關(guān)于外加劑

從1824年阿思普丁取得水泥專利，至今近200年時間里，水泥無論從配料到生產(chǎn)，并無革命性的提升與變化，但混凝土卻有了翻天覆地的變化，主要的原因在哪里？——外加劑！
外加劑的出現(xiàn)推動了混凝土的發(fā)展，是我們可以根據(jù)需要選用不同的外加劑來實現(xiàn)相應(yīng)的性能。
比如冬季施工用防凍劑、引氣劑解決施工期間混凝土抗凍問題和硬化后耐久性問題，
夏季施工的緩凝劑克服高溫帶來的坍損快的問題，后澆帶或地下室采用膨脹劑解決抗收縮問題，
海工混凝土通過摻用阻銹劑抑制鋼筋銹蝕、噴射混凝土摻用速凝劑快硬等等等等！可以說，沒有外加劑就沒有混凝土的進(jìn)步！
但是在外加劑應(yīng)用中，基本的概念和觀念一定要有，而不能盲從盲目

我還是再強(qiáng)調(diào)一下：一定要加深對基本概念的了解和理解�。。”热缗蛎泟�，做混凝土的人都知道，混凝土硬化過程也是個收縮過程，難免產(chǎn)生裂縫，一旦開裂，又造成很多安全性和耐久性的隱患！因此，摻用膨脹劑是慣用的做法！
現(xiàn)在的膨脹劑一般是雙膨脹源：硫鋁酸鹽和氧化鈣！下面公式是反應(yīng)膨脹的機(jī)理，從這里可以看出氧化鈣與水生成氫氧化鈣，體積膨脹，硫鋁酸鹽與氫氧化鈣、硫酸鈣和水又生成帶32個結(jié)晶水的水化硫鋁酸鈣，也就是鈣礬石，水泥水化物的一種。
這個公式回答了兩個問題：
1）膨脹劑內(nèi)摻（計入膠凝材料總量）還是外摻（不計入膠凝材料）

既然有水化作用，產(chǎn)生水泥石，當(dāng)然是內(nèi)摻�。�！
2）高強(qiáng)度等級混凝土是否要摻入膨脹劑
一般而言，很難聽強(qiáng)度等級越高，自收縮越大，那么，摻入膨脹劑就是很自然想到的！但是，高強(qiáng)度等級肯定要低水膠比，比如都在0.35以內(nèi)，理論上，水泥能完全水化再加上膠凝孔毛細(xì)孔內(nèi)的水分，水膠比為0.38，所以馮乃謙先生要求高性能混凝土的水膠比要低于0.38，從公式里可以看出，膨脹劑要發(fā)生膨脹反應(yīng)，就要大量的水，高強(qiáng)混凝土里，自身水化反應(yīng)的水都不夠用，哪還有水讓你去膨脹

另外，加了膨脹劑，更要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，否則裂得更厲害，這里道理不再細(xì)講。

補(bǔ)償收縮混凝土與普通混凝土的長度變化特性

2000年左右，我在天津濱海大道做沿海高速技術(shù)支持工作，其間，很多朋友給我介紹防腐劑，設(shè)計圖紙也設(shè)計要加入防腐劑（主要是樁基），因為沿海地區(qū)腐蝕嚴(yán)重，各方都很重視！
但防腐劑當(dāng)時并無標(biāo)準(zhǔn)，沒這個提法！我便問材料經(jīng)銷商，防腐劑的機(jī)理是什么，他回答不上來。我說那我來講吧，對鋼筋混凝土，無非是防混凝土劣化或鋼筋銹蝕。對混凝土而言，防混凝土腐蝕，在濱海環(huán)境下，通過減水劑降低水膠比、通過摻入摻和料消納水化產(chǎn)生的石灰，提高密實性就可以做到，對于抑止堿-骨料反應(yīng)，理論上鋰鹽可以，但沒聽說大規(guī)模工程使用。剩下就是鋼筋，鋼筋防什么？銹蝕！樁基是絕氧環(huán)境，基本不會銹蝕！后來他告訴我，實際就是阻銹劑！

