
我國水泥和混凝土外加劑的研究與發(fā)展(續(xù))
發(fā)布時(shí)間: 2005-03-22 00:00 查看: 2742次
四、研究與發(fā)展方向
根據(jù)以上情況,筆者認(rèn)為要加速我國外加劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,應(yīng)加強(qiáng)以下幾方面的工作。
1.加強(qiáng)外加劑的理論研究
(1)研究外加劑的分子結(jié)構(gòu)與其性能的關(guān)系,最終達(dá)到根據(jù)性能要求來設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)。
(2 )加強(qiáng)外加劑的作用機(jī)理的研究。
主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:
一是從流變學(xué)角度研究外加劑對新拌混凝土的作用。涉及外加劑分子在水泥顆粒表面的吸附動(dòng)力學(xué)以及水泥顆粒的分散機(jī)理。
二是研究外加劑對水泥水化動(dòng)力學(xué)的作用,最終目的是導(dǎo)出水化動(dòng)力學(xué)模型。
三是研究外加劑對硬化水泥漿體的作用。主要是外加劑對水化產(chǎn)物大小、形態(tài)、化學(xué)成份、比表面積、聚合度以及微觀結(jié)構(gòu)的影響,從而解釋外加劑對混凝土工程力學(xué)性能的作用機(jī)理。
2.加強(qiáng)以工業(yè)廢料為原料的經(jīng)濟(jì)型外加劑新品種的開發(fā)
目前水泥外加劑的品種約有20多種,混凝土外加劑品種已超過300種,而且還在不斷增加。今后外加劑新品種的開發(fā)方向是利用新技術(shù)和工業(yè)廢料,使外加劑的成本降低,使用效果提高。結(jié)合我國生產(chǎn)情況,應(yīng)加強(qiáng)下列類型的外加劑的研究和發(fā)展。
(1)以工業(yè)廢料為原料合成的外加劑
以化工原料生產(chǎn)的外加劑,價(jià)格昂貴,嚴(yán)重影響了混凝土外加劑的推廣應(yīng)用;而大量可開發(fā)工業(yè)廢料的排放,不僅造成資源浪費(fèi),而且影響環(huán)境。加強(qiáng)以工業(yè)廢料為原料的外加劑的研究與開發(fā),對廢物的綜合利用、環(huán)境治理及降低外加劑生產(chǎn)成本有著極為重要的意義。
(2)高效多功能的復(fù)合外加劑
目前國內(nèi)外都在普遍研究使用復(fù)合外加劑,以滿足工程對混凝土多種性能的需要。在許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家,混凝土已經(jīng)商品化,建筑工地不需要任何混凝土原料及拌制設(shè)備,而是由混凝土攪拌站根據(jù)工地要求把合格的預(yù)拌混凝土送達(dá)工地。不同工地對混凝土性能要求往往不相同,即使是同一工地,在不同部位的混凝土性能要求也有差別,也可能要求混凝土具備多種性能。如果在拌制混凝土?xí)r使用多功能的復(fù)合外加劑就可增加混凝土對各種工程的適應(yīng)性,從而簡化混凝土的生產(chǎn)工藝,降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效益。總之,外加劑走復(fù)合的道路,是大有發(fā)展前途的。
(3)特殊功能的外加劑
如堿-骨料反應(yīng)消減劑、抗沖蝕外加劑、返回混凝土激發(fā)劑和穩(wěn)定劑、廢渣激發(fā)劑和阻蝕劑等。近年來美國又開發(fā)了一種砂漿緩凝劑,摻有這種外加劑的砂漿存放帶蓋的容器中24h后稠度基本不變,然而將它砌在磚上則又能正常凝結(jié)。
3.加強(qiáng)外加劑使用技術(shù)的研究
隨著外加劑在混凝土中應(yīng)用技術(shù)研究工作的日益深入,人們普遍發(fā)現(xiàn)減水劑尤其是高效減水劑對某些特定的水泥存在所謂“不相適應(yīng)”的問題,具體表現(xiàn)為塑化效果低,混凝土坍落度損失大及混凝土凝結(jié)極快,有的甚至出現(xiàn)瞬凝現(xiàn)象。由于常常帶來硬化后混凝土的物理力學(xué)性能明顯下降,嚴(yán)重影響工程質(zhì)量,甚至造成質(zhì)量事故。目前國內(nèi)外普遍開展了對減水劑與水泥不相適應(yīng)的原因研究,但至今尚無統(tǒng)一認(rèn)識。比較有代表性的觀點(diǎn)認(rèn)為與水泥中C3A和CaSO4的含量及其存在形式有關(guān),即與減水劑對水泥早期水化過程及鈣礬石的形成機(jī)制有關(guān)。
