【采用优选法确定混凝土外加剂掺量的方法研究】 混凝土外加剂掺量

　　【摘 要】混凝土外加剂在工程中的应用越来越受到重视，外加剂的添加对改善混凝土的性能起到一定的作用，但外加剂的选用、添加方法、添加数量及适应性将严重影响其发展。本文给出了混凝土外加剂掺量的确定方法。

　　【关键词】混凝土；外加剂；掺量；方法

　　1. 混凝土外加剂简称外加剂，是指为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质。按主要功能分为四类

　　（1）改善混凝土拌合物和易性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。

　　（2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。

　　（3）改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。

　　（4）改善混凝土其他性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。

　　混凝土外加剂在工程中的应用越来越受到重视，外加剂的添加对改善混凝土的性能起到一定的作用，但外加剂的选用、添加方法及适应性将严重影响其发展。混凝土外加剂的掺量一般不大于水泥质量的5%。混凝土外加剂产品的质量必须符合国家标准《混凝土外加剂》（GB 8076-2008）的规定。

　　2. 外加剂的影响

　　混凝土中外加剂的用量与砂、石、水泥及水相比，虽然很少，但却显著地影。向混凝土的性能（如和易性、强度、凝结时间等）及经济指标。特别是掺缓凝剂、缓凝减水剂、引气剂时，掺量少不显效，而一旦超掺量使用就使浇筑的混凝土不凝结硬化或严重降低强度，造成工程事故。

　　3. 外加剂掺量的确定原则

　　3.1 外加剂的掺量应按以混凝土中胶凝材料（水泥牛掺合料）总质量的质量百分比表示或以mL/Kg胶凝材料表示。

　　3.2 外加剂（减水剂）的适宜掺量体现在，掺量较少时，混凝土拌合物的流动性增加得较少；掺量过多时，流动性并不成正比增加；只有在一个狭小的最佳掺量范围内减水剂量稍一增加，拌合物的流动性才有显著提高。适宜掺量范围即为上升段转入上部平缓段的区间，类似“马鞍状”。生产厂家的产品说明书中提供的是某种外加剂使用时的掺量范围（适宜掺量），而使用单位必须通过混凝土试配确定外加剂的合理掺量，即技术经济最合适的外加剂最佳掺量。不同类型的外加剂的掺量具有一定的规律，通常，无机盐类早强剂掺量为胶凝材料质量的1﹪～2﹪；有机缓凝剂掺量为0.02﹪～0.1﹪；引气剂掺量为0.02﹪～0.1﹪；普通减水剂0.2﹪～0.3﹪；高效减水剂0.5﹪～1.0﹪。同一种外加剂用于不同混凝土时掺量也不尽相同，例如：高效减水剂用于蒸养混凝土时掺量为0.3﹪～0.5﹪，用于普通混凝土掺量为0.5﹪，用于流态混凝土掺量为0.75﹪，用于高强混凝土掺量为1.0﹪。硫酸钠早强剂用于蒸养混凝土时掺量为1.0﹪，掺量超过2﹪，蒸养后的试体胀高，强度降低。另外，复合高效减水剂在相同减水率时比单一高效减水剂掺量减少一半。后掺法不但使超塑化剂掺量减少，而且对其他外加剂也有同样效果。

　　3.3 影响外加剂掺量的因素较多，水泥品种、细度、矿物组成、混合材如对矿渣水泥高效减水剂掺量少于普通硅酸盐水泥，比表面积大，C3A含量高的水泥高效减水剂掺量应多一些；拌合物的起始流动度、气温等。由此，可以认为决定外加剂掺量的因素如下：

