《基础大体积混凝土问题研究6700字【论文】》

混凝土外加剂在基础大体积混凝土中的应用目录第一章引言 1第二章相关概述 22.1大体积混凝土的概念 22.2混凝土外加剂的种类 22.3混凝土外加剂的作用原理 22.3.1引气剂的作用原理 22.3.2缓凝剂的作用原理 22.3.3早强剂的作用原理 32.3.4膨胀剂的作用原理 32.3.5减水剂的作用原理 4第三章外加剂在大体积混凝土中的应用方法 53.1精确计算体积混凝土外加剂使用量 53.2改良体积混凝土施工工艺 53.3创新发展多种复合型外加剂 5第四章外加剂在大体积混凝土中的应用应注意的问题 64.1结合施工条件进行使用 64.2购买质量合格的外加剂 64.3根据不同浇注部位选择不同的外加剂 64.4使用新型外加剂需要控制工程结构质量 6第五章结论 7参考文献 8致谢 9第一章引言进入二十一世纪后，我国基建规模不断扩大，水泥和混凝土用量也逐年上升。2018年，我国水泥年产量23.16亿吨，超过世界水泥总产量的一半以上。虽然基础建设的规模在不断变大，但遇到的问题也越来越多。近些年由于工程应用中发现的各种各样问题以及形势的发展越来越严峻，混凝土材料的耐久性越来越受到高度重视，混凝土技术面临着前所未有的挑战。世界各国都面临着钢筋混凝土的耐久性问题，混凝土的耐久性越差，其寿命也就越短，这会进一步影响到建筑物的寿命。当前，大体积混凝土在建筑施工中得到了非常广泛的应用，同时它也受到了我国很多工程建设人员的重视，但房屋建造过程中的大体积混凝士施工因所使用的混凝士的量非常大，混凝士中的水泥会与水发生一定的反应，产生大量的热量，在这种情况下，房屋建造过程中所使用额大体积混凝士的内部温度以及外部温度会不一致，两者会产生一定的温度差。如果大体积混凝士因温度差所导致的变形比较大时，则会在大体积混凝士表面产生裂缝。裂缝的产生会大大降低混凝土的寿命，不利于混凝土坚固性和耐久性的提升，这就需要采取一定的无缝技术，避免起缝隙的产生。在建筑工程的施工过程中使用无缝技术对大体积混凝土工程进行施工，不仅可以提高施工的效率，与此同时还可以大的降低建筑工程项目的施工成本。混凝土外加剂是无缝施工技术中常用的一种物质，其中包括减水剂、膨胀剂、缓凝剂等多种类型，其在应用的过程中有着不同的应用方式。但不得不指出的是，外加剂的使用会对混凝土产生一定的影响，为了保障外加剂的使用既不影响混凝土的功能，又不影响外加剂自身作用的发挥，需要对外加剂的应用方法进行分析。第二章相关概述2.1大体积混凝土的概念我国《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018将大体积混凝土（concreteinmass）定义为：实体最小几何尺寸不小于1m，或者预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土结构物。这些混凝土广泛应用于高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等中。其特点是体积大，表面系数小，水泥水化热释放比较集中，内部升温比较快，当内外温差过大时，就会导致裂缝的产生，这将对施工质量造成一定的影响。2.2混凝土外加剂的种类混凝土外加剂是指混凝土搅拌过程中添加的可以提升混凝土性能的外在添加剂。这种添加剂分为多种类型，有引气剂、缓凝剂、早强剂、膨胀剂、减水剂、防冻剂等多种类型，不同的凝土外加剂的功能不同。混凝土施工中，可能需要使用多种混凝土外加剂，外加剂利用带电粒子此类化学性质，使混凝土中的水泥浆和混合的沙石具有某种规律性，使混凝土在凝结过程中将内部多余的水分和气体间隙快速导出，以增强混凝土的使用性能。比如减水剂起到减少混凝土水分的外加剂，引气剂则可以改善混凝土的易溶性；膨胀剂则可以提高混凝土早期强度和增大水泥内部体积；缓凝剂则减慢混凝料中水分的挥发，可以起到缓凝塑化的作用。