聚羧酸系外加劑和自密實混凝土
2008-10-24 00:00
| 掌握外加劑行業(yè)中發(fā)生的變化，一直是件令人倍感興趣的事。因為這些變化，不僅對混凝土的種種性能，而且對混凝土的澆筑和飾面作業(yè)，都有巨大的影響。此外，外加劑對承包商的施工方式和盈虧，也會產(chǎn)生深遠的影響。 近年來，市場上推出了許多新型外加劑，其中最重要的新型外加劑是聚羧酸系高性能減水劑，或稱作超塑化劑。該產(chǎn)品大大改善了萘系和三聚氫胺系超塑化劑的性能。最近，市場上還推出了一種新型外加劑，即“流變調(diào)理劑”（RCA）。 在美國，自密實混凝土的推廣應用僅十來年。就產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性而言，自密實混凝土已被證明是很有應用前途的混凝土產(chǎn)品，同時，在應用時，也產(chǎn)生過種種問題。但是，最新的開發(fā)研究，已使那些令人沮傷的問題大幅下降，自密實混凝已成為深受承包商青睞的產(chǎn)品。 以下介紹幾種最新開發(fā)成功，且已被承包商采用的外加劑： 用戶友好型聚羧酸系產(chǎn)品 有關(guān)聚羧酸系產(chǎn)品及其產(chǎn)品開發(fā)理念的變化，最值得一提的是，由產(chǎn)品開發(fā)科學家優(yōu)先決定超塑化劑所需的各種性能，然后再進行分子結(jié)構(gòu)設計，獲得預期的效果。為了能及時取得新分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的預期性能，科學家需對材料進行各種試驗，觀察材料可能產(chǎn)生的種種性能。然后，他們才會逐步弄清楚許多聚羧酸系產(chǎn)品，是如何影響混凝土的行為特性。外加劑生產(chǎn)公司一直致力于解決這些問題，公布了許多產(chǎn)品開發(fā)理念的變化。 有關(guān)產(chǎn)品開發(fā)理念的真正變化，是大家一致認識到，美國各地所用的混凝土和水泥條件是有區(qū)別的，因此，所開發(fā)的聚羧酸系外加劑產(chǎn)品，必須切合當?shù)貙嶋H的使用條件，才能提供穩(wěn)定的產(chǎn)品性能，產(chǎn)品的開發(fā)研究，應包含如下內(nèi)容： 在較長的使用時限內(nèi)，保持混凝土的流動性 具有較長的坍落度保持性能 產(chǎn)品不會產(chǎn)生額外的引氣氣泡 產(chǎn)品在全美各地都具有相同的使用性能 所有聚羧酸系超塑化劑生產(chǎn)商都面臨相同的問題，因為從本質(zhì)上，這類外加劑都會產(chǎn)生一定數(shù)量不希望出現(xiàn)的引氣氣泡，即非抗凍融所需的氣泡。解決辦法是，在允許使用引氣劑，形成適量氣孔結(jié)構(gòu)時，限制聚羧酸系超塑化劑的引氣能力。目前市場上供應的聚羧酸系超塑化劑，都具有這種限制引氣的性能。 流變調(diào)理劑（RCA） 流變調(diào)理劑是為低坍落度（25-75mm）混凝土（諸如應用于：滲透性路面或滑模工藝）專門設計的新型外加劑。這類低坍落度混凝土，通常不能靠自重，從預拌混凝土運輸車的卸料斜槽流出。摻加流變調(diào)理劑后，坍落度可達到100 mm?；炷辆湍茼樌鞒觯⑹?jié)仓鳂I(yè)更方便。此外，流變調(diào)理劑還可以防止混凝土在澆筑作業(yè)完成后坍落度過大，是滑模和擠壓成型混凝土的理想外加劑。沒有特殊要求的混凝土拌合物，流變調(diào)理劑的摻量僅為混凝土成本的2%，對混凝土的結(jié)構(gòu)性能無影響，但是，具有使混凝土與鋼筋有更好的密實性，更好的飾面效果和無手工作業(yè)等優(yōu)點。 不斷變化的SCC領域 當SCC首次推出時，曾被認為能以其自重，從澆筑點起，自由流動36m。但是，實際的流動距離約為18-24 m。流動度的測定是通過灌滿一個倒立的坍落度筒，然后提起坍落度筒，混凝土攤鋪開后形成的圓平面。