外加剂在水泥混凝土路面中的应用

吴　丹/宁夏交通科学研究所

外加剂在水泥混凝土路面中的应用

吴丹/宁夏交通科学研究所

在混凝土的发展历史上，外加剂的应用是一项重大的变革，有力地推动了混凝土技术的发展。目前，外加剂在水泥混凝土路面的施工中，应用十分广泛，能够有效提高混凝土的耐久性和质量，对于水泥混凝土性能的改善有重要作用。外加剂的使用，促进了施工技术的提高，使混凝土的结构设计更加合理。但使用不当也会出现许多问题，需要合理使用外加剂，才能保证水泥混凝土路面的质量。

外加剂；水泥混凝土；路面

在我国公路水泥混凝土路面建设中，外加剂的使用是一项关键技术。我国公路水泥混凝土的工程量比较大，但是路面修补一直是一个比较难以解决的问题。过去水泥混凝土路面工程的总体质量不是太高，随着车辆的增多，传统的水泥混凝土配比设计，很难达到使用的要求。外加剂的使用，有效地解决了这一问题。合理使用外加剂，能够有效改善水泥混凝土的性能，保证公路建设的工程质量。

一、使用混凝土外加剂的必要性

混凝土外加剂技术是近年来在我国发展较快的一项混凝土技术，是混凝土发展史上继钢筋混凝土、预应力混凝土后的第三次飞跃。应用它可以改善混凝土的性能，节省水泥和能源，加快施工速度和施工质量，改善工艺和劳动条件，具有投资见效快，经济效益和社会效益显著，利用现有施工条件就可推广应用的特点。使用外加剂后，可取得节省水泥、节省能源、提高强度、缩短工期、加快模板及预制场地周转、改善混凝土的性能和施工条件等多种技术。 混凝土科学技术的发展的主要方向是节能、耐久、高强、轻质、快硬和高流动性。这些目标的实现，往往都与使用外加剂密切相关。

二、外加剂的类别

1.调凝剂。

调凝剂能够调整水泥混凝土凝结时间的快慢，对其强度的发展，以及凝结时间有重要影响。调凝剂有许多种，速凝剂、缓凝剂，以及早强剂。速凝剂主要用于比较急的抢修工程中，或者喷射工程中。速凝剂能够加速水泥混凝土的硬化凝结，保证工程的顺利进行，同时速凝剂也有较高的粘结力，速凝剂一般初凝一分钟到五分钟之间，终凝需要时间两分钟到十分钟之间。缓凝剂主要有延迟的作用，可以降低水和水泥的反应时间，使混凝土凝结的时间延长。缓凝剂的品种有许多，可分为有机和无机两大类，比如糖类及碳水化合物、羟基羧酸、可溶硼酸盐和磷酸盐等。早强剂也有多种品种，比如甲酸钙、三乙醇胺、硫酸盐系等等。早强剂是能加速水泥水化和硬化，促进混凝土早起强度增长的外加剂，可缩短混凝土养护龄期，加快施工进度，提高模板和场地周转率。对于提高工程的进度，节约工程在冬季施工时的费用有重要意义。早强剂主要是无机盐类、有机物等，但现在越来越多的使用各种复合型早强剂。

2.减水剂。

减水剂能够在保证水泥混凝土性能的基础上，使用水量能够明显减少，从而降低施工中的水灰比，节约使用水泥。减水剂是一种表面活性的材料，能够有效扩散水泥颗粒，释放出其中的游离水。减水剂能够增加流动性，改善水泥混凝土的和易性。减水剂的适用范围很广，主要应用于市政工程建设、交通建设、水利建设、民用和工业建筑等等工程中，能够用于预应力钢筋混凝土工程，以及现浇和预制钢筋混凝土工程中。减水剂的品种有多种，包括糖密类、萘磺酸盐系、木质素系、水溶性密胺树脂类等等。

3.引气剂。

引气剂的主要使用目的，是改善混凝土的和易性。引气剂对于水泥混凝土耐久性和抗冻性的提高有重要作用，能够有效降低拌合物的离析、泌水程度。引气剂的使用很多，主要应用于冬季施工的水泥混凝土、防水水泥混凝土、碾压混凝土、预拌混凝土、抗冻融水泥混凝土、泵送水泥混凝土、轻骨料水泥混凝土中等等，并且发挥着不可或缺的作用。引气剂的品种主要有OP乳化剂、松香皂、烷基环酸钠等等。通常在道路建设、港工建设、海工建设，以及水工建设中，引气剂是不可缺少的。