但外加剂的用量一般不超过5%，虽然其配比含量较低，但是其作用不可小觑，在防止大块混凝土出现裂缝的同时降低混凝土的压缩时间，不同的外加剂有着不同的应用效果，有利于后续大块混凝土的养护，有效降低了混凝土的成本，并延长了混凝土的使用寿命。2.3混凝土外加剂的作用原理2.3.1引气剂的作用原理大体积混凝土在浇灌施工的过程中，常常出现流动性不足的问题，其这不利于混凝土的均匀搅和，在这种情况下，混凝土材料的利用率不高，混凝土的质量也会受到影响。引气剂的化学构成为阴离类的表面活性剂，其在水中溶解，会产生化学反应，大量的微小气泡均匀分散在混凝土内部，形成较为稳定的液相膜，这使得液体与空气的接触面积变大，从而使得混凝土更容易被混合。因此，引气剂被广泛应用于水工混凝土中，常用添加剂包括松香皂和热聚物等。2.3.2缓凝剂的作用原理一般来说，混凝土在水化与硬化的过程中会变得更加坚固，因此，混凝土的水化与硬化也是非常重要的过程，但是在大体积混凝土的水化和硬化中，一般会产生大量的热，这些热散发后，会使得混凝土出现较大的裂缝，不利于混凝土功能的强化。但添加有机类缓凝剂后，缓凝剂可以在水泥颗粒表面形成同性电荷亲水膜，使得水泥颗粒无法溶合凝结，从而降低了混凝土水化和硬化的时间。在混凝土中添加无机类缓凝剂，可以在水泥颗粒表面形成化学分子膜，这些化学分子膜的溶合难度较大，从而延长了水泥正常的水化和硬化时间作用，在这一过程中，水泥前期产生的水化热也减少了，从而给现场水泥的搅拌和浇灌争取了更多的时间。但缓凝剂的使用受到季节的限制，在天气炎热的夏天，大体积混凝土施工中应合理控制缓凝剂的添加量，以免影响到混凝土的早期强度。2.3.3早强剂的作用原理早强剂在大面积混凝土的施工中较为普遍，这类外加剂主要用来提升混凝土材料的早期强度，使得混凝土的养护周期得以缩短，从而控制混凝土施工的进度。只要混凝土的早期强度得到了充分的提升，后续的施工也就更加方便，施工工艺也可以得到充分的落实。在大体积混凝土施工的过程中，需要重点考虑工程建设对混凝土材料的性能要求，如对于提出防冻要求和温度变化适应能力要求的混凝土来讲，需要合理添加早强剂。在具体的施工操作中，尤其是预制构件工程的施工中，强度和防冻性能是最重要的指标之一，因此，早强剂在这种工程中的使用较多，其中较为常见的有氯化物系及硫酸盐系等，比如硫酸类早强剂在不同种类混凝土中发生的化学反应不尽相同，当遇到Na2SO4时会直接溶解于水，并水化成为Ca(OH)2，生成新的Ca0和CaS04，其中的CaS04有很强的化学活性，从而使得水泥中Ca4A16SO16的含量大大增加，从而使得水泥凝固的时间被大大缩短，从而满足了早期强度的条件。2.3.4膨胀剂的作用原理混凝土拌制过程中膨胀剂的使用，可以防止混凝土因变形、收缩而产生裂缝，尤其当施工环境中的温度变化较为频繁时，膨胀剂就派上用场了，使得混凝土内部结构在一定时间内保持一定的形状，混凝土的应力平衡在一定的限度内，裂缝也就不会很快出现，这对混凝土结构密实性、完整性和防渗性等的提升有着积极的效果。因此，膨胀剂在现代建筑施工中应用较为普遍，可以充分提升混凝土的性能，从而保障工程项目的质量和安全性。在应用膨胀剂的过程中，需要把握好量和使用部位，否则将会产生适得其反的作用。一般来说大体积混凝土中所使用的膨胀剂有氧化钙、硫铝酸钙、氧化镁及复合膨胀剂等，不同的膨胀剂的有缺陷不尽相同，不同的项目根据实际施工要求来选择合适的膨胀剂类型，但总的来说，膨胀剂被广泛应用于侧墙混凝土施工、钢管混凝土施工以及排水管道混凝土施工等对混凝土结构安全等级要求较高的工程中，其使用不仅可以提升施工的质量，还可以促进项目成本的控制。