【word】 混凝土外加剂在水工混凝土中的应用

混凝土外加剂在水工混凝土中的应用山西水利SHANXIWATERRESOURCES2002年第6期混凝土外加剂在水工混凝土中的应用鲍红庆,杨务谦,潘小军山西省水利建筑工程局,山西太原030006【摘要】混凝土外加荆在水工混凝土中应用比较普遍,从混凝土外加荆的种类,性能及作用方面阐述了应用混凝土外加荆可以改善和提高混凝土的性能,并对今后利用混凝土外加荆提出建议【关量词】混凝土外加荆水工混凝土应用【中图分类号LTV431【文献标识码】B【文章编号】10047042200206004202在水工混凝土中应用外加剂不仅有较长的历史,而且也比较普遍最初是为改善混凝土和易性而采用的塑化剂,引气剂,现在外加剂还可改进施工工艺,满足特种性能要求外加剂在水工混凝土中已经是名符其实的混凝土的第5种组分1水工混凝土用外加剂一个水利水电工程常常包括水工建筑部分,如闸,塘,堰,堤,坝等,也有一般的土木建筑部分,如道路,桥梁,房建等所以对混凝土既有水工特点的要求,也有一般工业民用建筑的要求加之,水工建筑建设周期长,施工条件恶劣,对混凝土施工要求也更加复杂因此,水工建筑所用外加剂也是多样的大体积的混凝土常用的外加剂有缓凝剂,缓凝减水剂,引气剂,引气减水剂以及它们的复合剂,而且人们越来越认识到用缓凝引气减水剂效果更好些对坝的外部混凝土,考虑到耐久性的要求,采用引气减水剂,高效减水剂,高效减水剂和引气剂,防水剂等的复合剂,至于其它方面的混凝土,则根据具体情况选择相应的外加剂综上所述,水工混凝土所用的外加剂是很多的,不过其中最常用的是木质素磺酸盐,糖密或糖密酒精废液,萘磺酸盐及其衍生物等3种类型的减水剂,再复合以其他剂种与以上3种减水剂复合的剂种比较多的是松香热聚物或松脂皂表面活性剂,包括烷基苯磺酸及其盐,聚氧乙烯脂肪醇醚碱木素,包括磺化处理栲胶渣羟基羧酸及其盐,如柠檬酸,酒石酸等无机的磷酸盐,锌盐等2外加剂在水工混凝土中的作用21改善混凝土的和易性水工混凝土中引入外加剂,最早是从改善混凝土的和易性开始的,所以有时称为”塑化剂”主要是用亚硫酸纸浆废液,也有用松叶,木屑等自制的,其主要成份仍然是木质素磺酸盐不过,这类塑化剂由于原材料及工艺等问题,效果不很显着,但塑化作用与不掺塑化剂相比效果明显,减水率一般在5左右,可用来改善和易性,虽不能与现在的减水剂及高效减水剂相比,但在当时已是很有效的措施了近些年来,由于萘系减水剂和木钙的推广,掺外加剂改善和易性的目的很容易达到现在对外加剂的作用又提出多功能,高效能等更高的要求,工程的应用实践证明了外加剂的功能是在逐步提高葛州坝工程采用木钙减水剂以来,到1981年10月,现浇混凝土450万M,用木钙1925T,节约水泥8374万T,相当于节省工程投资451万元,同时,还方便了施工,减轻了夏季大仓面浇筑困难,有利于温度控制22有利于提高抗冻性,耐蚀性及耐久性最早引入水工混凝土的另一个外加剂,就是引气剂50年代初期,在三门峡等工程中采用松黄热聚物引气剂,对提高混凝土抗冻性,改善和易性都起到了很好的作用,这种引气剂一直沿用到现在,尽管又有新的引气剂,如801烷基苯磺酸盐等被开发,但松香热聚物不失为一种物美价廉,效果显着的引气剂减水剂广泛应用后,引气剂与减水剂复合,使混凝土的抗冻性大大提高,随着抗冻性的提高,抗蚀性也有所提高23有利于降低坝体温升和温度控制水工混凝土采用减水剂,缓凝剂和缓凝减水剂,不仅改善了混凝土的和易性,而且还降低了早期水化温升,推迟了温峰出现时间混凝土块体的绝热温升之所以能降低,是由于缓凝减水剂具有节约水泥和延缓水泥水化放热的双重作用缓凝减水剂对混凝土绝热温升的削峰和延峰作用,对坝体的温度控制是很有利的24有并于提高在恶劣施工条件下施工的适应性大坝施工受地理和气候条件等因素的制约,有时不得不增加许多措施以适应这个环境条件,炎热季节施工必须增加降温