目前，我國公路水泥混凝土工程建設規模很大,外加劑的使用也非常廣泛。加入外加劑能改善水泥混凝土的性能,但同時由于外加劑的使用不當而導致水泥混凝土路面及橋涵結構的質量事故屢有發生,影響了公路工程的建設質量。有必要對公路工程中的常用外加劑進行綜述。
??1、外加劑的主要品種
??作為水泥混凝土中的第五組分--水泥混凝土外加劑主要有減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強劑等幾種常用的外加劑.
??2、適用范圍及性能指標
??2.1減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強劑在公路水泥混凝土工程中的適用范圍.
??2.1.1減水劑：普通減水劑和高效減水劑一般不含氯鹽，因此適用于素混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土和構件。
??2.1.2引氣劑：公路水泥混凝土路面、路緣石、泄水槽等表面結構應使用引氣劑、引氣減水劑、引氣高效減水劑和引氣緩凝高效減水劑。引氣型外加劑適用于有抗冰凍、抗鹽凍、防滲、防泌水要求的混凝土與鋼筋混凝土；可用于有飾面要求的公路工程混凝土、有機制砂混凝土、高性能混凝土、貧混凝土、輕集料混凝土、鋼筋混凝土結構和構件。
??2.1.3緩凝劑：緩凝劑、高溫緩凝劑、緩凝減水劑、緩凝高效減水劑適用于以下混凝土：炎熱氣候條件下，需較長時間停放、較長距離運輸或運送，為減少和控制坍落度損失的混凝土；為環節水化熱溫度裂縫和減少溫控費用的大體積混凝土；隧道襯砌、橋面鋪裝、碾壓混凝土、路面等薄壁混凝土。
??2.1.4早強劑：早強劑、早強減水劑和早強高效減水劑適用于公路工程需要快速形成強度的快通混凝土結構、蒸養混凝土構件、最低溫度不低于-5°環境中施工的有早強要求的混凝土、鋼筋混凝土及需要提前張拉和預應力混凝土結構和構件。
??2.2性能指標
??由于實際工程中發現不少外加劑的合格品實際上是不合格品, 損害了公路水泥混凝土動載結構工程質量和長期使用特性, 因此,《公路工程混凝土外加劑》(JT／T 523- 2004) 規定, 用于所有等級公路水泥混凝土結構工程的減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強劑質量必須滿足《混凝土外加劑》(GB 8076 -1997) 一等品的各項技術指標。具體指標見“《公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應用技術指南》編制介紹”文章中表3。該文章中表3 還將高效減水劑的減水率由12% 提高到15% , 引氣型減水劑的減水率由10% 提高到12%。
??3、減水劑施工應用技術
??3.1普通減水劑、高效減水劑在施工應用之前應檢驗pH值、密度(或細度)、減水率,符合要求后才可使用，最佳摻量的確定,必須滿足工程環境條件的設計強度、工作性、耐久性及經濟性等性能要求,根據供貨商提供的推薦摻量,通過試配得到一個合理摻量。高效減水劑摻量過大會造成水泥混凝土嚴重泌水、水泥漿大量流失,導致密實度不足從而影響強度。
??3.2減水劑應配制成均勻的溶液。外加劑沉淀的有害作用與外加劑摻量超大是相同的,每天應清除溶液中未能溶解的固體沉淀物。根據工程的需要,普通減水劑和高效減水劑可與其他可混溶的外加劑復配使用。
??3.3在高效減水劑中摻入與水泥相適應的緩凝劑、高溫緩凝劑、保塑劑或緩凝型減水劑可減少熱天坍落度損失,用攪拌車或罐車運輸水泥混凝土時,在澆筑現場可二次加入高效減水劑,經快速攪拌均勻后出料,不得多加水,并快速完成澆筑、振搗、飾面等;使用緩凝型的高效減水劑。
??3.4養生環節是保證水泥混凝土結構不產生開裂和微裂縫的關鍵環節,因此,摻普通減水劑、高效減水劑的公路工程水泥混凝土結構,應加強并盡早進行保溫保濕養生。摻普通減水劑的水泥混凝土構件不適宜用于蒸養;摻緩凝型減水劑的水泥混凝土構件必須保證靜停一段時間后,使水泥混凝土形成一定的結構強度才可蒸養。摻高效減水劑的水泥混凝土可用蒸養養護。
