混凝土外加剂国内技术存在问题及与国外先进技术的差距_河南聚能新型建材有限公司_混凝土外加剂,纤维膨胀剂,抗裂防水剂

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混凝土外加剂国内技术存在问题及与国外先进技术的差距
发布日期：2012-05-14

随着建设工程发展的需要，我们必须不断地更新知识、积极创新，去应对新的变化，解决新的难题。目前，在我国的建设工程实践中，混凝土外加剂及其应用技术方面面临着下列主要的难点和热点问题，这也是混凝土外加剂国内技术存在的问题，也是与国外先进技术的差距，也是我们分会亟待解决的问题。 1、外加剂和水泥的适应性问题外加剂和水泥的适应性问题自外加剂特别是减水剂、高效减水剂应用于混凝土中以来，就一直伴随至今。绝大部分外加剂与水泥之间都存在适应性问题，工程中反应最为突出的是减水剂与水泥的适应性问题。尤其是水泥更换新标准以来，该问题有相对严重之势，甚至直接影响到外加剂在商品预拌混凝土中的应用，如经常出现的混凝土拌合物流动性差、严重泌水、坍落度损失过快等，甚至导致混凝土不正常凝结而产生裂缝等问题。适应性好，即满足施工要求，提高混凝土工程质量，又降低成本；适应性差就难以实现；若完全不适应或与工程要求的完全相反，不仅工程质量差，有时还会造成质量事故或无法施工。影响减水剂与水泥适应性的原因错综复杂，其主要影响因素有：（1）水泥矿物组成、含碱量、细度、混合材种类、调凝剂石膏形态以及水泥的温度、新鲜程度等。（2）外加剂自身特性，如减水剂的分子结构、极性基团种类、分子量分布、聚合度、杂质含量等对水泥的塑化效果也有较大影响；因原材料、生产工艺控制的差异，即使是同一种类的减水剂其与水泥的适应性也可能不同。（3）环境因素如温度、湿度的变化等对二者的相互适应性也有一定的影响。商品混凝土，特别是大流动性混凝土以及地水胶比的高强高性能混凝土，在运输和施工过程中，由于外加剂与水泥适应性不良造成的坍落度损失过快是混凝土工业经常遇到的问题，此类问题不但影响混凝土施工速度、施工质量，甚至会造成无法泵送施工，并且会影响硬化以后的混凝土质量。解决外加剂和水泥的适应性问题，一方面要在外加剂主要是高效减水剂的品种与合成工艺等方面进行改进与提高，从而提高外加剂对各种不同水泥的适应性；另一方面要对水泥提出这方面的规范要求，作为其质量要求的一部分。因为既然是适应，就应该是相互的，否则此问题就难以解决。日本的成功经验也证明了这一点。 2、外加剂与混凝土的体积稳定性问题。我国基本建设方兴未艾，预拌混凝土应用量十分巨大；我国工程界对于混凝土工程的安全性及耐久性越来越重视，而混凝土体积稳定性是影响混凝土工程安全性、耐久性，进而影响混凝土工程使用寿命的重要因素。所以有效控制预拌混凝土体积稳定性将成为预拌混凝土研究和应用的主要内容之一。欲实现预拌混凝土体积稳定性的有效控制，必须依赖混凝土体积稳定性测试技术和可改善混凝土体积稳定性的外加剂及其应用技术。不可否认，商品预拌混凝土中出现的裂缝问题，与某些外加剂增加了混凝土的收缩有一定的关系，所以，应重点研究外加剂（包括化学外加剂和矿物外加剂）与混凝土的体积稳定性之间的关系问题，以及如何消除和避免一部分外加剂对混凝土体积稳定性的负面影响，减少混凝土裂缝的产生等。 3、混凝土外加剂适用范围问题。随着混凝土外加剂技术本身的不断发展，其品种和性能也在不断增多，但理论和实践证明，大多数产品都有一个适用范围，在某个有限的范围内可获得良好效果，如果使用不当，超范围使用，甚至无限夸大其作用与使用范围，则有可能不但没有好处，反而有害处。所以，应在理论指导、大批试验和大量工程实践经验总结的基础上，总结出每一种类外加剂产品的适用范围，这也是混凝土外加剂应用技术研究中应解决的关键问题之一。 