4.加速外加劑的推廣應(yīng)用
如前所述,我國混凝土外加劑雖品種較多,但使用面與發(fā)達(dá)國家比,差距較大。究其原因,除了上述價(jià)格、質(zhì)量、生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)之外,另一重要原因是對外加劑使用的意義認(rèn)識不足。因此,加強(qiáng)外加劑推廣應(yīng)用,在土建工程技術(shù)人員中普及外加劑技術(shù),是加速發(fā)展我國外加劑產(chǎn)業(yè),提高我國混凝土總體水平,確保工程質(zhì)量的一個(gè)重要方面。
混凝土強(qiáng)度及耐久性大大提高,外加劑起到了混凝土工藝不能起的作用,并且也推動(dòng)了混凝土技術(shù)的發(fā)展,然而,如果外加劑使用不當(dāng),則往往不能達(dá)到預(yù)期效果,甚或出現(xiàn)質(zhì)量事故。因此,加強(qiáng)外加劑使用技術(shù),加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理,提高廣大施工技術(shù)人員外加劑應(yīng)用方面的知識,是搞好我國混凝土外加劑推廣應(yīng)用的重要一環(huán)。
五、結(jié)束語
近些年來,我國在水泥和混凝土外加劑研制、生產(chǎn)、應(yīng)用諸方面取得了較大進(jìn)展,各種高強(qiáng)高性能混凝土發(fā)展迅速,但也存在著外加劑生產(chǎn)技術(shù)落后、質(zhì)量不穩(wěn)定、綜合開發(fā)落后、推廣應(yīng)用不力等問題。所有這些問題,有待于從事混凝土外加劑研究、生產(chǎn)和推廣使用等各界人士去解決。相信在不久的將來,我國在水泥和混凝土外加劑方面,必將出現(xiàn)一個(gè)嶄新的局面。
參考文獻(xiàn):
1.張冠倫等,《混凝土外加劑原理與應(yīng)用》中國建筑工業(yè)出版社1998.4
2.馮浩等,《混凝土外加劑工程應(yīng)用手冊》中國建筑工業(yè)出版社1999.2
3.洪平,《特種水泥》中國建筑工業(yè)出版社1998.3
根據(jù)以上情況,筆者認(rèn)為要加速我國外加劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,應(yīng)加強(qiáng)以下幾方面的工作。
1.加強(qiáng)外加劑的理論研究
(1)研究外加劑的分子結(jié)構(gòu)與其性能的關(guān)系,最終達(dá)到根據(jù)性能要求來設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)。
(2 )加強(qiáng)外加劑的作用機(jī)理的研究。
主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:
一是從流變學(xué)角度研究外加劑對新拌混凝土的作用。涉及外加劑分子在水泥顆粒表面的吸附動(dòng)力學(xué)以及水泥顆粒的分散機(jī)理。
二是研究外加劑對水泥水化動(dòng)力學(xué)的作用,最終目的是導(dǎo)出水化動(dòng)力學(xué)模型。
三是研究外加劑對硬化水泥漿體的作用。主要是外加劑對水化產(chǎn)物大小、形態(tài)、化學(xué)成份、比表面積、聚合度以及微觀結(jié)構(gòu)的影響,從而解釋外加劑對混凝土工程力學(xué)性能的作用機(jī)理。
2.加強(qiáng)以工業(yè)廢料為原料的經(jīng)濟(jì)型外加劑新品種的開發(fā)
目前水泥外加劑的品種約有20多種,混凝土外加劑品種已超過300種,而且還在不斷增加。今后外加劑新品種的開發(fā)方向是利用新技術(shù)和工業(yè)廢料,使外加劑的成本降低,使用效果提高。結(jié)合我國生產(chǎn)情況,應(yīng)加強(qiáng)下列類型的外加劑的研究和發(fā)展。
(1)以工業(yè)廢料為原料合成的外加劑
以化工原料生產(chǎn)的外加劑,價(jià)格昂貴,嚴(yán)重影響了混凝土外加劑的推廣應(yīng)用;而大量可開發(fā)工業(yè)廢料的排放,不僅造成資源浪費(fèi),而且影響環(huán)境。加強(qiáng)以工業(yè)廢料為原料的外加劑的研究與開發(fā),對廢物的綜合利用、環(huán)境治理及降低外加劑生產(chǎn)成本有著極為重要的意義。
