一、早強(qiáng)劑
早強(qiáng)劑是指能促進(jìn)凝結(jié),提高混凝土早期強(qiáng)度,并對后期強(qiáng)度無顯著影響的外加劑。只起促凝作用的稱為促凝劑。目前,普遍使用的早強(qiáng)劑有氯鹽系、硫酸鹽系和三乙醇胺等。
1.氯鹽
氯鹽系早強(qiáng)劑主要有氯化鈣(CaCl2)和氯化鈉(NaCl),其中氯化鈣是使用早、應(yīng)用為廣泛的一種早強(qiáng)劑。氯鹽的早期作用主要是通過生成水化氯鋁酸鈣以及氧氯化鈣實(shí)現(xiàn)早強(qiáng)的。
氯化鈣除具有促凝、早強(qiáng)作用外,還具有降低冰點(diǎn)的作用。因其含有氯離子,會加速鋼筋銹蝕,故摻量必須嚴(yán)格控制。摻量一般為1%~2%,可使ld強(qiáng)度提高70%~140%,3d強(qiáng)度提高40%~70%,對后期強(qiáng)度影響較小,且可提高防凍性,但增大干縮,降低抗凍性。
氯化鈉的摻量、作用及應(yīng)用同氯化鈣基本相似,但作用效果稍差,且后期強(qiáng)度會有一定降低。
《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB50119及《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204)規(guī)定,在鋼筋混凝土中,氯化鈣摻量不大于1%,在無筋混凝土中,摻量不大于3%;經(jīng)常處于潮濕或水位變化區(qū)的混凝土、遭受侵蝕介質(zhì)作用的混凝土、集料具有堿活性的混凝土、薄壁結(jié)構(gòu)混凝土、大體積混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、裝飾混凝土、使用冷拉或冷拔低碳鋼絲的混凝土結(jié)構(gòu)中,不允許摻入氯鹽早強(qiáng)劑。為防止氯化鈣對鋼筋的銹蝕作用,常與阻銹劑復(fù)合使用。
氯鹽早強(qiáng)劑主要適宜于冬季施工混凝土、早強(qiáng)混凝土,不適宜于蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土。
2.硫酸鈉
硫酸鈉(Na2SO4),通常使用無水硫酸鈉,又稱元明粉,是硫酸鹽系早強(qiáng)劑之一,是應(yīng)用較多的一種早強(qiáng)劑。硫酸鈉的早強(qiáng)作用是通過生成二水石膏,進(jìn)而生成水化硫鋁酸鈣實(shí)現(xiàn)的。
硫酸鈉具有緩凝、早強(qiáng)作用。摻量一般為0.5%~2.0%,可使3d強(qiáng)度提高20%~40%,28d后的強(qiáng)度基本無差別,對鋼筋無銹蝕作用。當(dāng)集料為堿活性集料時(shí),不能摻加硫酸鈉,以防止堿-集料反應(yīng)。摻量過多時(shí),會引起硫酸鹽腐蝕。硫酸鈉摻量較大時(shí)會顯著增加混凝土拌合物的黏度,對施工不利(特別是表面不易抹平、抹光)。硫酸鈉的應(yīng)用范圍較氯鹽系早強(qiáng)劑更廣。
3.三乙醇胺
三乙醇胺為無色或淡黃色油狀液體,無毒,呈堿性,屬非離子型表面活性劑。
三乙醇胺的早強(qiáng)作用機(jī)理與前兩種早強(qiáng)劑不同,它不參與水化反應(yīng),不改變水泥的水化產(chǎn)物。它能降低水溶液的表面張力,使水泥顆粒更易于潤濕,且可增加水泥的分散程度,因而加快了水泥的水化速度,對水泥的水化起到催化作用。水化產(chǎn)物增多,使水泥的早期強(qiáng)度提高。
三乙醇胺摻量一般為0.02%~0.05%,可使3d強(qiáng)度提高20%~40%,對后期強(qiáng)度影響較小,抗凍、抗?jié)B等性能有所提高,對鋼筋無銹蝕作用,但會增大干縮。
4.其他早強(qiáng)劑
除上述三種早強(qiáng)劑外,工程中還使用石膏、硫代硫酸鈉(大蘇打)、明礬石(硫酸鉀鋁)、硝酸鈣、硝酸鉀、亞硝酸鈉、亞硝酸鈣、甲酸鈉、乙酸鈉、重鉻酸鈉等。早強(qiáng)劑在復(fù)合使用時(shí),效果更佳。高效減水劑都能在不同程度上提高混凝土的早期強(qiáng)度。若將早強(qiáng)劑與減水劑復(fù)合使用,既可進(jìn)一步提高早期強(qiáng)度,又可使后期強(qiáng)度增長,并可改善混凝土的施工性質(zhì)。因此,早強(qiáng)劑與減水劑的復(fù)合使用,特別是無氯鹽早強(qiáng)劑與減水劑的復(fù)合早強(qiáng)減水劑發(fā)展迅速。如硫酸鈉與木鈣、糖鈣及高效減水劑等的復(fù)合早強(qiáng)減水劑已廣泛得到應(yīng)用。