4、掺外加剂混凝土的配合比设计问题减水剂特别是高效减水剂的应用使得现代混凝土技术有了很大发展，同时也使得外加剂混凝土与不掺外加剂的普通混凝土有了相当的区别，主要表现在以下几点：（1）混凝土拌合物的工作性发生了很大变化，有可能混凝土拌合物的坍落度虽然相同，实际粘度却相差很大。（2）混凝土减水20～30％以后，其中的水泥浆体相应减少，为保证其工作性，一般都以增加水泥或胶凝材料的总量来弥补，如此变化，对混凝土的性能如水化温升、混凝土的体积稳定性等产生重大影响。（3）低水灰比或水胶比条件下，与普通混凝土相比其水泥水化程度降低，相当部分的未水化水泥颗粒遗留在硬化混凝土中，其对混凝土的体积稳定性和耐久性可能会产生负面影响。当然，在低水胶比和掺加了大量掺合料的条件下，其水泥是如何水化以及水化程度如何，则有待进一步研究。所以，目前掺外加剂混凝土配合比设计不能仍沿用普通话那天配合比设计方法或仅仅在此基础上略加改进。但是由于这方面的研究工作甚少，这势必制约外加剂在混凝土中的有效的、进一步的推广应用。因此，掺外加剂混凝土的配合比应如何化设计，值得进一步研究、试验与工程实践。 5、外加剂与混凝土的外观质量问题清水混凝土，又称为装饰混凝土。它浇筑的是高质量的混凝土，拆除浇筑模板后，不再作任何外部装饰，混凝土外观质量上乘，表面非常光滑，棱角分明，只是在表面涂一层或两层透明的保护剂，显得天然、庄重。清水混凝土建筑将成为我国现代建筑派的重要角色之一。因此，解决清水混凝土施工技术难题已成为混凝土工程界面临的紧迫任务之一。清水混凝土的配制与施工是一项综合技术，但是外加剂在其中起着至关重要的作用——例如可以通过外加剂改善混凝土拌合物的分层泌水、消除混凝土的表面气泡，采用低收缩性外加剂防止混凝土表面裂缝的产生、采用高性能脱模剂、混凝土表面后处理剂等综合措施来达到清水混凝土的施工目的。能否成功配制清水混凝土，是外加剂及其应用技术的综合体现。清水混凝土在我国受到关注是近几年的事，引人注目的北京首都国际机场3号航站楼工程建设有近1/2的混凝土采用了清水混凝土，效果甚佳，可谓当代我国清水混凝土工程的成功典范。因此今后有关配制清水混凝土的优质外加剂的研究开发及其应用技术的研究是清水混凝土在我国能否推广应用的关键。 6、高效减水剂的更新换代问题减水剂是混凝土外加剂中最重要的品种，是许多复合外加剂最重要的基础原材料之一，是现代混凝土技术特别是工业化大规模预拌商品混凝土的应用与发展的最重要物质基础之一。可以说，没有减水剂的应用和技术发展，就没有现代混凝土技术与现代混凝土生产模式的形成与发展。一个国家减水剂的发展水平，在很大程度上反映了这个国家混凝土外加剂的总体发展水平。高效减水剂对混凝土综合性能的提高、生产施工方式本质的改善等作用巨大，是混凝土向高性能化方向发展的重要物质基础。但是，长期以来，我国外加剂由于系统性不强，造成生产规模的盲目扩张快于技术的创新，技术储备不足，产品结构不合理，导致目前我国的高效减水剂80%仍是以萘磺酸盐甲醛缩合物（NSF）即萘系减水剂为主导产品，而据报道，某些发达国家这一比例已下降到50%以下。虽然该类减水剂的减水率较高，但是多数产品的营销成分浓度低，硫酸钠含量高，与不同水泥适应性不好，特别是对早强型水泥，其混凝土的坍落度损失较快，产品性能不够稳定，易出现新拌混凝土的离析泌水现象，虽可以通过多次添加法、后掺法或与缓凝剂复合掺入法等方法在一定程度上抑制混凝土坍落度损失，但是实际操作繁琐，甚至引起混凝土质量波动大。聚羧酸系高性能减水剂等其它新型高效减水剂从性能价格比上、大规模生产的可行性上、对混凝土的综合性能影响以及环保等方面考虑，具有部分取代萘系高效减水剂的可能。 