混凝土外加剂配合比的设计分析

混凝土外加剂配合比的设计分析

王海霞

王海霞

安徽省路港工程有限责任公司安徽省合肥市230001

摘要：混凝土外加剂在工程中的应用，尤其是改革开放30年以来的应用历程，使我们充分认识到：混凝土外加剂是建筑工程中不可能缺少的成分；与应用技术和措施配套，才能保障混凝土的整体性能符合工程实际的需要。因此，混凝土工作者以及与基础设施建设相关的业界人士都需要正确看待外加剂的作用。本文分析了我国混凝土外加剂存在的问题及对策,并对我国混凝土外加剂的发展方向提出看法。

关键词：混凝土；外加剂；配合比设计；

就水泥混凝土目前的技术水平而言，掺加混凝土外加剂无疑仍是改善混凝土性能，扩展其各种使用政能的一项最有效、最简便和最经济的措施。混凝土中合理掺加一定量的外加剂可以达到提高混凝土早期或各龄期强度、改善混凝土的和易性和施工性、调整混凝土的凝结时间、降低水化热、提高混凝土抗滲强度等级、提高混凝土抗冻强度等级和耐久性，以及减少水泥用量，节约成本等目的。

一、我国混凝土外加剂存在的问题分析

虽然我国的混凝土外加剂十年来得到了迅速发展,然而经我们综合分析后,发现我国的混凝土外加剂工作还存在以下六方面的问题:

1.应用研究水平差。在建筑工地上,混凝土配料“三过磅”做得不够,因操作人员希望简单化,一年四季各选一种外加剂使用,免得麻烦。而科研单位对于混凝土新的施工工艺如泵送混凝土、泵送滑模混凝土、流态混凝土、商品混凝土等的研究仅属初级阶段。特别是混凝土坍落度损失问题该如何解决,目前国内还未研究出可行的办法。

2.科研方向不清,低水平重复。当今研究的外加剂产品大都属于复合型,技术途径大致相似,研究的母体产品较少,互不通气,相互保密,造成重复劳动。

3.原料方面的问题。由于大家热衷于发展高效减水剂及以硫酸钠为主的复合早强减水剂,造成工业蔡及硫酸钠原料紧缺,大部分企业原材料无计划供应,往往影响工厂正常生产。

4.外加剂标准及质量检验方面的间题。我国混凝土外加剂无统一的命名方法,牌号杂乱,也无统一的质量标准及统一的试验方法,外加剂的质量检验尚未建立一个质量检验网络。加上大多数外加剂生产厂条件较差,产品尚未统一归口管理,大大影响了产品质量。

5.布局问题。外加剂生产厂分布不均衡,大部分在沿海及经济发达的大、中城市,还有许多边远地区尚属空白。由于长途运输,使外加剂产品成本提高,又浪费了运输能耗。

二、混凝土外加剂配合比的设计

1.认真做好外加剂的对比选定工作。在选择外加剂品种时，应以混凝土技术性能、施工工艺条件、施工的季节、使用的目的，并通过技术经济比较来确定，不能盲目使用。外加剂品种名目繁多，在选择产地时要进行实际考察，要选一些正宗的、有一定生产历史和经验的大厂产品，不要轻信某些产品广告，否则，将造成财、力、时的浪费。

2.原材料的准备和检验。混凝土由四种材料组成:水泥、砂子、石子和水。目前又增加了第五种材料(外加剂和掺合料)。这些材料都有质量检验标准,通过检验对照标准,就可以知道材料的性能了。1)水泥:水泥使用前,除了应持有生产厂家的合格证外,还应作强度、凝结时间、安全性等常规检验,检验合格方可使用。2)砂石为粗细骨料,主要检验含泥量、颗粒级配等指标。3)水:拌制混凝土宜采用饮用水,当采用其他水源时,水质应符合混凝土拌合用水标准的规定。4)外加剂:由于混凝土外加剂用量较小,能够明显改善混凝土的性能,并节约水泥,提高工效,所以使用较普遍。使用外加剂应注意不仅要遵守混凝土外加剂应用技术规范的规定,还应通过试验确定外加剂混凝土的专用施工配合比。5)为调节混凝土强度等级,节约水泥,改善混凝土拌合物的性能,须在混凝土中掺入粉煤灰等掺合料,其质量应符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰的规定。