三、外加剂的使用注意事项

1.凝结时间问题。

在水泥混凝土施工过程中，可能会出现凝结时间，不符合供应商提供的时间。主要是因为施工单位和供应商的检测环境不一样，检测的方法也不一样，混凝土配比不同以及水泥存放时间不同等因素。施工单位可以结合实际情况，对供应商提出要求，供应商根据要求进行调整，避免误差的出现。

2.泌水或者结底问题。

在施工过程中，水泥混凝土出现泌水或者结底的问题，有多种原因。可能是水泥存放的时间太长或者水泥受潮，可能是在施工中，混凝土的用水量过大，也可能是外加剂的减水率过高等问题。在施工中，可以适当调高用砂率，或者用水量，或者外加剂的用量，从而改善混凝土的和易性，防止出现泌水或者结底。同时及时告诉供应商进行调整。

3.假凝或者快凝问题。

在施工过程中，假凝或者快凝的问题出现的并不多，但也会发生这种现象，尤其是在更换水泥或者新进水泥后。出现假凝或者快凝的主要原因，是水泥熟料和二水石膏磨制的问题，如果没有控制好温度，就会使二水石膏受到影响，生成无水石膏或者半石膏。通常水泥在普通的检测中是合格的，但是使用外加剂后，可能因为不相容，出现快凝或者假凝，对工程的质量产生不利影响。

四、外加剂的应用

1.调凝剂的应用技术。

调凝剂有多种，根据具体的情况使用不同的调凝剂，使用最多的是缓凝剂。在水泥混凝土路面施工过程中，如果气候条件比较炎热，需要在施工中控制坍落度的损失，并尽量使水泥混凝土的凝结时间延缓一些，在水泥混凝土施工的过程中，需要用到缓凝剂。在炎热的天气中，温度从二十度上升到三十度，同时水泥的水化反应将会成倍增加。在道路建设过程中，水泥混凝土初凝的时间，不能满足水泥混凝土路面建设的全部过程，对路面的质量有不利影响。通过添加外加剂缓凝剂，就能够延缓水泥混凝土的初凝时间，初凝时间推迟后，有利于工程各个工序的顺利完成，保证工程的质量。为增加水泥混凝土强度发展的速度，通常还会使用早强剂，增加水泥混凝土早期的强度发展。早强剂主要是对水泥中的硅酸二钙，以及硅酸三钙等产生作用，催化这些物质的水化作用。在冬季施工中，通常还会使用速凝剂，促使水泥混凝土快速凝结和硬化。

2.减水剂的应用技术。

在水泥混凝土路面的施工中，对减水剂的应用，需要根据不同的情况，添加适当的用量，必须符合工程设计的要求，在经济性、耐久性等方面达到要求。在使用减水剂之前，需要对其进行检测，检测减水率、密度以及PH值等，达到工程要求后才能掺入。在供货商推荐的使用量的基础上，需要进一步进行适配，满足工程的实际需要。减水剂需要按照掺量配置成均匀的溶液。使用掺量过多，会出现副作用，同时其中的沉淀也有不利影响。因此，要每天清除没有溶解的沉淀物。在水泥混凝土路面施工中，根据具体的需要，减水剂可以与其他的外加剂一起使用。使用减水剂后，要加强水泥混凝土的保温保湿和养生，并且注意普通减水剂不能蒸养。如果添加了缓凝型的减水剂，需要停止一段时间，达到一定的强度之后，才能将水泥混凝土进行蒸养。

3.引气剂的应用技术。

在水泥混凝土施工中掺入引气剂，主要是提高其抗拉强度，以及弯拉强度。同时改善水泥混凝土的结构，增强其抗裂性，使水泥混凝土减少干缩，以及因为温度而收缩的变形量。引气剂的添加能够使水泥混凝土的抗渗性有效提高。在具体的施工中，引气剂的选择十分重要，要使用泡沫稳定时间更长，泡沫量多而细密，表面张力降低值最大，残渣比较少的用品。水泥混凝土处于负温时，需要在早期改善抗冻性，可以使用减水剂、早强剂、防冻剂等，加快水泥混凝土达到早期的临界强度；也可以使用引气剂，使冻胀产生的压力有所缓解。

总之，外加剂在水泥混凝土中应用广泛，具有很高的应用价值，不同的外加剂有不同的应用效果，施工单位要根据施工的情况，选择合适的外加剂，确保水泥混凝土的质量，促进工程顺利完成。

[1]付智 刘清泉等《公路水泥混凝土路面施工技术细则》JTG/T F30-2014；人民交通出版社2014

[2]刘伯莹 姚祖康等《公路水泥混凝土路面设计规范》 JTG D40-2011；人民交通出版社 2011

[3]郭涛 王玲等《混凝土外加剂匀质性试验方法》 GB/T8077-2012；中国标准出版社2012

[4]田培 王玲等《混凝土外加剂》GB8076-2008；中国标准出版社2008.