測出該攤鋪面的直徑，就是該混凝土拌合物的擴展度。目前，被定義成SCC的拌合物的初始擴展度應達到457 mm，然后進一步擴展到812.8 mm。超過該擴展度時，往往會產(chǎn)生很大的離析。設計SCC拌合物的挑戰(zhàn)是，既具有良好的可流動性，又不會使骨料產(chǎn)生離析。目前，要開發(fā)出能在施工現(xiàn)場使用的測定離析的試驗，尚有困難。離析檢測試驗必須既科學，又易于在現(xiàn)場操作，能滿足這些標準的離析檢測試驗，仍在開發(fā)研究中。 最初，有兩種基本的方法來配制SCC拌合物，其一是采用級配良好的骨料來配制混凝土拌合物。這樣的拌合物所產(chǎn)生的離析程度是最小的。通常也不需要另加價格昂貴的調(diào)凝劑—粘度調(diào)理劑（VMA）。而更常用的方法是采用標準間斷級配，即采用兩種大規(guī)格粗骨料級配和VMA來控制離析。采用間斷骨料級配，是成本較昂貴的一種選擇，但是也是較常用的方法。因為許多預拌混凝土的生產(chǎn)商，都不設用于良好骨料級配混凝土拌合物所需的附加骨料筒倉。 通常， SCC拌合物的設計，都與一個具體工程的應用要求更休戚相關(guān)。為了保持合理的成本價格，銷售SCC的依據(jù)，就是一個工程所需的混凝土拌合物的流動度。如果承包商只需6m流動度的混凝土進行澆筑作業(yè)，或需在布筋密集的區(qū)域內(nèi)澆筑混凝土，那么只需配置滿足這樣應用要求的SCC拌合物即可。在進行配合比設計時，還需考慮下列事宜：骨料規(guī)格的要求，澆筑作業(yè)中面對的布筋量，模板中混凝土必須流動的距離，是否需要泵送及泵送速度，混凝土攪拌站離施工現(xiàn)場的距離。 有時，我們可能都有這樣的觀念，即SCC的收縮，要大于其他常規(guī)坍落度的混凝土。但是，實際情況并非如此。任何一種高水泥用量混凝土的收縮，都要大于低水泥用量混凝土。因此，與是否是SCC是無關(guān)的。其中部分原因可能與配合比設計時所采用的最大規(guī)格骨料尺寸，以及骨料的級配有相關(guān)性。 當SCC是在布筋密集的場合下澆筑，為了使混凝土能順利流過鋼筋之間的間隙，常用的最大骨料尺寸宜為9.5mm或12.7mm。通常，骨料尺寸教小的混凝土拌合物，所需的水泥用量較高些，因此，會成為增加收縮的一個更重要的因素。目前，最大骨料尺寸可達到25mm、37mm甚至75mm，水泥用量更低，因此，收縮也大幅下降。 過去，拌站之間和不同地區(qū)之間，SCC的常見問題是稠度。目前，已不存在稠度問題，這要歸功于各種聚羧酸系超塑化劑的開發(fā)研究。 深遠的意義 無疑，聚羧酸系超塑化劑的發(fā)明，是近年來混凝土外加劑領域最重要的發(fā)現(xiàn)之一。與現(xiàn)有的外加劑產(chǎn)品相比，具有巨大的應用優(yōu)勢。但是，也會產(chǎn)生額外的應用性能負擔。幸運的是，在其推向市場的過程中，從沒停止過對其產(chǎn)品的不斷精細化。聚羧酸系超塑化劑產(chǎn)品的設計依據(jù)是其分子結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品的精細化包括：更長的工作性保持和更穩(wěn)定的全過程使用性能。這類外加劑產(chǎn)品的出現(xiàn)，使SCC成為一種常規(guī)的應用產(chǎn)品。 目前，流變調(diào)理劑已開始在市場上銷售，還很難預料將會產(chǎn)生怎樣的影響以及最佳的應用領域。但是，對于坍落度很低的混凝土，具有使混凝土與鋼筋之間有很好的密實性和使用最少的手工作業(yè)，取得較好的飾面效果等優(yōu)點。 ?。?FONT face=Verdana>顧耀臣 譯自美國《CONCRETE CONSTRUCTION》雜志 July 2008） |
| 原作者： 上海市混凝土協(xié)會 |
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