【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 始凍結(jié)，凍結(jié)后水化基本停止，在 10 ℃ 時(shí)，水泥水化完全停止，混凝土強(qiáng)度不再增長(zhǎng)。 ⑵、混凝土中的水分凍結(jié)時(shí)體積膨脹 9%左右，使硬化混凝土結(jié)構(gòu)遭破壞，即發(fā)生凍害。 2022/2/15 56 防凍劑 ? 未摻防凍劑混凝土特點(diǎn)： 未摻防凍劑混凝土受凍后，抗壓強(qiáng)度損失40%— 60%。 未摻防凍劑混凝土受凍后，抗?jié)B等級(jí)降為 0；粘結(jié)強(qiáng)度降為 1MPa。 2022/2/15 57 防凍劑 ? 防凍劑的特點(diǎn)： 防凍劑中含有防凍組分，防凍組分能降低水的冰點(diǎn)，使混凝土在負(fù)溫下仍在進(jìn)行水化作用。 可是一旦因?yàn)橛昧坎蛔慊蛘邷囟忍投炷潦軆觯瑒t仍會(huì)造成凍害，令混凝土最終強(qiáng)度降低。 2022/2/15 58 防凍劑 ? 負(fù)溫對(duì)硬化混凝土強(qiáng)度影響： 剛硬化的混凝土（終凝，但未達(dá)到一定硬化程度）發(fā)生凍結(jié)稱早期受凍，使混凝土各項(xiàng)性能永久性降低。當(dāng)達(dá)到一定的臨界強(qiáng)度，水飽和度降低到一定程度，再受凍就不會(huì)產(chǎn)生凍害。 已充分硬化的混凝土，一次性受凍不會(huì)使強(qiáng)度及其他性能受損，但反復(fù)凍融的積累作用會(huì)使混凝土受損。 2022/2/15 59 防凍劑 ? 摻防凍劑混凝土的養(yǎng)護(hù)： 在負(fù)溫下養(yǎng)護(hù)，不得澆水，外露表面必須覆蓋。 氣溫不低于 15℃ 時(shí)，混凝土受凍強(qiáng)度不得低于 4MPa。 拆模后混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之差大于 15 ℃ 時(shí)，應(yīng)采取保溫材料覆蓋養(yǎng)護(hù)。 2022/2/15 60 防凍劑 現(xiàn)代混凝土防凍劑的配制原理： ? 無氯、低堿、低摻量，以液體產(chǎn)品為主； ? 高工作性、坍落度損失小，早強(qiáng)和高耐久性； ? 大幅度減少用水量，減少游離水含量，提高液相中離子濃度； ? 提高混凝土密實(shí)度，改善孔結(jié)構(gòu)，減少孔含量，減小孔直徑； ? 降低液相冰點(diǎn)，促進(jìn)低溫水化，盡快達(dá)到臨界強(qiáng)度； ? 改善冰晶形貌，降低凍脹應(yīng)力； ? 防凍與抗凍結(jié)合，提高混凝土耐久性。 2022/2/15 61 防凍劑 防凍劑的組分： ? 高效減水劑：固體的摻量一般為水泥摻量的 －１ .０％ 。 ? 緩凝成分：調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間 ， 減少坍落度損失 。 常用三聚磷酸鈉和葡萄糖酸鈉 ， 根據(jù)氣溫和水泥成分的變化來調(diào)節(jié) 。 ? 防凍成分：降低冰點(diǎn) ， 如亞硝酸鈉 ， 根據(jù)氣溫調(diào)節(jié)摻量 。 2022/2/15 62 防凍劑 ? 早強(qiáng)成分：摻量合適時(shí) ， 能提高早期強(qiáng)度 ， 不影響后期強(qiáng)度 。 ? 引氣劑：少量?jī)?yōu)質(zhì)的引氣劑能在混凝土中形成小的圓形封閉氣孔 ， 提高流動(dòng)性 ， 減少離析和泌水 ， 并可緩解冰凍所產(chǎn)生得膨脹應(yīng)力 。 不但要防凍 ， 同時(shí)還應(yīng)抗凍 。 這一點(diǎn)往往被忽略 。 其實(shí) ，強(qiáng)度指標(biāo)是現(xiàn)代混凝土最容易達(dá)到的 ， 而工作性和耐久性的要求更為重要 。 2022/2/15 63 膨脹劑 ? 膨脹劑定義 膨脹劑是能使混凝土產(chǎn)生一定體積膨脹的外加劑 。 按化學(xué)成分可分為：硫鋁酸鹽系膨脹劑 、 石灰系膨脹劑 、 鐵粉系膨脹劑 、 復(fù)合型膨脹劑 。 