2 复合外加剂和外加剂复合技术 进入 90 年代后,几乎所有的外加剂商品都是复合外加剂,单一成分的外加剂已难以满足现代混凝土的各种需要。应用多种外加剂的优化,取长补短,可以调节和改善混凝土的综合性能,从而满足不同工程的需要。
2.1 外加剂复合以改善混凝土的工作度
减水机理研究表明,通过三种作用能够减少混凝土用水量,或保持相同的水灰比,增加其流动性,即:(1)分散作用(塑化剂);(2)初期水化抑制作用(缓凝剂);(3)引气作用(引气剂或引气减水剂)。通过外加剂的复合,可使不同减水作用“叠加”,可以进一步提高减水效果,减低坍落度。另外,无机电解质离子的正负水合现象,也可影响水泥浆的塑性。
2.2 外加剂复合以改善水
泥石的强度
要提高新生水泥石的强度,必须降低表面能,增加液相离子过饱和程度,降低液相粘度,增加温度和延长反应时间。采用复合外加剂,可综合起到上述作用,从而加速晶胚生成速度和结晶过程,调节结构之间键的生成类型,使水化晶体之间的作用以离子-离子键为主,从而以一定的方式影响水泥石强度增长的动力学。例如:掺具有促凝和早强作用的无机盐,可增加离子交换过程、增加液相离子过饱和程度,促进水化完善;渗具有分散减水作用的表面活性剂,可以降低表面能和液相粘度,减少结合水量和降低水灰比而增加成键比例,提高水泥石的密实性和强度。
2.3 外加剂复合以提商混凝土材料的耐久性
上述水泥石强度和密实性的提高是提高混凝土材料耐久性的重要方面。另外,孔结构也影响混凝土复合材料的强度、抗渗性、抗冻性等。故应调整混凝土的孔结构以提高其耐久性。其中最有效的芳法是应用复合外加剂调整混凝土的孔结构。例如:掺少量的引气剂,可使混凝土含气量达到4%一6%,产生大量直径为0.1一300 的气泡,气泡间隔系数在200pm以下,使混凝土具有较好的抗冻性。同时,掺人高效减水剂不仅可以起到减水增强作用,还可使水泥石的孔隙率保持在较低的范围,使无害孔明显增多。
3 展望 混凝土外加剂今后发展的方向主要表现在:(1)混凝土外加剂复合技术和复合理论的研究。研究各功能性外加剂的协同作用机理、结构与性能关系和相互优化配置等;研究如何将外加剂复合并用之于混凝土材料,提高混凝土材料的强度、工作性能和耐久性,其意义重大。(2)各种单一型功能性外加剂的基础性研究及其开发。混凝土外加剂的复合离不开各单一型功能型外加剂这一坚实的物质基础。单一型功能型外加剂研究主要朝着以下几个方向:($).从结构与性能的关系出发,采用“分子设计”手段,研制新型高效且具备一定综合性能的单一型外加剂;(b).从废物利用和环境保护角度出发,利用工农业副产品研制物美价廉的外加剂;(c).对现有常用的外加剂进行改性,改变其分子结构(包括分子量范围、功能基的数目和种类等),以获得性能更优、使用范围更广的外加剂品种。
近十年多来,世界各国包括我国都在研制高性能混凝土[4]。高性能混凝土将成为跨世纪的新材料。而发展高性能混凝土的关键之一是高效多功能外加剂的研制和应用。因此,为了满足不同工程的需要,研制新型高效多功能的混凝土添加剂不仅具有重大的现实意义,而且还具有广阔的发展前景。
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