王昌祥
混凝土的组成原料有水泥、砂、石子、外加剂以及水,通过将这些材料混合搅拌制备而成,混凝土是建筑行业的重要材料之一,被广泛的应用于房屋建筑、道路、桥梁、水坝等各类基础设施的施工作业当中。目前,我国正值城市化建设进程中,大量基础设施?需建设,因而我国混凝土用量位列世界前茅。混凝土是基建设施的质量保证,而影响混凝土质量的因素则包括原材料的材质、龄期、环境温湿度、外加剂等等。外加剂作为影响混凝土质量的因素之一,随着混凝土用量的日益增加,也逐渐被重视研究。本文主要介绍了我国国内外加剂目前存在的问题、现状及未来的发展趋势。
混凝土外加剂通常被简称为外加剂,其主要作用是在混凝土搅拌前或搅拌过程中掺入一定量外加剂通过物理和化学反应来改善混凝土性能。起初,在混凝土中添加外加剂只是为了节约水泥的用量,然而随着科学技术的不断发展,混凝土外加剂的种类也日渐增多。外加剂的命名则是按其具有的功能中最主要的功能来进行命名。因此在外加剂功能的角度上,大致将混凝土外加剂分为四类(见表1)。
表1 混凝土外加剂
从外加剂分类过程中,可以看出混凝土外加剂主要是通过以下几个方面来改善混凝土的性能:通过改变混凝土的用水量来增加混凝土的和易性;通过调节混凝土的凝结时间来增加混凝土的硬化性能;通过减少混凝土泌水和离析现象,增加混凝土的和易性和抗水陶洗性;通过加入膨胀剂减少混凝土收缩来补偿收缩性能;其他诸如添加外加剂来提高混凝土的强度,抗冻、抗渗、抗腐蚀性能等。
近些年我国随着科学技术井喷式的发展,混凝土外加剂运用和研究有了质的飞越,但是在实际应用中还存在着许多问题,这些问题或多或少的制约着混凝土外加剂的发展。
我国对于混凝土外加剂的研究,目前只是处于初级阶段,仅仅对泵送混凝土、泵送滑模混凝土、流态混凝土、商品混凝土等的施工工艺进行研究,这些远远不能满足实际施工需求,这种科研成果跟不上实际需求的现象,严重阻碍了混凝土外加剂的发展。同时,混凝土外加剂在实际中应用,也存在着不按规定使用外加剂、不视实际情况使用外加剂、操作过程追求简单化等等问题,这些问题说明外加剂在实际应用中得不到重视,操作人员素质参掺不起,混凝土外加剂在实践中发现不了问题,得不到改善方法,进而阻碍混凝土外加剂的发展。
混凝土外加剂的生产厂家分布和我国经济分布相对应,在沿海及发达地区外加剂的生产厂家分布较多,在欠发达及偏远地区外加剂生产厂家分布较少,这种分布态势造就了我国外加剂在地域上呈现不平衡生产发展模式。那些中小城市及偏远地区,因当地外加剂生产供不应求,需要向大城市进行采购。由于长距离运输,增加了外加剂的运输成本,造成中小城市及偏远地区外加剂的价格普遍高于大城市,并且远距离运输在质量上也不易控制。这种分布形式对于混凝土外加剂的发展起到不利影响。
目前,我国混凝土外加剂的命名方式是以其所具有的功能进行命名,但是不同的外加剂所具有的功能有的是一样的,并且有些外加剂的功能主次也不明显,因此造就不同厂家生产的外加剂牌号往往也不同,进而导致外加剂在实际应用中存在各种各样的问题。我国目前尚未有对外加剂生产质量检查的统一制度和标准,无法对混凝土外加剂的质量进行掌控,因此而造成生产厂家为了节约成本采用简陋的生产设备,使用落后的生产工艺,而对生产的外加剂质量不管不问,只求利益最大化,最终对混凝土的质量产生不利影响。没有统一的质量检测制度和标准,造成混凝土外加剂质量处于失控状态,最终影响混凝土质量,制约混凝土外加剂的生产发展。
目前,随着科技的迅速发展,我国混凝土外加剂行业处于高速发展阶段,各种外加剂得到改善并研发出新的品种。高效减水剂因其具有较高的减水率而被广泛使用,我国经过几十年的发展,现可以自主生产多品种、多功能的高效减水剂,但是各品种的减水剂研究和应用水平也随着经济分布和市场需求而在不同地区呈现出不平衡。自2000年以来,我国混凝土研究界逐渐认识到聚羧酸系高性能减水剂的高效性。该高效减水剂是以石油化工产品为原料,通过不饱和单体在引发剂作用下形成共聚,使带活性基团的侧链接枝到聚合物的主链上,在不影响水泥的凝结硬化情况下,使其同时具有高效减水、控制坍落度损失和抗收缩等作用并且与水泥有较强的适应性。但是我国在这方面起步较晚,在科学研究的成果积累、生产工艺上以及在实际工程中应用经验较之起步早的国家,还有许多不足之处尚待改进。例如我国现阶段还不能开发出具有多品种聚羧酸盐系高效减水剂,对聚羧酸盐系缺乏先进的改性手段,也没有解决在掺入聚羧酸盐系减水剂后的混凝土出现分层离析和严重泌水现象的方法。
近年来,建筑工程对混凝土的要求越来越高,不仅仅要求其具有高强度、高耐久性,还要求其具有高工作性,混凝土外加剂作为能改善混凝土性能的一种途径而不断的被研究和开发,因此混凝土外加剂的品种也日益增多,我国目前仅有的GB50119-2003混凝土外加剂应用技术规范,对外加剂行业的规范监督和指导作用则显得有些单薄。因此要不断的完善已有的外加剂规范制度,出台新的指导外加剂生产工艺标准、外加剂质量检测制度及相关处罚规定,规范混凝土外加剂的命名方式、标号,使混凝土外加剂市场走向标准化、规范化。
随着科学发展观的提出,青山绿水就是金山银山的号召,人们逐渐意识到绿色化、低碳化的发展模式已成发展主流模式。作为基建设施中重要的组成材料之一的混凝土外加剂,也必须顺应绿色化、低碳化的发展大潮流,以先进的技术作为节约资源,提高功效,降低污染的工具,对混凝土外加剂的生产进行改进完善,促进外加剂行业的绿色生产。
随着混凝土需求量日益增加及其技术不断的完善,混凝土外加剂的研发更新则显得尤为重要。同时,也要完善混凝土外加剂行业相关的规范制度,加强其质量的检查力度,保证生产出合格产品,平衡各地域外加剂的发展,并且出台绿色低碳先进的生产工艺来指导外加剂的生产,最终促进建筑行业的可持续发展。