2022/2/15 64 膨脹劑 ? 膨脹劑的作用機(jī)理 上述各種膨脹劑的成分不同 ， 其膨脹機(jī)理也各不相同 。硫鋁酸鹽系膨脹劑加入水泥混凝土后 ， 自身組成中的無水硫鋁酸鈣或參與水泥礦物的水化或與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng) ， 形成三硫型硫鋁酸鈣 （ 鈣礬石 ） ， 鈣礬石相的生成使固相體積增加 ， 而引起 表觀體積 的膨脹 。 2022/2/15 65 膨脹劑 ? 注意： 摻硫鋁酸鈣膨脹劑的膨脹混凝土 ， 不能蒸養(yǎng) ，不能用于長(zhǎng)期處于環(huán)境溫度為 80℃ 以上的工程中 。 2022/2/15 66 混凝土的變形 收縮 膨脹 自由收縮 不會(huì)開裂 限制收縮 會(huì)引起開裂 自由膨脹 會(huì)引起開裂 限制膨脹 不會(huì)開裂 混凝土的變形 2022/2/15 67 膨脹劑 ? 膨脹混凝土抗裂的原理 實(shí)際工程中 ， 混凝土處于約束狀態(tài) ， 除了常用的鋼筋外 ， 還有基礎(chǔ)與先澆筑的老混凝土部分對(duì)后澆筑的混凝土部分的限制等 ， 由于混凝土收縮無法自由釋放 ， 當(dāng)收縮應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí) ， 產(chǎn)生開裂 。 2022/2/15 68 膨脹劑 ? 膨脹混凝土以其化學(xué)能－－膨脹能作功，發(fā)揮補(bǔ)償收縮的作用，貫穿于混凝土水化硬化的全過程。 ? 膨脹源：主要生成鈣釩石。 2022/2/15 69 外加劑使用中常見的問題 2022/2/15 70 減水劑（泵送劑）過量 混凝土離析、分層 緩凝時(shí)間過長(zhǎng) 形成蜂窩麻面、粘模 漿體沉降，石子外露 抓底、板結(jié) 2022/2/15 71 減水劑（泵送劑）過量 2022/2/15 72 減水劑（泵送劑）過少 ? 為保證坍落度，增大用水量，造成砼粘聚性太低。 ? 泵送施工時(shí)容易堵泵。 ? 砼表面露砂。 ? 砼密實(shí)度低，耐久性差。 ? 容易造成砼強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求。 2022/2/15 73 用水量過多 2022/2/15 74 坍落度損失快 ? 不能保證正常的施工操作。 ? 在現(xiàn)場(chǎng)加外加劑，一方面增加成本，更重要的是不能保證砼的勻質(zhì)性。 ? 不能避免現(xiàn)場(chǎng)加水現(xiàn)象，造成混凝土的劣化。 某工程因混凝土停留時(shí)間長(zhǎng)，坍落度損失大，加水后將混凝土澆筑到部位， 造成混凝土強(qiáng)度只有設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 50～ 70%。 2022/2/15 75 引氣劑問題 ? 引氣過量，造成混凝土強(qiáng)度下降過多。 ? 引氣不足，造成砼耐久性指標(biāo)達(dá)不到要求。 ? 引氣劑質(zhì)量差，引入的氣泡過大，分布不均勻，不但起不到應(yīng)有作用，反而使砼性能受到影響。 ? 引氣劑受水泥細(xì)度、含堿量、摻和料品種、集料粒徑、含泥量、砂率、攪拌方式、溫度等諸多因素影響，使用過程不按照條件變化進(jìn)行調(diào)整。 在日本，幾乎所有的砼都摻加一定的引氣劑，不摻引氣劑的砼被稱為特種砼。 2022/2/15 76 水泥適應(yīng)性 ? 水泥中石膏的影響 1. 鋁酸鹽和水直接反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生閃凝 。 水泥中摻加二水石膏調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間 。 水泥漿溶液中的硫酸鈣必須充分溶解并有足夠硫酸鹽離子和鈣離子供給生成硫鋁酸鈣 。 2. 熟料太熱時(shí)與石膏共同磨細(xì)會(huì)使石膏脫水產(chǎn)生半水石膏和無水石膏 ， 半水和無水石膏水化會(huì)使水泥產(chǎn)生假凝 。 假凝可以通過進(jìn)一步拌和 ， 破壞生成物結(jié)構(gòu)而恢復(fù)流動(dòng)性 。 