　　（1）外加剂的品种。

　　（2）外加剂的应用范围。

　　（3）水泥品种和活性、比表面积、矿物组成及混合材等。

　　（4）混凝土组成材料及其配合比、单位胶凝材料用量、单位用水量等。

　　（5）外加剂复合方式（成分与比例）。

　　（6）外加剂掺入方法（同掺或后掺）。

　　总之，只要掌握了外加剂和混凝土的性能，以及它们变化的规律，并通过试验确定外加剂的合理掺量，就可以以最少掺量获得最好的技术经济效果。

　　4. 优选法确定混凝土外加剂掺量

　　4.1 外加剂掺量试配试验实例（供参考）：外加剂试配试验一般是按照产品说明书所推荐的掺量范围，采用优选法来进行。

　　4.2 优选法即黄金分割法，其实质是，在所选择的整体！ 的范围内，有这样两个最佳对比点，它们符合对称性和相似性的要求，这两个对比点就是0.382和0.618。注意：在0.382和1之间，原来0.618. 那点正好是其间的0.382，而在0 和0.618. 之间，原来0.382那点正好是其间的0.618.，这是所谓的对称性和相似性。

　　4.3 下面，以实例来说明优选法的具体应用。例：CON-A 型减水剂，以产品说明书上知其掺量范围是胶凝材料总量的（25～125）×104，试用优选法进行试配试验。

　　4.4 [试验步骤]

　　（1）第1轮试验的两个对比方案：Ⅰ-25+（125-25）×0.618=86.8×10-4﹪；Ⅱ-25+（125-25）×0.382=63.2×10-4﹪；按Ⅰ、Ⅱ方案掺用CON-A 减水剂，做两组试块进行强度对比试验，如果经试验后，淘汰了方案Ⅰ而保留了方案Ⅱ，则可进行第2 轮试验。

　　（2）第2轮试验的两个对比方案：Ⅱ-第1轮试配结果为63.2×10-4﹪；Ⅲ-25+（86.8-25）×0.382=48.6×10-4﹪。Ⅱ、Ⅲ方案强度对比试验后，如方案Ⅲ被淘汰，则可进行第3轮试验。

　　（3）第3轮试验的两个对比方案：Ⅱ-保留结果为63.2×10-4﹪；Ⅳ-48.6+（86.8-48.6）×0.618=72.2×10-4﹪。Ⅱ、Ⅳ方案试块对比试验后，方案Ⅱ被淘汰，可进行第4轮试验。

　　（4）第4轮试验的两个对比方案：Ⅳ-第3轮保留结果为72.2×10-4﹪；Ⅴ-63.2+（86.8-63.2）×0.618=77.8×10-4﹪；Ⅳ、Ⅴ方案

　　试块强度对比试验后，如果方案Ⅴ试块强度更高，则最后即可选用方案Ⅴ，CON-A 型减水剂的掺量为77.8×10-4﹪，相当于万分之0.778。一般的优选法试验做四轮对比试验已足够准确，由于相似性和对称性，， 轮试验只用了5个方案，而且逼近最佳值的速度较快，所以优选法是一种实用、经济、而又易于掌握的科学试配方法。

　　参考文献

　　[1] 张雄，张永娟. 现代建筑功能材料[M]. 化学工业出版社，2009.

　　[2] 田培，王玲. 国家标准GB 8076-2008《混凝土外加剂》应用指南 [M].中国标准出版社， 2009.

　　（上接第68页）

　　探地雷达发射电磁脉冲，并在较短时间内穿透路面，脉冲反射波被无线接收机接收，数据采集系统记录返回时问和路面结构中的不连续电介质常数的突变情况。路面各结构层材料的电介质常数明显不同，因此，电介质常数突变处，也就足两结构层的界面。根据测知的各种路面材料的电介质常数及波速，则可计算路面各结构层的厚度或给出含水量、损坏位置等资料。探地雷达检测沥青路面厚度，路面脱空、裂缝、陷落、空涧等病害。其检测速度可达80Km/h以上，最大探测深度大于60cm.目前在公路无损检测方面，探地雷达已取得了较好的效果，而且还有更为广阔的应用前景。

　　5. 结束语

　　综上所述，沥青路面检测的各项技术正在不断发展。并呈现以下发展趋势：由静态检测向动态检测发展，由手工方式向自动化发展，由有损检测向无损检测发展，由单项检测向集成检测发展。