淺談混凝土外加劑在超長結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用

1、<p>　　淺談混凝土外加劑在超長結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用</p><p>　　摘要：我國經(jīng)濟飛速增長，建筑行業(yè)發(fā)展日新月異，建筑理論結(jié)構(gòu)設(shè)計水平越來越高，超長結(jié)構(gòu)的設(shè)計應用也越來越普遍。在超長結(jié)構(gòu)的設(shè)計施工中，由于超長結(jié)構(gòu)的承載強度要求已經(jīng)達到了普通混凝土的承載極限，使用混凝土外加劑增強混凝土結(jié)構(gòu)強度是必須的?；炷镣饧觿┦窃诨炷翑嚢钑r或攪拌前摻入的摻量不大于5%并對砼的正常性能要求而改善的物質(zhì)。一般摻入量

2、不大于生理水泥的5%。本文就混凝土外加劑在超長混凝土結(jié)構(gòu)中的應用進行研究，與大家一起探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：超長結(jié)構(gòu)設(shè)計混凝土外加劑應用研究 </p><p>　　中圖分類號：TU37文獻標識碼： A </p><p>　　在建筑材料中加入化學制劑的歷史悠久，在天然凝膠材料的使用中人類已經(jīng)意識到了通過加入一些有機物質(zhì)能夠使凝膠材料發(fā)揮更好的性能，例如加

3、入油脂、血等。根據(jù)歷史記載，銅雀臺的修建中就在建筑材料中加入了植物油，而和州城墻和永定河堤在建筑過程中分別加入了糯米水和石灰、牛血。 </p><p>　　在國外，美國在十九世紀三十年代開始使用亞硫酸鹽紙漿廢液來改善混凝土的強度和耐久度。這是現(xiàn)代意義上混凝土外加劑的第一次嘗試。在六十年代，日本學者研究出萘磺酸鹽甲醛縮合物，用做混凝土外加劑，作為商品出售。之后德國和蘇聯(lián)先后研制出了三聚氰胺磺酸鹽和超塑化劑。 <

4、;/p><p>　　國內(nèi)在上個世紀五十年代引進了美國沙文引氣劑，在天津新港建設(shè)中成功應用。之后國內(nèi)開始了自主生產(chǎn)混凝土添加劑的進程，在改革開放的推動下混凝土添加劑的研制成為了新興產(chǎn)業(yè)。隨著建筑業(yè)發(fā)展的逐漸現(xiàn)代化，對混凝土外加劑的要求逐漸變化為滿足積極中攪拌的商品化。在國內(nèi)一二線城市，混凝土添加劑的應用很廣泛，但是總體來說，我國混凝土外加劑的應用仍然落后于國外。根據(jù)相關(guān)專家的調(diào)查數(shù)據(jù)，國內(nèi)應用外加劑的混凝土占混凝土總量

5、的38%，這同國外的50%到80%的占有率相比還是存在差距的。尤其是外加劑在超長結(jié)構(gòu)中的應用需要進一步重視。 </p><p><b>　　混凝土外加劑概況 </b></p><p><b>　　分類 </b></p><p>　　根據(jù)主要功能可以分為幾種: </p><p>　　1.增加流動性。包

6、括減水劑、引氣劑、泵送劑等。 </p><p>　　2.調(diào)整含氣量。包括引氣劑、加氣劑、泡沫劑等。 </p><p>　　3.控制混凝土凝結(jié)時間和硬化性能。包括緩凝劑、速凝劑、早強劑。 </p><p>　　4.改善混凝土抗性的外加劑。包括引氣劑、抗凍劑、阻繡劑等。 </p><p>　　引氣劑是能夠在攪拌過程中產(chǎn)生大量均勻氣泡的外加劑。 &

