。

（二）外加剂标准的更新

目前对于混凝土外加剂的规范，仅有GB50119-2013混凝土外加剂应用技术规范。随着外加剂品种和类别的不断更新，急需出台更新的混凝土外加剂的相关标准，对外加剂的相关标识和质量检测方法做出具体的规定。针对不同功能的混凝土外加剂需要有不同形式的标号和规定，同时对其相关质量的检测规程和要求也需要做出进一步指导性的规范，从而对外加剂市场进行标准化管理。

（三）外加剂的绿色化发展

随着我国能源资源的不断消耗，建筑业的绿色化、低碳化发展已经成为不可阻挡的趋势，而混凝土外加剂作为支撑建筑行业发展的重要材料，必须保证在制备以及使用过程中的绿色化，通过合理的技术改造减少外加剂生产和使用过程中对能源的消耗以及各种污染物的排放，研发无毒外加剂，利用农业副产品等生产外加剂，通过促进外加剂的绿色化发展，实现建筑行业的节能减排和可持续发展。

（四）降低外加剂的生产成本

为了得到明显的经济效益，降低外加剂的成本也是施工企业关注的重点。为此降低外加剂的原材料费用，如利用工、农业副产品生产外加剂，改善外加剂的生产工艺等都是降低费用的措施，降低生产成本对外加剂在公路工程中的广泛应用极为有利。

四、结语

综上所述，从施工中来到施工中去，必将促进砼外加剂制造、工程实践的广度和深度；外加剂的节能作用随着在公路工程中实践的深入也许会越来越好，同时应该检测对周围环境的负面作用，这些方面还需要时间的检验。

参考文献：

[1]夏代富，金宇，张侃.浅析水泥混凝土硬性路面早期裂缝的防治与养护管理[J].中华民居（下旬刊），2014，01：256-258.

[2]陈影.公路工程水泥混凝土掺合料应用技术[J].低碳世界，2014，09：261-263.

[3]吴力平.公路工程水泥混凝土施工技术研究[J].科技与企业，2014，16：277.