比如在大体积混凝土中添加适量的复合膨胀剂后，钙矾石晶体与水泥中矿物质产生化学反应，从而消耗大量的Ca(OH)2，减低了混凝土中的Ca2+含量，却增加了SO2-含量以及C3S颗粒与混凝土中水分的接触机会，促进了C-S-H凝胶这一水化产物的出现，其对混凝土矿物结构骨架的稳定有很大的作用，使得混凝土早期强度和水泥内部体积都得到了显著的增加。符合膨胀剂的使用量会直接影响到混凝土的干缩、低水胶比，因此，不应添加过多，否则膨胀应力严重高于混凝土结构承载限度，也会导致裂缝的产生。2.3.5减水剂的作用原理减水剂作为一种良好的表面活性剂，其可以吸附混凝土中的水泥颗粒，这些颗粒因为带有同种电荷从而被分离开来，使得水泥与水的表面张力降低，二者的接触面积也就更大了，水泥颗粒中的水分被充分释放出来，从而在发生反应的过程中降低水泥或水用量，但不会影响到混凝土的强度。减水剂的使用可以提升混凝土材料的流动性，一般来说，只要混凝土成分的配比不变，减水剂的添加可以在不影响材料强度的情况下增加混凝土坍落度，进一步完善混凝土浇筑施工提供条件。当坍落度确定后，在水分降低的情况下，减水剂的添加可以促进混净土强度的增加以及施工质量的提升。但是减水剂的添加量也需要做到适当控制，这样才能使得施工材料中的水分控制在一定的限度内，建筑结构的强度和硬度才能得到充分的提升。在减水剂的使用下，不仅混凝土的性能可以得到提升，一部分水泥材料还可以被节省起来，而且混凝土也可以不出现离析、泌水等问题，混凝土的凝固会被延时，从而给混净土的加工争取了更多的时间，混凝土结构的整体抗冻性和抗渗性都得到了提升。但是，技术人员在使用减水剂的过程中，需要根据实际要求来严格控制其添加量，从而使得混凝土性能良好。常见的减水剂包括萘系减水剂、木质素系减水剂、树脂系减水剂和复合减水剂等级种类，不同减水剂有着不同的作用，可以根据工程的实际来添加。第三章外加剂在大体积混凝土中的应用方法3.1精确计算体积混凝土外加剂使用量混凝土工程施工过程中需要根据现场情况选用外加剂，外加剂在不同环境下与混凝土原材料产生不同的反应机制，对混凝土工程主要工作性能和建筑工程结构强度产生直接影响。因此，对用于混凝土工程的外加剂使用量必须要经过精确计算，针对施工现场实际环境，做好外加剂使用施工工艺方案，依据工程技术标准进行实验室试验外加剂配合比测定，测定外加剂投入最佳含量，掺入外加剂数量以胶凝材料为对照基础，选用外加剂品种和数量均应严格控制，超量时可能影响混凝土早期强度甚至在后期产生裂缝，投入数量不足时则难以实现调节混凝土工作性能目的。当前，根据混凝土泵送期间形成的坡度情况，在每一个浇筑带的前后布置两道振动器，一道布置到混凝土出料口中，主要是解决上部混凝土的振实现象，另外一个布置在混凝土坡脚位置处，以此增强下部混凝土的密实性。3.2改良体积混凝土施工工艺建筑工程施工工艺也会对大体积混凝土的施工质量产生影响，为了防止混凝土施工质量受到影响，需要完善混凝土施工工艺流程和施工方法，并且在施工的过程中预留一部分的改良空间，使得施工工艺可以根据实际情况来加以完善。目前，我国城镇化进程不断加快，建筑施工的规模也在不断扩大，建筑施工项目的设计也更加复杂和细致，给施工带来了更大的难度。在这种情况下，大体积混凝土的利用率也在不断增加，要想丰富混凝土施工工艺形式，就需要加强外加剂的利用，而且外加剂的添加需要让专业的施工技术人员负责，使其可以根据不同施工条件和实际来创新、改良外加剂的使用，充分保障施工效率和工程质量的稳定性，确保混凝土工程质量达到设计、施工和规范的要求。在施工的过程中，施工技术人员通常会采取降低水灰比的方式来减少用水量，以便降低混凝士的收缩性。在大体积混凝土的初凝到终凝这一阶段，裂缝会普遍出现，为了防止裂缝的出现，需要采用初凝抹压的方式，在一定程度上控制混凝土早期收缩裂缝。3.3创新发展多种复合型外加剂混凝土外加剂作为一种化工产品和建材产品而存在，其也随着化工行业和建材行业的变化在进行更新换代，以便满足市场的多元化需求，从而促进产品价值的最大化。