7、特种混凝土用外加剂及其整套技术的问题现代混凝土工程对混凝土性能不断提出新的技术要求，例如：免振捣自密实混凝土、高性能混凝土、清水混凝土、水下不分散混凝土等，这些混凝土技术要求往往不仅需要专用且多功能外加剂去实现，而且还需要合理配制、性能评价、良好施工等一整套技术，这就要求在研制满足工程特殊要求的专用多功能外加剂的同时，必须研究其应用技术。 8、引气剂及引气剂混凝土用量少的问题：水泥混凝土中掺入十万分之几到万分之几的引气剂，在混凝土中即可引入适量气体，从而改善新拌混凝土的工作性，提高硬化混凝土的抗冻融性，使混凝土工程寿命特别是冻融作用下的使用寿命成倍延长。引气剂对混凝土综合性能的改善是显著的，它是满足工程耐久性要求的、最有效、最易行的途径之一，工程实践已经证明它对混凝土耐久性的贡献是巨大的，是其它外加剂无法替代的。随着建筑工程对混凝土耐久性的要求越来越高，引气剂品质的不断提高、复合技术的不断被广泛采用，引气剂的使用也将越来越广泛。目前由于国内引气剂产品性能长期以来改进不大，可能对混凝土的强度有一定的负面影响，而我国有关混凝土质量验收，在绝大部分情况下是以其强度的高低作为标准，使得施工单位使用引气剂的积极性不高，国外发达国家特别是日本，其混凝土几乎100%是引气混凝土，不含气的混凝土才称为特种混凝土。所以，我国在引气剂发展的问题上，应该在提高现有产品质量的基础上，积极开发新产品，修改完善现有有关混凝土质量验收标准，大力宣传推广应用引气混凝土，提高我国混凝土的长期耐久性。 9、混凝土外加剂生产、技术服务和应用人员的技术培训问题混凝土外加剂及其应用技术在我国虽然发展迅速，日趋成熟，但与先进国家比较，我们不得不承认这样一个事实：目前外加剂行业在许多方面，仍然处于一个相对亟待发展、需要进一步提升的阶段。我们国家外加剂产品牌号种类繁多，性能良莠不齐，质量不稳定，外加剂名称不规范，外加剂原材料多年来无所突破，外加剂技术配方落后，名不副实的新品种不断涌现，部分从业人员素质偏低，加之我国水泥品种繁多，掺合料等级差异大，混凝土工程特性各异，工程所处地域不同，施工环境不同，不同工程所选用的混凝土原材料千差万别，混凝土工程技术人员面对如此变量无限的局面，面对太多难以确定的复杂因素，他们往往应对不能自如。因此，加强对外加剂生产、技术服务和应用人员的技术培训工作尤为重要，也是对混凝土工程质量的负责之举。 10、混凝土外加剂标准规范存在的问题：混凝土外加剂的特点是品种多、掺量小，作用大，它对混凝土性能的改善有着至关重要的影响，外加剂与混凝土的关系又是相辅相成、相互依存的。因此它的质量控制、品种的选择、应用技术等相比其它工程材料更为重要。无论如何我们必须正确评价20年来我国先后制订、修订的一系列混凝土外加剂和外加剂应用技术标准规范，这些标准规范使我国外加剂产品有了统一的质量标准，规范了外加剂的工程应用，的确起到了积极的指导作用，也促进了我国混凝土技术的发展，我们不能否认这些标准规范在我国建筑业发展的不同时期、不同条件下所产生的积极影响和重要作用。进入21世纪以来，由于外加剂的广泛应用和普及，混凝土外加剂标准规范中存在和暴露的一些问题与不足越来越显而易见，有些问题已经妨碍了外加剂新产品、新技术的开发与推广应用，已经不能适应本行业的发展需要，同时有碍于混凝土技术的发展与进步，这是一个不争的事实。混凝土外加剂标准存在的问题：标准规定的基准水泥及基准混凝土与使用水泥及混凝土相关性不大标准规定的基准水泥标号的性及不稳定性标准规定的试验条件与使用条件相差甚远标准中某些技术指标不能反映实际使用的外加剂混凝土真实性能标准中某些指标无实际意义、不合理、空缺标准中某些检验方法不具可操作性标准中某些内容无前瞻性混凝土外加剂应用技术规范存在的诸多问题

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