混凝土外加剂减缩剂的作用原理及其特点
一、混凝土减缩外加剂的作用原理
要解释混凝土减缩剂的作用机理,首先要了解混凝土干燥收缩及自收缩的机理。虽然混凝土自收缩和干缩是不同原因而导致的两种收缩,但两者产生机理在实质上可以认为是一致的,即毛细管张力理论。
对于干缩,混凝土中存在有极细的孔隙(毛细管),在环境湿度小于100%时,毛细管内部的水从中逸出(蒸发),水面下降形成弯液面,在这些毛细孔中产生毛细管张力(附加压力)使混凝土产生变形,造成干燥收缩。对于自收缩,水泥初凝后的硬化过程中由于没有外界水供应或外界水不能及时补偿(外界水通过毛细孔渗透到体系内部的速度小于由于补偿硬化收缩而形成内部空隙的速度),导致毛细孔饱和状态趋向于不饱和状态而产生自干燥,从而引起毛细水的不饱和而产生负压。
当液相的表面张力减少时,毛细管的张力也减少;毛细管孔径增大,毛细管中液面的曲率半径增大,毛细管张力也减少。考虑到增大毛细管直径虽能降低表面张力而减少收缩,但孔径的增大反而会带来其他一些缺陷,如强度和耐久性的降低等,因此,降低毛细管液相的表面张力以降低毛细管张力、减少收缩就受到人们的重视。
二、混凝土外加剂减缩剂的特点
结合减缩剂的作用机理,其要起到减少混凝土的收缩开裂的作用,首先要满足以下条件:
(1)在强碱性溶液中具有表面活性效果和足够的稳定性;
(2)溶于水后能降低水的表面张力,且该作用受温度变化的影响小;
(3)不被水泥粒子所吸附;
(4)能降低水泥水化热,但不妨碍水泥的水化;
(5)在一段时间内能使水泥浆体保持良好塑性;
(6)低挥发性;
(7)不产生异常的引气作用。
减缩剂与膨胀剂相比具有以下特点:
(1)拒量小,水剂一般为水泥用量的1%-3%,使用方便;
(2)与其他减水剂的相容性好,性质稳定;
(3)从微观结构上减少收缩,而不是抵消收缩,避免应力失衡造成开裂;
(4)可以大幅度减少混凝土收缩,提高混凝土的抗变形性能;
(5)对混凝土其他性能(凝结时间、强度、含气量等)的副作用小。
另外,混凝土外加减缩剂不改变水泥水化产物的矿物组成。对水泥混凝土含气量无明显影响。且减缩剂几乎不存在水泥适应性问题,这是因为混凝土外加减缩剂是通过水的物理过程起作用,与水泥的矿物组成和掺合料等无关,同时与其他混凝土外加剂有良好的相容性。
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