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    減水劑過量對混凝土性能的影響及處理辦法

    發稿時間:2021-04-30

    混凝土減水劑技術在工程施工中越來越多被采用,而且在混凝土質量控制中起重要作用,但由于在商品混凝土拌和站生產過程中,減水劑超量使用情況時有發生,本文針對減水劑超摻量對混凝土性能的影響進行研究和分析,提出處理的方法。


    一、減水劑少量超摻對混凝土性能的影響

    若減水劑摻量增加,用水量不變,則可能出現流動性超過預期范圍,混凝土和易性變差,在混凝土本身狀態不好的情況下可能導致泌水增加,對泵送施工造成不良影響,并且泌水量增加可能導致混凝土表面強度和外觀質量下降。若減水劑超摻,但用水量相應下調,混凝土和易性良好,則該情況下因水膠比降低,混凝土強度相應增長,對其它性能亦無不良影響。


    對于有緩凝作用的減水劑,超摻可能使凝結時間延長,早期強度較正常摻量混凝土降低,一般在48h內凝結,通常對后期強度無不良影響。但要求加強對混凝土的早期養護,避免現場混凝土在塑性狀態下失水過多,導致混凝土表面開裂,影響混凝土的強度和結構耐久性。


    對于復配了引氣組分的減水劑,超摻后含氣量增大,混凝土早期及后期強度都可能有所降低,一般含氣量在4.5%以下對混凝土的強度影響不大,且含氣量的適量提高對抗凍、抗有害介質侵蝕均能起到積極有利的作用;若含氣量超過5%,則對混凝土的各齡期強度都將造成嚴重下降,可能造成質量事故。


    總體來說,減水劑摻量在正常摻量2倍以內,混凝土狀態良好,含氣量小于4.5%,澆注后適當加強表面養護,不會對混凝土性能造成不利影響。


    二、減水劑超摻數倍對混凝土性能的影響

    減水劑摻量超過正常摻量幾倍,其對混凝土性能的影響應視具體情況而定。


    第一種情況,在超高強混凝土中,因水膠比≤0.3甚至低至0.2,在此情況下通常表現出混凝土狀態對減水劑摻量不敏感,為達到理想的流動性狀態,減水劑摻量通常為一般正常摻量的5-8倍,即聚羧酸摻量需達到5%-8%。對于C50以下混凝土,如此高的摻量是不可思議的。但試驗結果表明,在該摻量下混凝土各齡期強度發展良好,并以此配備出28d強度大于100MPa的混凝土。原因在于:減水劑對水泥的分散僅僅是物理吸附作用,減水劑分子吸附在水泥顆粒表面,通過空間位阻作用和靜電斥力作用,使水泥顆粒絮凝結構解體,釋放出被包裹的游離水,從而使混凝土流動性增加,且聚羧酸系減水劑因其特殊的梳狀結構,可以在一定時間內阻止水泥顆粒再次凝聚,因此具有良好的坍落度保持性能。一旦超過一定時間后,水泥水化產物將吸附在水泥顆粒表面的減水劑分子完全包裹,減水劑分子被屏蔽后分散作用完全消失,隨后不再對混凝土有任何作用和影響,水泥正常水化,混凝土強度正常發展。當然,因減水劑摻量較高,混凝土中減水劑分子濃度大,在部分分子被水泥水化產物覆蓋后,又有新的分子吸附在水泥水化產物表面,阻止水泥顆粒迅速搭接形成網絡,從而在一定程度上使得凝結時間有所延長,但一般水泥凝結不會超過24h


    第二種情況,減水劑本身具有一定的引氣性和緩凝性,則數倍超摻可能對混凝土性能產生較大不利影響。一般來說,緩凝組份的用量是根據氣溫環境、工程要求和減水劑正常摻量確定的,若緩凝組份超摻數倍,因緩凝組份在膠凝材料顆粒表面的大量吸附,影響膠凝材料正常水化,輕則使凝結時間顯著延長,重則導致混凝土數天不凝或永久性不凝。一般2d甚至更長時間凝結的混凝土,因水化過程過于延緩,水化產物的種類和數量發生變化,造成混凝土強度永久性降低。當然,對于地鐵咬合樁(一般需72-90h初凝)以及樁基、承臺、大壩等大體積混凝土施工,本身需要很長的凝結時間,一般在配合比設計時適當提高強度等級,以保證28d強度滿足設計要求。


    引氣型減水劑超摻數倍,在正常摻量時混凝土含氣量適當的情況下,超摻數倍后使得含氣量大大增加,混凝土漿體異常豐富,鏟起時混凝土輕而飄,嚴重時混凝土如面包狀疏松多孔,混凝土強度嚴重下降。


    第三種情況,即使減水劑本身無引氣性和緩凝型,成倍超摻后,若不注意及時調整用水量,也可能使新拌混凝土的和易性嚴重變差,產生嚴重的泌水、離析、抓底、板結等現象,且澆注后均一穩定性差,出現內分層現象,導致鋼筋周圍的混凝土水膠比增大,強度下降,使得鋼筋握裹力嚴重下降。嚴重超摻導致的大量泌水也會出現在混凝土表面及與模板接觸的部位,導致這些部位的強度下降,拆模時易出現裂縫、蜂窩、麻面等大量缺陷,使混凝土抵御外界侵蝕的能力大大降低,嚴重影響混凝土的耐久性。

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