在对现有的单一外加剂进行改良的情况下，出现了很多功能更为多样的复合外加剂。我国建材行业生产商结合当前国家鼓励发展新型循环经济的实际，加大了对工业、建筑废料的利用程度，使得不少工业废料被转化为混凝土施工中经常使用的外加剂，满足建材产业向环保方向发展需求，提升产品应用效益和科技含量。第四章外加剂在大体积混凝土中的应用应注意的问题4.1结合施工条件进行使用目前，外加剂被广泛应用于建筑工程的施工中，但是外加剂的使用量却需要符合施工的实际，在施工的过程中，需要根据环境的限制条件严格控制其数量和用法，这些环境因素包括施工现场实际条件、混凝土施工工艺、气候环境等，在综合考虑多种因素的情况下来选择合适的外加剂，并对其进行合理控制。否则，随意使用只会降低工程的质量，并增加工程施工的成本。4.2购买质量合格的外加剂当前我国建材行业发展速度比较快，建材行业厂家研发的外加剂产品种类繁多，产品功能多种多样，加上建材市场中竞争大，原材料质量鱼龙混杂，很多建材产品真假难辨，选择型号适当的合格外加剂是重要前提，避免购买假冒伪劣产品影响了工程进度。对采购进场使用的外加剂，要严格检查质量是否满足施工实际要求，认真阅读产品说明书，并经实验室多次配合比试验，还应符合材料质量检测规范要求。例如现场中选用减水剂掺入混凝土中，掺入减水剂后的混凝土与掺入前进行比较，最后计算出减水剂使用最佳含量。施工前，选取好水泥的型号以及规格，在对现场所使用的混凝土原材料进行对比的基础之上选择性价比最高的产品以及合适的混凝土骨料，以方便混凝土的施工。4.3根据不同浇注部位选择不同的外加由于混凝土的不同部位对强度的要求不一样，外加剂的种类选择和使用量也不尽相同，在平时的施工中，需要根据浇筑部位的实际情况来选择外加剂，即使是同一种外加剂，其在不同性能的水泥中使用所产生的化学反应也不一样。因此，在使用外加剂的过程中，需要合理选择品种，做好工程质量建设，现在实验室对不同品种水泥使用同一外加剂的化学反应效果进行对比测试，从而根据实际情况选择更好地外加剂。在这方面，需要杜绝经验主义，绝不可根据施工经验来随便选择外加剂种类和使用量，否则将产生适得其反的效果。浇注工作结束后，还需要加强对浇注部位的养护，比如使用蓄水方式来进行保温养护，在表面储存相对高度的水分，避免混凝土内部水热化温度过度流失，通过控制混凝土表面温度与内部中心温度的差值来增强混凝土的抗温度变化能力。4.4使用新型外加剂需要控制工程结构质量混凝土外加剂既属于化工行业也属于建材行业产品，产品更新换代较快。目前，为了保障大体积混凝土施工的需求，很多新型的外加剂被研发出来，比如复合膨胀剂等，这些新型的外加剂不仅可以满足环保的要求，还可以更好地提升工程的质量，但是其应用也需要加强注意。在使用之前，需要加强对工程结构质量的控制，事先在专业检测实验室检测外加剂的化学特性,如膨胀剂物理、化学性能，化学特性中的氧化镁含量、总碱量、氨的限量，物理特性中的细度、凝结时间，限制膨胀率、抗压强度对钢筋锈蚀作用等参数指标，符合质量要求再进行试配检测。第五章结论总之，在大体积混凝土的施工中，需要格外注重混凝土的施工质量，并杜绝一切影响施工质量的因素，由于裂缝是大体积混凝土施工中普遍存在的问题，需要采取切实有效的控制措施。而外加剂的使用则可以很好地控制这一问题，比如有引气剂、缓凝剂、早强剂、膨胀剂、减水剂、防冻剂等，这些外加剂种类不同，作用也不尽相同，为了使得混凝土性能满足施工要求，而且降低水泥等材料的使用量，还需要控制不同外加剂的添加量。本文在分析引气剂、缓凝剂、早强剂、膨胀剂、减水剂等的作用原理基础上指出了外加剂的在大体积混凝土中应用存在的方法，包括精确计算体积混凝土外加剂使用量、改良体积混凝土施工工艺、创新发展多种复合型外加剂等，但在应用的过程中，还