7、lt;/p><p>　　泵送劑是在添加后明顯改善混凝土泵送性能的外加劑。 </p><p>　　緩凝劑是減慢混凝土凝結(jié)固化的外加劑。一般緩凝劑都有減水作用。 </p><p>　　早強劑是可以加強混凝土早期強度的外加劑。 </p><p>　　速凝劑是使混凝土迅速凝結(jié)固化的外加劑。 </p><p>　　防水劑是能夠降低混

8、凝土靜水壓力下透水性的外加劑。 </p><p>　　膨脹劑能夠使混凝土產(chǎn)生一定體積的膨脹。 </p><p>　　阻銹劑是能夠減緩混凝土中預埋金屬銹蝕的外加劑。 </p><p>　　減水劑是在混凝土坍落度基本相同時，在加入后能夠減少拌合物用水量的外加劑。有普通減水劑和高效減水劑兩種。 </p><p>　?。ǘ┩饧觿┑倪x擇原則。 <

9、;/p><p>　　1.選擇外加劑時根據(jù)設(shè)計要求對混凝土各項性能指標的規(guī)定確定添加劑。要求混凝土的高強度時要采用減水劑或者高效減水劑。噴射混凝土中需要添加速凝劑，對防水抗?jié)B有要求的混凝土需要添加防水劑。 </p><p>　　2.根據(jù)施工環(huán)境和要求選擇外加劑。選擇外加劑要考慮施工條件對混凝土性能的需求。在冬天進行施工需要加入防凍劑，夏天需要加入緩凝劑，鋼管混凝土需要加入提高密度和緊密型的自密實

10、性外加劑。 </p><p>　　3.通過比較確定外加劑。外加劑生產(chǎn)廠家眾多，廠家之間的信譽 、質(zhì)量差別很大，要選擇經(jīng)過國家質(zhì)檢部門認證合格的產(chǎn)品。。 </p><p>　　4.考慮外加劑和混凝土之間的適應性。 </p><p>　　二、混凝土外加劑的使用 </p><p>　　經(jīng)過實踐檢驗可以得知，添加劑的加入方式對于混凝土性能存在著一定影

11、響。目前外加劑的摻入方式總共有三種，分別為先摻入法、同摻入法、后摻入法。 </p><p>　　1.先摻入法。粉刷外加劑和水泥先混合，再加等料與水一起攪拌。這種方法不適用于高效減水劑，在進行攪拌時一定要注意外加劑和水泥之間的攪拌要均勻。 </p><p>　　2.同摻入法。在進行混凝土攪拌時外加劑和水一同添加，這是使用最廣泛的一種方法。 </p><p>　　3.后

12、摻入法。分為滯水法和分批添加法。滯水法是在攪拌混凝土過程中外加劑滯后于水一到三分鐘。分批次添加即分批次添加。后摻法優(yōu)點很明顯，可以補償和恢復坍落度值，減少減水劑的摻量。 </p><p>　　鋼筋混凝土超長結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p><b>　　設(shè)計原理探索。 </b></p><p>　　混凝土膨脹劑的應用原理。在混凝土凝結(jié)初期，化學反應導致

13、體積縮減，成為化學收縮。中期水分蒸發(fā)，干燥是誰的結(jié)構(gòu)在使用過程中隨著溫度下降進一步收縮。當收縮量達到了混凝土結(jié)構(gòu)的承載極限時，混凝土結(jié)構(gòu)表面開始產(chǎn)生裂紋，裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)的力學性能、抗?jié)B性能等都會產(chǎn)生弱化，當冬天裂縫滲入水后結(jié)冰膨脹，造成的破壞尤為嚴重。為了解決這個問題，人們利用了一種能夠與水泥、水拌和后經(jīng)水化反應生成鈣礬石、氫氧化鈣，或者鈣礬石和氫氧化鈣使混凝土產(chǎn)生體積膨脹的外加劑——混凝土膨脹劑。膨脹劑有石灰系列、鐵粉系列、復合型等

