[摘要] 商品混凝土摻用外加劑可有效地改善混凝土抗滲╃│·•、抗凍融抗碳化等耐久效能↟│。從目前商品混凝土大量出現的早期收縮開裂等工程事故分析▩╃·↟•，外加劑的應用不當也會給混凝土耐久效能帶來負面影響▩╃·↟•，應當引起重視↟│。

[關鍵詞] 外加劑  水灰比  收縮  耐久性

混凝土在內部及外部作用下▩╃·↟•，能長期保等其良好的使用效能稱為混凝土耐久性↟│。耐久性不但影響到混凝土工程的經濟效益▩╃·↟•，更會影響到人們的使用安全↟│。據不完全統計▩╃·↟•，目前全世界每年因混凝土耐久性喪失造成的經濟損失（主要是修復或重建費用）達數千億美元↟│。我國是水泥生產及混凝土使用大國▩╃·↟•，每年用於修復或重建的混凝土工程資金也近千億元人民幣▩╃·↟•，大批混凝土工程剛建成即暴露出耐久性問題↟│。一些工程甚至剛使用即被廢棄▩╃·↟•，造成了重大經濟損失↟│。

混凝土耐久性是一個十分複雜的問題▩╃·↟•，影響因素較多▩╃·↟•，膠凝材料效能╃│·•、集料質量╃│·•、施工配合比╃│·•、施工質量╃│·•、養護╃│·•、使用環境都可能給混凝土耐久性造成一定的影響↟│。我國目前商品混凝土施工越來越普及▩╃·↟•，由於商品混凝土施工的特殊技術要求▩╃·↟•，更離不開混凝土外加劑↟│。實踐證明▩╃·↟•，商品混凝土施工中合理使用外加劑有益於改善混凝土耐久性↟│。而外加劑使用不當更會給混凝土造成負面影響↟│。

1. 混凝土的滲透性

混凝土是一種多孔結構體▩╃·↟•，在內外作用下▩╃·↟•，水或氣體由高壓處向低壓處遷移的現象稱為滲透性↟│。混凝土的滲透性控制了水氣的滲入速率↟│。如滲入的水╃│·•、氣中含有侵蝕性有害物質▩╃·↟•，就會給混凝土造成損害↟│。混凝土對水的滲透還會影響混凝土的抗凍融效能↟│。滲入的水反覆凍融會使混凝土結構產生破壞↟│。混凝土滲透性還關係到混凝土的抗碳化效能↟│。因為水泥中的鹼在鋼筋中▩╃·↟•，可使鋼筋產生一層鈍化保護膜▩╃·↟•，如水泥中的鹼度降低▩╃·↟•，當PH值降到11.5以下時▩╃·↟•，起保護作用的鈍化膜就會歸遭到破壞▩╃·↟•，使鋼筋鏽蝕↟│。產生的鐵鏽其體積比原來增大數倍▩╃·↟•，鋼筋不斷鏽蝕▩╃·↟•，其膨脹壓導致混凝土保護層脫落▩╃·↟•，又進一步加速了鏽蝕▩╃·↟•，導致鋼筋體積減小▩╃·↟•，承載能力下降▩╃·↟•，使混凝土失去耐久性↟│。

不難看出▩╃·↟•，抗滲效能差的混凝土不但抗壓強度降低▩╃·↟•，承載力差▩╃·↟•，其抗凍抗碳化等耐久效能也差↟│。

2. 外加劑對混凝土耐久效能的影響

2.1水灰比對水泥的孔結構影響最大▩╃·↟•，因此也是影響混凝土抗滲效能的最主要因素↟│。因為▩╃·↟•，混凝土拌合用水越多▩╃·↟•，包裹水泥粒子的水層越厚▩╃·↟•，許多拌合水在混凝土中形成了相互通連的毛細孔↟│。混凝土孔隙率增大▩╃·↟•，混凝土的滲透性增加↟│。減水劑的應用大幅度減少了拌合用水▩╃·↟•，水灰比下降▩╃·↟•，因此減少了水泥水化剩餘水留下的毛細孔通道▩╃·↟•，混凝土密實性提高▩╃·↟•，孔隙率下降↟│。