早強(qiáng)劑或早強(qiáng)減水劑摻量過多會使混凝土表面起霜,后期強(qiáng)度和耐久性降低,并對鋼筋的保護(hù)也有不利作用。有時(shí)也會造成混凝土過早凝結(jié)或出現(xiàn)假凝。
二、防凍劑
1.常用的防凍劑
防凍劑是能使混凝土在負(fù)溫下硬化,并在規(guī)定養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到預(yù)期性能的外加劑。在我國北方,為防止混凝土早期受凍,冬季施工(日平均氣溫低于5℃)常摻加防凍劑。防凍劑能降低水的冰點(diǎn),使水泥在負(fù)溫下仍能繼續(xù)水化,提高混凝土早期強(qiáng)度,以抵抗水結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹壓力,起到防凍作用。
常用防凍劑有丙三醇、二乙二醇、二甲基亞砜、氯化鈣、氯化鈉、氯化銨、碳酸鉀、乙二醇、甲酸鈣、乙酸鈣、亞硝酸鈉、亞硝酸鈣、硝酸鈣素等。
2.防凍劑的適用范圍及摻量
亞硝酸鈉和亞硝酸鈣的適宜摻量為0.3%~1.0%,具有降低冰點(diǎn)、阻銹、早強(qiáng)作用。氯化鈣和氯化鈉的適宜摻量為0.5%~1.0%,具有早強(qiáng)、降低冰點(diǎn)的作用,但對鋼筋有銹蝕作用。丙三醇、二乙二醇和二甲基亞砜的防凍劑可以用于各種混凝土工程,含亞硝酸鹽和碳酸鹽的防凍劑嚴(yán)禁用于預(yù)應(yīng)力混凝土工程,銨鹽、尿素嚴(yán)禁用于辦公、居住等室內(nèi)建筑工程。
為提高防凍劑的防凍效果,防凍劑多與減水劑、早強(qiáng)劑及引氣劑等復(fù)合,使其具有更好的防凍性。
三、防水劑
1.常用的防水劑
防水劑是指能降低砂漿或混凝土在靜水壓力下的透水性的外加劑。混凝土是一種非均質(zhì)材料,體內(nèi)分布著大小不同的孔隙(凝膠孔、毛細(xì)孔和大孔)。防水劑的主要作用是要減少混凝土內(nèi)部的孔隙,提高密實(shí)度或改變孔隙特征以及堵塞滲水通路,以提高混凝土的抗?jié)B性。
常采用引氣劑、引氣減水劑、膨脹劑、氯化鐵、氯化鋁、三乙醇胺、硬脂酸鈉、甲基硅醇鈉、乙基硅醇鈉等外加劑作為防水劑。工程中使用的多為復(fù)合防水劑,除上述成分外,有時(shí)還摻少量高活性的礦物材料,如硅灰。
2.滲透型防水材料
(1)水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的功能
目前市場上有一種水泥基滲透結(jié)晶型防水材料,它是以硅酸鹽水泥或普通硅酸水泥、精細(xì)石英砂或硅砂等為基材,摻入活性化學(xué)物質(zhì)(催化劑)及其他輔料組成的滲透型防水材料。其防水機(jī)理是通過混凝土中的毛細(xì)孔隙或微裂紋,在水存在的條件下逐步滲人混凝土的內(nèi)部,并與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng)生成結(jié)晶物而使混凝土致密。產(chǎn)品分為防水劑(A型)和防水涂料(C型),使用時(shí)直接摻入A型)到水泥混凝土中或加水調(diào)制成漿體涂刷(C型)于水泥混凝土的表面或干撒(C型)在剛剛成型后的水泥混凝土表面進(jìn)行抹壓(可撒適量水使防水材料被潤濕)。A型摻量為5%~10%,C型涂刷量(干撒量)為1kg/m2~1.5kg/m2。水泥基滲透析晶型防水材料的防水效果好,并可使表層混凝土的強(qiáng)度提高20%~30%。水泥基滲透析晶型防水材料在初凝后必須進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù),以使其能充分滲人到混凝土內(nèi)部。
(2)水泥基滲透析晶型防水材料的原料
水泥基滲透析晶型防水材料的原料主要包括不飽和聚酯樹脂、甲基丙烯酸甲酯、吸水樹脂,這些成分在混凝土中具有良好的滲透能力,很快進(jìn)入混凝土的孔隙,堵塞孔洞,起到防水抗?jié)B的作用。防水劑技術(shù)指標(biāo)要求見表2-1。
表2-1防水劑技術(shù)指標(biāo)要求
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