14、。 </p><p>　　國內(nèi)膨脹劑品種繁多五花八門，上升到原理層面則基本大同小異。通過鈣礬石化學組成中包含的大量結(jié)晶水，使得體積膨脹到1至1.5倍。膨脹劑能彌補各種形式的收縮，保證混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和密實性。同時鈣礬石相的形成能夠增加整個體系內(nèi)的固相體積，體積膨脹也會到來一定的負面影響，需要通過對膨脹劑化學成分的調(diào)節(jié)進行控制。 </p><p>　　超長結(jié)構(gòu)混凝土裂縫控制理論 </

15、p><p>　　大量的工程和亞微觀研究都證明了混凝土結(jié)構(gòu)的裂紋是不可避免的，只能通過科學的方法進行裂紋尺寸的控制，同時確定裂紋存在的安全系數(shù)。這些研究統(tǒng)稱為“建筑物的裂紋控制?！?</p><p>　　根據(jù)相關(guān)標準規(guī)定，一般工業(yè)用民用建筑寬度小于0.05mm的裂紋對防水、防腐、承重都沒有明顯危害。通?？梢约俣鸭y小于0.05mm的建筑物就是無裂紋建筑物。無裂紋建筑物設(shè)計就是裂紋尺寸小于0.05

16、mm的建筑物。 </p><p>　　工程實際中結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的裂紋，固結(jié)構(gòu)變形造成的約占80%，外載荷造成的裂紋約有20%。所以，混凝土變形造成的裂紋是裂紋產(chǎn)生原因中最重要的因素。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時不僅僅要進行好結(jié)構(gòu)的受力分析，還要控制混凝土的變形量，避免產(chǎn)生有害裂縫。 </p><p>　　混凝土外加劑在超長結(jié)構(gòu)中的使用 </p><p>　　超長結(jié)構(gòu)混凝土施工方案基

17、本同普通混凝土施工一致。但是超長結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)的收縮路很大，同時由于結(jié)構(gòu)的特殊性，對于裂紋敏感度更大因此必須加入膨脹劑來控制裂紋尺寸。 </p><p>　　膨脹劑必須經(jīng)過檢驗合格方可使用,在14d的限制膨脹率E2要能達到(2~4)x10-4,防止以次充好。 </p><p>　　摻膨脹劑的混凝土膨脹值和應力值應該隨著水泥用量的增大而增大。補償收縮混凝土單位膠凝材料用量不宜小于300kg/

18、m3. </p><p>　　施工過程嚴格控制水灰比，不能過大，否則會降低混凝土強度且增加干縮比。夏季施工要降低入模溫度。 </p><p>　　膨脹劑和水泥混合后會發(fā)生化學反應，拌合的時間越長，塑性膨脹量越大，有效膨脹率越小。在設(shè)計施工時要考慮運輸距離不能太遠。 </p><p>　　摻外加劑的混凝土澆筑之后，由于補償收縮混凝土泌水性好，表面水分蒸發(fā)會導致內(nèi)部產(chǎn)生

19、水化熱消耗大量水，水分無法遷移，表面缺水容易形成早期塑性干縮細裂紋。在早期一定要注意保濕保養(yǎng)。墻體不保水的結(jié)構(gòu)拆模之前更應該注意保護，可采用多孔淋水管進行養(yǎng)護。澆筑過程中由于拌合物粘稠，有配筋支撐的地方沉降慢，沒有的地方快，造成不均勻沉降，容易在沿著配筋方向產(chǎn)生裂紋，需要對混凝土進行多次振搗。 </p><p><b>　　結(jié)束語： </b></p><p>　　混凝

20、土超長結(jié)構(gòu)的建設(shè)對混凝土的強度提出了更高的要求，為了滿足超長結(jié)構(gòu)建設(shè)的需要，進行混凝土配置時需要加入膨脹劑、減水劑等外加劑進行改性，使混凝土能夠滿足使用要求。經(jīng)過實踐檢驗可以表明，混凝土外加劑的使用為超長建筑的建設(shè)提供了可能，合理正確的應用使超長結(jié)構(gòu)得以建成。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 莫祥銀,許刊辛,唐明述.混凝

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