??4、引氣劑施工應用技術
??4.1引氣劑應選用表面張力降低值大、水泥稀漿中起泡容量多而細密、泡沫穩定時間長、不溶殘渣少的產品。由于在水泥稀漿中的氣泡特性與水泥混凝土中的比較相近，所以搖泡試驗宜在水泥稀漿中進行。
??4.2 使用引氣劑可以有效提高水泥混凝土的彎拉強度及抗拉強度,減少干縮和溫度收縮變形量,改善結構抗裂性,也提高了水泥混凝土的抗滲性。
??4.3對于負溫水泥混凝土施工時改善早期抗凍性措施可以從2個方面來解決:一是加快早期水泥水化,使水泥混凝土盡快達到早期臨界強度,可使用早強劑、減水劑、防凍劑;二是摻入引氣劑,緩解凍脹所產生的壓力。據經驗來看,冬季日平均氣溫低于-5℃或極限最低氣溫低于-10℃地區施工的公路水泥混凝土及鋼筋混凝土結構和構件,宜摻用引氣劑或引氣型減水劑、引氣型高效減水劑、引氣型(早強、防凍)高效減水劑。 4.4 引氣劑、引氣型減水劑、引氣型高效減水劑可根據公路工程要求及環境氣溫與(高溫)緩凝劑、早強劑、防凍劑等復合使用,配制溶液時,如產生絮凝或沉淀現象,不得混溶,應分別配制溶液,并分別加入攪拌機內。當原材料、配合比、攪拌時間、運輸距離、氣溫等條件變化時,應微調引氣劑、引氣型減水劑、引氣型高效減水劑和引氣緩凝型高效減水劑的摻量,保證水泥混凝土結構含氣量基本不變化。
??4.5新拌水泥混凝土的含氣量,應在攪拌機口取樣進行現場檢測,并應考慮在運輸和振搗過程中的損失。
??5、緩凝劑施工應用技術
??5.1熱天施工、連續澆筑、泵送等特殊機械工藝下的施工中必須使用緩凝型外加劑,在施工前應檢驗與所用水泥在該氣溫下的適應性,優選其適用品種。當水泥品種、強度、等級、生產廠變動或水泥混凝土性能出現變化時,應重新檢驗緩凝劑對水泥的適應性。
??5.2緩凝型外加劑的最佳摻量應根據施工要求的水泥混凝土凝結時間、氣溫、強度等通過試驗確定。施工中,當氣溫變化、運距和運輸時間變動時,可微調其摻量,應始終保持拌和物具備良好的施工可操作性,并能達到密實度及外觀質量要求。
??5.3緩凝型外加劑應以溶液與拌和水同時摻入拌和物中,粉劑應提前1d在現場配好溶液,并使其充分溶解,攪拌均勻后使用。溶液中的緩凝型外加劑固體沉淀物,必須每天清除一次。嚴禁使用分層或沉淀的緩凝型外加劑溶液拌制水泥混凝土。外加劑溶液中水量應從拌和加水量中扣除。
??5.4摻緩凝型外加劑的水泥混凝土保持在塑性的時間較長,表面水蒸發時間較長,當氣候炎熱及風力較大時,應在觸干或變色時立即噴霧或噴灑養生劑保濕養生,并應在終凝以后立即開始澆水養生。當氣溫較低時,在保濕養生的同時,應加強保溫養生,可覆蓋深色塑料薄膜和吸熱保溫材料。
??6、早強劑施工應用技術
??6.1早強劑是一種專門解決工程中需要盡快或盡早獲得水泥混凝土強度問題的專用外加劑。早強劑、早強型減水劑和早強型高效減水劑適用于公路工程需要快速形成強度的快通水泥混凝土結構,蒸養水泥混凝土構件,最低溫度不低于-5℃的低溫環境中施工的有早強要求的水泥混凝土、鋼筋混凝土及需要提前張拉和放張的預應力混凝土結構和構件。炎熱環境條件下不宜使用早強型外加劑。
??6.2摻加液態早強劑的水泥混凝土,攪拌時間宜適當延長。粉劑早強劑直接摻入公路工程水泥混凝土時,應先與水泥、集料干拌均勻后,再加水,加水后的攪拌時間應延長30s。這是保證粉劑早強劑在水泥混凝土中均勻分布的措施。但對于某些本身是溶液或可全溶的早強劑,仍應使用其溶液,溶液比干粉拌和的勻質性及其使用效果均強得多。
??6.3公路工程預應力鋼筋混凝土結構或構件使用早強劑時,其張拉工藝應按試驗確定?？焱ㄋ嗷炷谅访娴拈_放交通時間,應按達到設計強度90%以上時的試驗確定。也就是公路工程快通水泥混凝土結構的開放交通時間,應按與結構相同養生條件下,摻早強劑水泥混凝土試件達到設計強度的90%以上的試驗確定。
??本文通過對減水劑、引氣劑、緩凝劑和早強劑在施工中的應用技術綜述,總結了在施工過程中的相關技術要求,以及由于外加劑的使用失誤而給公路工程帶來損失,為在施工過程中正確施加外加劑指明了方向。