措施,此外,在炎热或寒冷地区施鲍红庆,等混凝土外加荆在水工混凝土中的应用工,采用缓凝剂,缓凝减水剂和早强减水剂可以提高混凝土施工的适应能力,保证混凝土的浇筑质量,这是外加剂的一种突出的功能25有助于利用劣质材料在水工混凝土施工中经常会遇到粒形不佳,级配不好的骨料例如,在轧制人工砂时经常会产生一些粉砂,利用粉砂拌制混凝土时,因流动性降低,不得不再增加用水量,这样就降低了混凝土的质量而在利用粉砂的混凝土中,掺用减水剂或引气剂会改善上述情况实践证明如果因人工砂的粒形及级配而导致和易性及抗拉强度降低的话,掺用木钙是一条简单而有效的改善途径利用外加剂来改善劣质骨料的使用效果,也是外加剂的新用途显然,这种用途可以外延到针片状碎石,粉煤灰,粉细砂等和易性的改善26有利于配制高标号混凝土和提高抗冲磨能力水利水电工程的泄水建筑物常受到挟砂水流的磨损和高速水流引起的气蚀破坏,是至今尚未解决的一个重要问题,有研究表明,当混凝土标号达到400号以上时,对于30M3/S左右的流速就不易产生气蚀破坏抗冲磨能力在一定程度上也与抗压强度成正比,采用高效减水剂已经能比较容易制出800号以上的混凝土因此,用高效减水剂制备高强度混凝土用于这些部位,可以提高抗冲磨,抗气蚀的性能用高效减水剂配制高标号混凝土要比树脂混凝土和聚合物混凝土经济得多,且施工简便,没有污染27有利于促进混凝土工艺的进步由于采用混凝土外加剂,在用一般方法施工的混凝土过程中已经收到节省水泥,减少能耗,加快进度,提高质量,降低造价等效果此外,对水工混凝土采用新工艺,新技术提供了条件,如泵送混凝土,流动混凝土,喷射混凝土,预填混凝土,防水混凝土,高强超高强耐久混凝土,水下混凝土以及大模板和滑升模板施工,冬季施工,炎热高温施工等总之,随着混凝土外加剂的开发和应用,混凝土工艺也在向前发展,传统的施工工艺将被改进,外加剂将在混凝土技术进步中起着积极的作用【作者简介】鲍红庆1971一,女,1990年毕业于山西省水利学校水利工程专业,1997年毕业于山西省财经大学会计系会计专业,助理工程师【收稿日期20021031上接第30页水分势能动态图可以看出,包气带土壤水分运动动态随季节和埋深的变化表现为在冬季上界面来水量,蒸发量比较少的条件下,水分能量稳定,土壤持水能力强,持水时间长,土壤水分的蒸发或入渗一般在50CM的岩土厚度内,土壤水分以蒸发为主,其最大蒸发深度为40EM夏秋季由于来水量和蒸发量都比较大,水分势能,水量变化最大,最频,土壤水分运动最活跃,当上界面为来水条件时,土壤水分向下入渗,当上界面为蒸发条件时,土壤水分向上蒸发夏秋季土壤水分的蒸发,入渗一般在0250CM的岩土厚度内,水分最大入渗深度170CM,最大蒸发深度230CM由于夏秋季降水次数多且量大,土壤水分入渗运动占24,特别是7月份,占48春季则次之1990年全年浅层土壤水分运动中,其蒸发占82,入渗占18而埋深在50CM一400CM包气带内的水分,受上界面土壤水分运动的影响,水分处于上下交替动态,具体为何种运动,取决于上层土壤水分的运动性质而埋深在400CM一800CM的土壤水分则基本不直接受季节,气候变化的影响而处于一种相对稳定的向下运动动态3结论第一,包气带土壤水分动态可分为上,中,下三层,即上层浅层土壤水分剧烈变化带,中层土壤水分上下交替带和下层土壤水分稳定下渗带上中层土壤水分动态与气候,季节有着密切的关系,呈现出强烈的气候型特点,水分动态埋深受上界面来水条件和耗水条件的影响,发生着剧烈的变化而下层土壤水分动态比较稳定上中层土壤埋深一般不超过4M,埋深在4M以下的包气带土壤水分基本处于稳定下渗动态第二,对于地下水埋深较大的地区,地下水几乎不可能蒸发,而通过降水,灌溉补给地下水的水量也是微乎其微这些地区包气带土壤水分主要来源在包气带上界面,而水分的主要消耗也在上界面这也正是地下水连年开采,地下水位逐年下降的原因之一第三