(2)高效多功能的復(fù)合外加劑
目前國內(nèi)外都在普遍研究使用復(fù)合外加劑,以滿足工程對混凝土多種性能的需要。在許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家,混凝土已經(jīng)商品化,建筑工地不需要任何混凝土原料及拌制設(shè)備,而是由混凝土攪拌站根據(jù)工地要求把合格的預(yù)拌混凝土送達(dá)工地。不同工地對混凝土性能要求往往不相同,即使是同一工地,在不同部位的混凝土性能要求也有差別,也可能要求混凝土具備多種性能。如果在拌制混凝土?xí)r使用多功能的復(fù)合外加劑就可增加混凝土對各種工程的適應(yīng)性,從而簡化混凝土的生產(chǎn)工藝,降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效益。總之,外加劑走復(fù)合的道路,是大有發(fā)展前途的。
(3)特殊功能的外加劑
如堿-骨料反應(yīng)消減劑、抗沖蝕外加劑、返回混凝土激發(fā)劑和穩(wěn)定劑、廢渣激發(fā)劑和阻蝕劑等。近年來美國又開發(fā)了一種砂漿緩凝劑,摻有這種外加劑的砂漿存放帶蓋的容器中24h后稠度基本不變,然而將它砌在磚上則又能正常凝結(jié)。
3.加強(qiáng)外加劑使用技術(shù)的研究
隨著外加劑在混凝土中應(yīng)用技術(shù)研究工作的日益深入,人們普遍發(fā)現(xiàn)減水劑尤其是高效減水劑對某些特定的水泥存在所謂“不相適應(yīng)”的問題,具體表現(xiàn)為塑化效果低,混凝土坍落度損失大及混凝土凝結(jié)極快,有的甚至出現(xiàn)瞬凝現(xiàn)象。由于常常帶來硬化后混凝土的物理力學(xué)性能明顯下降,嚴(yán)重影響工程質(zhì)量,甚至造成質(zhì)量事故。目前國內(nèi)外普遍開展了對減水劑與水泥不相適應(yīng)的原因研究,但至今尚無統(tǒng)一認(rèn)識。比較有代表性的觀點(diǎn)認(rèn)為與水泥中C3A和CaSO4的含量及其存在形式有關(guān),即與減水劑對水泥早期水化過程及鈣礬石的形成機(jī)制有關(guān)。
4.加速外加劑的推廣應(yīng)用
如前所述,我國混凝土外加劑雖品種較多,但使用面與發(fā)達(dá)國家比,差距較大。究其原因,除了上述價(jià)格、質(zhì)量、生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)之外,另一重要原因是對外加劑使用的意義認(rèn)識不足。因此,加強(qiáng)外加劑推廣應(yīng)用,在土建工程技術(shù)人員中普及外加劑技術(shù),是加速發(fā)展我國外加劑產(chǎn)業(yè),提高我國混凝土總體水平,確保工程質(zhì)量的一個(gè)重要方面。
混凝土強(qiáng)度及耐久性大大提高,外加劑起到了混凝土工藝不能起的作用,并且也推動(dòng)了混凝土技術(shù)的發(fā)展,然而,如果外加劑使用不當(dāng),則往往不能達(dá)到預(yù)期效果,甚或出現(xiàn)質(zhì)量事故。因此,加強(qiáng)外加劑使用技術(shù),加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理,提高廣大施工技術(shù)人員外加劑應(yīng)用方面的知識,是搞好我國混凝土外加劑推廣應(yīng)用的重要一環(huán)。
五、結(jié)束語
近些年來,我國在水泥和混凝土外加劑研制、生產(chǎn)、應(yīng)用諸方面取得了較大進(jìn)展,各種高強(qiáng)高性能混凝土發(fā)展迅速,但也存在著外加劑生產(chǎn)技術(shù)落后、質(zhì)量不穩(wěn)定、綜合開發(fā)落后、推廣應(yīng)用不力等問題。所有這些問題,有待于從事混凝土外加劑研究、生產(chǎn)和推廣使用等各界人士去解決。相信在不久的將來,我國在水泥和混凝土外加劑方面,必將出現(xiàn)一個(gè)嶄新的局面。
參考文獻(xiàn):
1.張冠倫等,《混凝土外加劑原理與應(yīng)用》中國建筑工業(yè)出版社1998.4
2.馮浩等,《混凝土外加劑工程應(yīng)用手冊》中國建筑工業(yè)出版社1999.2
3.洪平,《特種水泥》中國建筑工業(yè)出版社1998.3
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