閃凝則不同 ， 如果不加水 ， 它不可能通過進(jìn)一步拌和消除它的剛構(gòu) 。 2022/2/15 77 水泥適應(yīng)性 3. 部分水泥廠采用硬石膏作調(diào)凝劑 ， 這種水泥會(huì)產(chǎn)生與外加劑不適應(yīng)的問題 。 木鈣對(duì)某些用硬石膏的水泥有速凝作用 。 不摻時(shí) ， 用石膏和用硬石膏的水泥的初 、 終凝時(shí)間相同 ， 摻加 %的木鈣后 ， 用石膏的水泥的初凝時(shí)間延長(zhǎng) 4h左右 ， 用硬石膏的水泥則快速凝結(jié) 。 水泥中石膏與硬石膏的比例小于 2時(shí) ， 摻加外加劑將產(chǎn)生速凝 ， 硬石膏溶解速度比石膏小 ， 當(dāng)摻加木鈣后 ， 硬石膏在飽和石灰溶液中的溶解性進(jìn)一步減小 。 2022/2/15 78 水泥適應(yīng)性 外加劑對(duì)使用 不同石膏 的水泥的凝結(jié)時(shí)間的影響 外加劑種類 二水石膏 硬石膏 初凝 終凝 初凝 終凝 木質(zhì)素類 4： 11 7： 55 速硬 6： 05 糖蜜類 5： 25 10： 02 速硬 1： 19 萘磺酸鹽類 2： 47 5： 25 3： 42 5： 20 2022/2/15 79 水泥適應(yīng)性 ? 水泥堿含量的影響 ? 水泥中堿含量高，減水劑的作用降低。 ? 水泥中堿含量高，凝結(jié)時(shí)間縮短早期強(qiáng)度提高。 水 泥 Na2O+（ %） 減水劑品種及摻量（ %） 流動(dòng)度 （ mm） 萘系減水劑 木 鈣 水泥 285 260 105 205 190 115 2022/2/15 80 水泥適應(yīng)性 ? 水泥 可溶堿 （事實(shí)上，可溶 SO42來自堿）、 細(xì)度 、 C3A含量 和 石膏類型 、摻和料種類 ，是控制摻萘系減水劑水泥漿與混凝土流變性的關(guān)鍵因素。最佳可溶堿含量在 ～ %當(dāng)量 Na2O。萘系減水劑在水泥顆粒上的吸附率和水泥水化速率受這些參數(shù)影響，它們控制混凝土流動(dòng)度損失率。 ? 使用 可溶堿含量低的水泥 時(shí)，不僅當(dāng)減水劑摻量不足時(shí)會(huì)較快損失坍落度，而當(dāng)劑量稍高于飽和點(diǎn)時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的離析與泌水。 ? 使用含木質(zhì)素類外加劑，為保險(xiǎn)起見，使用任何外加劑前，都應(yīng)該進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證外加劑的性能是否滿足要求，是否與水泥等原材料之間存在適應(yīng)性問題。并通過試驗(yàn)確定合適的外加劑品種以及相應(yīng)的摻量。 2022/2/15 81 坍落度損失的機(jī)理 ? 水泥中所含石膏的溶解度取決其存在形態(tài)、水灰比、溫度等因素。水泥含堿量過高或過低，對(duì)高效減水劑 — 水泥相容性都帶來不利影響。這可能是因?yàn)樗淖兪嗟娜芙舛?，從而影?C3A的水化所造成。 ? 含磺酸基團(tuán)高效減水劑可以迅速和水泥中 C3A反應(yīng)，因此被消耗，使液相里游離的減水劑濃度降低，混凝土由于減水劑存在使坍落度增大的效果減小，甚至消失，因此表現(xiàn)為坍落度損失。 2022/2/15 82 坍落度損失 ? 使用 Na2SO4控制坍損的原理 ： ? 石膏含量充足時(shí)，能不斷提供硫酸根離子，液相中鈣離子濃度保持較高。此時(shí)，通過調(diào)整緩凝成分及含量就能控制坍損。 ? 當(dāng)石膏加量不足時(shí) ， C3A和石膏反應(yīng)生成的鈣礬石較少，不能有效控制 C3A的水化，使凝結(jié)加快，流動(dòng)性很快損失。此時(shí)，僅用緩凝組分很難控制坍損。必須另外摻加一部分能提供硫酸根離子的外加劑成分。 2022/2/15 83 坍落度損失 ? 造成 “ 欠硫化 ” 現(xiàn)象的原因 : 1. 石膏加量不足，或熟料粉磨過程中溫度變化改變了石膏的形態(tài)，二水石膏部分改變成半