減水劑的應用還會使混凝土中毛細孔細化↟│。摻減水劑的混凝土水泥水化更完全▩╃·↟•，部份水化物還可填充部份毛細孔壁▩╃·↟•，孔徑進一步減小▩╃·↟•，使一些毛細孔從透水有害孔變為不透水的無害孔↟│。不難看出▩╃·↟•，摻用減水劑的混凝土由於水灰比的減少▩╃·↟•，孔隙率降低▩╃·↟•，混凝土更密實▩╃·↟•，水泥水化更完全▩╃·↟•，混凝土耐久效能提高↟│。

2.2為了改善混凝土可泵性╃│·•、保水性╃│·•、保塑性▩╃·↟•，商品混凝土需摻用引氣劑↟│。商品混凝土摻用引氣劑不但進一步降低了水灰比▩╃·↟•，改善了混凝土工作性▩╃·↟•，還可以防止混凝土泌水沉降▩╃·↟•，使集料與膠凝材料介面上的大毛細孔減少↟│。引入的細密而封閉的氣泡可切斷混凝土中毛細孔通道▩╃·↟•，提高了混凝土的抗滲效能↟│。資料表明▩╃·↟•，混凝土摻入引氣劑後抗滲效能可提高50%▩╃·↟•，甚至數倍↟│。

細小密佈的氣泡還可以緩解混凝土因冰凍產生的膨脹壓力▩╃·↟•，密佈的氣泡可容納受壓遷入的自由水▩╃·↟•，又進一步減輕了混凝土靜水壓力▩╃·↟•，防止混凝土凍脹開裂↟│。試驗證明不摻引氣劑的混凝土即使水灰比降至0.3也不抗凍▩╃·↟•，而摻引氣劑的混凝土水灰比高達0.5仍有較好的抗凍效能↟│。

2.3商品混凝土╃│·•、泵送混凝土為減少坍落度經時損失▩╃·↟•，保持較好的工作效能▩╃·↟•，通常都摻用緩凝劑↟│。大體積混凝土由於體積較大▩╃·↟•，內部水化熱不易散發▩╃·↟•，混凝土內外溫差極大▩╃·↟•，有時達數十度▩╃·↟•，當溫差達到一定極限時▩╃·↟•，引起的應力會超過混凝土抗拉強度▩╃·↟•，導致混凝土開裂▩╃·↟•，摻用緩凝劑可有效抑制水泥迅速水化▩╃·↟•，防止水化熱集中釋放▩╃·↟•，避免了因溫差產生的裂縫產生▩╃·↟•，保證了混凝土結構安全▩╃·↟•，提高了混凝土耐久效能↟│。

3．防止外加劑對商品混凝土耐久性的負面影響

不難看出▩╃·↟•，商品混凝土中應用減水劑╃│·•、引氣劑╃│·•、緩凝劑等外加劑可有效地提高混凝土抗滲╃│·•、抗凍╃│·•、抗碳化等耐久效能▩╃·↟•，但施工實踐也發現▩╃·↟•，在商品混凝土施工中▩╃·↟•，外加劑應用不當也會給混凝土造成負面影響↟│。

3.1對於水灰比較大的混凝土▩╃·↟•，適當減少拌合用水▩╃·↟•，降低水灰比可明顯減小混凝土乾燥收縮↟│。隨著高效減水劑的大量應用▩╃·↟•，許多混凝土設計水膠比極小▩╃·↟•，混凝土自收縮已不容忽視↟│。過量減小用水量▩╃·↟•，混凝土內部乾燥收縮加劇▩╃·↟•，從而使混凝土收縮率增大↟│。

許多高效減水劑（如脂肪族類高效減水劑╃│·•、氨基磺酸鹽類高效減水劑）摻入混凝土中易產生泌水▩╃·↟•，目前國內普遍採用的萘系高效減水劑過量摻用也加大混凝土泌水╃│·•、分層離析↟│。不但影響了混凝土質量▩╃·↟•，更影響了混凝土的耐久效能↟│。

3.2目前我國商品混凝土施工中緩凝劑的摻用量普遍較大▩╃·↟•，許多施工人員將摻用緩凝劑作為減小混凝土坍落度經時損失的唯一途徑▩╃·↟•，而脫離了混凝土工程對凝結時間的實際需求↟│。