3.试配。由于混凝土是多种材料组成的非匀质材料,加上水泥是一种活性胶凝材料,所以计算出来的配合比是依据过去的经验参数计算出来的理论数值,它与现场生产条件之间有较大的偏差,所以必须用生产中使用的各种原材料,通过混凝土的试配来检验计算出来的配合比性能是否能够达到设计要求。进行试配,首先应进行试拌以检查拌合物的性能。当试拌得出的拌合物坍落度不能满足要求或粘聚性和保水性不好时,应在保证水灰比不变的情况下,调整用水量和砂率直到符合要求。然后提出供混凝土强度试验用的基准配合比。混凝土强度试验时至少应采用三个不同配合比,一个是基准配合比,另外两个配合比的水灰比比基准配合比分别增加和减少0.05;用水量不变,砂率分别增加和减少1%。当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度与要求值的差超过允许偏差时,可通过增、减用水量进行调整。混凝土强度试验时,每种配合比至少应制作一组试件标养到28d时试压。

4.配合比的调整与确定。通过前面的试配工作,要对基准混凝土配合比作二次修正(强度修正和容重修正),才能最终确定实际使用的施工配合比。根据试验得出的混凝土28d强度与其对应的灰水比(C/W)关系,用作图法或计算法求出与配制强度相对应的灰水比,用此灰水比的倒数(水灰比)重新计算出来的配合比就是经过强度修正的配合比。先计算根据试配结果对应水灰比的实测容重与假定容重的比值,再将每种材料用量均乘以修正系数,即得出最终的施工配合比。

5.混凝土配合比设计中应注意的问题。1)计算混凝土容重时不考虑外加剂的质量。2)混凝土试配时尽量采用人工搅拌,这样可避免因机械搅拌粘浆所产生的误差,振捣采用振动台比较可靠。3)当混凝土实测容重与假定容重之差不超过假定容重值的2%时可不进行容重修正。

6.保证掺加均匀。为保证外加剂在混凝土拌合物中的均匀分布，也应采取一些措施。当采用干粉法时，首先尽可能地撒在拌和料上，而不要将其集中在某一个部位。第二，适当延长搅拌时间，一般延长30s，但总搅拌时间不超过3min。对于易溶入水的外加剂，将其配制成一定浓度的溶液，然后通过搅拌机自动计量与水一起加入搅拌机，这样无需延长搅拌时间。外加剂就能很均匀地分散到拌合物中。

三、混凝土外加剂的发展趋势

1.复合多功能型。外加剂的种类繁多，一次使用多种外加剂，给施工带来很多麻烦，而研发复合多功能型外加剂，在性能上可以取长补短，趋于完善，并且要价格便宜，使用面广，性能良好。

2.品种系列化、多样化。不断研制开发新品种，使品种系列化、多样化，以满足各种特殊工程的需要，并方便工程使用和质量控制。

3.发展高强化、抗老化所需用的外加剂。近年来，各国使用的混凝土的平均强度和最高强度都在不断提高，发展高强化，抗老化所需用的高效能外加剂，为制备高强、超高强混凝土提供条件。

4.降低外加剂的生产成本。充分利用各种工业废料生产外加剂，改革外加剂的配方和生产工艺。生产物美价廉效高的外加剂产品，为广泛推广应用混凝土外加剂提高竞争能力。

5.新型高效外加剂的研制和使用，加强混凝土外加剂作用机理的深入研究。提高外加剂的使用强度及研发新颖外加剂在建筑施工的使用。

现阶段施工能力在日益提高，在对混凝土配合比进行设计时不仅要结合混凝土持久性以及强度进行考虑，而且要考虑施工性能。提升施工性能的基本手段是加入一定量的外加剂，外加剂严重影响着混凝土性能，它可以大大改善混凝土坍落度、并对凝结时间进行调整，进而显著提升混凝土性能，减少成本，实现经济效益最大化。可是目前还存在一个问题，即水泥和外加剂之间能不能适应，因此，对混凝土外加剂配合比的设计进行分析具有一定的意义。

参考文献：

[1]覃红飞，蒋元海，叶蓓红．建筑外加剂[M]．北京：中国建筑工业出版社，2016，2．

[2]金伟良，赵羽习.混凝土结构耐久性[M].北京：科学出版社，2016.

[3]钟震斌，雷慧峰.钢筋混凝土结构的耐久性问题[J].铁道标准设计，2016，21（3）：3-4.