混凝土長期不凝▩╃·↟•，處於塑性狀態▩╃·↟•，在風吹╃│·•、日曬下表面水份大量蒸發▩╃·↟•，由於目前商品混凝土水灰比普遍較小▩╃·↟•，混凝土較為密實▩╃·↟•，毛細孔細化▩╃·↟•，上升水份更少▩╃·↟•，加重了混凝土表面失水收縮↟│。試驗證明▩╃·↟•，較低水灰比長期緩凝的混凝土早期收縮值可達到500×10-5m/m以上▩╃·↟•，遠遠高於混凝土開裂極限↟│。長期不凝的混凝土集料易產生泌水沉降▩╃·↟•，不但影響了混凝土的勻質性▩╃·↟•，更加大了塑性收縮↟│。混凝土中過量摻用緩凝劑▩╃·↟•，混凝土長期不硬化▩╃·↟•，水泥水化停止▩╃·↟•，水化物少▩╃·↟•，不但影響了混凝土早期強度▩╃·↟•，延緩了工期▩╃·↟•，更會給混凝土長期強度發展造成了難以恢復的損害↟│。目前我國商品混凝土施工中▩╃·↟•，普遍存在的早期開裂可能與上述過量減水長時間緩凝等外加劑應用不當有關↟│。

3.3引氣對商品混凝土耐久效能的影響與含氣量有關↟│。當含氣量為3-6%時▩╃·↟•，混凝土耐久性隨著含氣量的增大而提高▩╃·↟•，但含氣量高於6%後▩╃·↟•，混凝土耐久性卻隨著含氣量的增大而下降↟│。

混凝土中摻用適量引氣劑可有效減少混凝土泌水▩╃·↟•，但過量摻入泌水率卻反而增大↟│。引氣劑對混凝土強度的影響是眾所周知的▩╃·↟•，即隨著含氣量的增加而降低▩╃·↟•，由於引氣劑同樣有一定的減水功能▩╃·↟•，因此在一定含氣量時混凝土強度基本不會下降↟│。大量工程試驗證明▩╃·↟•，低標號的混凝土含氣量為4-5%▩╃·↟•，中等標號的混凝土含氣量為3-4%▩╃·↟•，高標號的混凝土含氣量控制在2-3%左右都不會影響混凝土強度▩╃·↟•，混凝土耐久性也較好↟│。

引氣劑對商品混凝土耐久性的影響還與所用引氣劑品種╃│·•、效能有關↟│。較好的引氣劑所產生的氣泡間距小▩╃·↟•，泡徑小▩╃·↟•，細密▩╃·↟•，泡沫穩定▩╃·↟•，選用不當更會影響混凝土耐久性↟│。

3.4近年來由於我國水泥標準╃│·•、水泥生產方式的改變▩╃·↟•，水泥鹼含量普遍較高▩╃·↟•，許多國產外加劑鹼含量較大▩╃·↟•，如蒽系高效減水劑▩╃·↟•，硫酸鹽含量達30%以上▩╃·↟•，萘系減水劑硫酸鹽含量也達20%左右▩╃·↟•，許多脂肪族高效減水劑PH值達13或更高▩╃·↟•，許多早強劑主要成份多數是硫酸鹽▩╃·↟•，許多膨脹劑中也含有大量鹼▩╃·↟•，且這些產品摻量都較大↟│。混凝土中如所用水泥鹼含量較大↟│。外加劑中再有大量鹼的摻入▩╃·↟•，這就增大了混凝土產生鹼集料反應的風險▩╃·↟•，給混凝土耐久性帶來不利影響↟│。

4．結論

商品混凝土施工中外加劑應用不當或過量摻用會增大混凝土收縮▩╃·↟•，收縮裂縫增加▩╃·↟•，泌水率增大▩╃·↟•，承載力下降▩╃·↟•，嚴重影響了混凝土耐久效能▩╃·↟•，為防止外加劑對混凝土產生負面影響▩╃·↟•，應當重視對外加劑應用技術的研究↟│。

[參考文獻]

[1] 尤啟俊等“引氣劑應用技術研究”“混凝土”2005.4

[2] 龔洛書等“混凝土的耐久性及其防護修補”中國建築業出版社