沿海地區(qū)主要的腐蝕因素就是硫酸鹽、氯離子、鎂離子等，對有堿活性骨料，還要考慮加鉀離子和鈉離子。其中，讓大家關(guān)注的就是氯離子對鋼筋的銹蝕作用。
氯離子在反應(yīng)的前后不發(fā)生變化，氯化亞鐵絡(luò)合物只是中間產(chǎn)物，終產(chǎn)物還是氯離子，也就是說氯離子參加反應(yīng)只是起到個搬運工的作用，在氫氧根離子作用下產(chǎn)生氫氧化亞鐵。
對鋼筋銹蝕，則必須有氧氣和水才能發(fā)生！
作為樁基，根本就不具備這個反應(yīng)前提！這就像非給三亞人們每人發(fā)一套防寒服！穿了還中暑呢�。�！

也就是說，樁基根本就沒有摻阻銹劑的必要，而且只有害處沒有好處！
很有意思，大概2000年左右，有個專門針對樁基防腐的研討會，邀我去做報告！我就這個專題做了發(fā)言，上臺之前，臺下好多朋友與我打招呼：來了啊......我熱情洋溢地講著講著，發(fā)現(xiàn)有點不對頭了，臺下掌聲沒了后講完，主持人很尷尬宣布有請下一位，我灰溜溜下臺了，稀稀拉拉的掌聲都沒有了，包括會議主辦方，包括臺下嘉賓，大多賣阻銹劑！
后來有次中建培訓(xùn)，培訓(xùn)間隙，我與清華大學(xué)馮乃謙老師提到以上兩個問題，他很認(rèn)可：對呀，就是這么回事，怎么很多人會不理解呢？

關(guān)于規(guī)范

既然是感悟，信馬由韁，不成體系，這留待以后再整理豐富并校正吧！我把配比設(shè)計比作炒菜，有些人認(rèn)為很貼切，有些人認(rèn)為很不妥，這也很正常，各抒己見，也能互相促進(jìn)。但這里實際上隱藏著一個問題：對規(guī)范的理解！配比是什么？配比就是N種材料的合理組合，前提是要達(dá)到什么效果、滿足某種預(yù)期要求！炒菜是根據(jù)你手邊的食材配以佐料，做出可口的菜肴！這兩者有相似，也有區(qū)別。
有的同志提，不合格的食材堅決不能用到餐桌上，不合格的原材也不能用到混凝土里！這個建議肯定是出于很善良的愿望！
但從另一個角度，譬如風(fēng)味：豆腐放壞了，按常規(guī)做法沒法吃，就得扔，但我們的先輩覺得扔掉太可惜，油炸一下，放點佐料，很好吃，就成了武漢名吃——不臭還會被認(rèn)為假冒偽劣呢！四川潮濕溫?zé)幔�古時候沒有冰箱，肉很容易變質(zhì)發(fā)臭，也是用麻辣料來遮掩肉味，同時起到殺菌作用！建筑垃圾以前根本不可能用到混凝土里，現(xiàn)在為合理利用資源，出臺相應(yīng)的規(guī)范，使之洗白，合理合法應(yīng)用！這都可以理解為對規(guī)范的理解與認(rèn)識的變遷！
我國有很多規(guī)范，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)等等等等，各自拉山頭，互不銜接，很混亂，此處不過多去說。因為歷史原因，我國早期的規(guī)范都是沿襲前蘇聯(lián)的，大概在上世紀(jì)九十年代開始，我們把眼光又投向了歐美，主要是歐盟，我們的很多規(guī)范都是這樣！
我國混凝土耐久性的研究基本也是那時候開始的，早在天津，1991年12月全國混凝土耐久性學(xué)組在天津成立，使我國混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的研究朝系統(tǒng)化、規(guī)范化方向邁進(jìn)了一步。
我國耐久性的規(guī)范，應(yīng)該脫胎于我國新千年的幾個重點工程，比如杭州灣大橋、盧浦大橋、楊浦大橋等，當(dāng)時大家都認(rèn)識到了耐久性的重要性，但沒有相應(yīng)的規(guī)范作支撐，便在一些國家重點工程上出臺了專用的設(shè)計施工指南，為工程的順利進(jìn)行起到了保駕護(hù)航作用！
其后，總結(jié)這些經(jīng)驗，我國開始了相關(guān)耐久性規(guī)范的編制工作。當(dāng)時有次會議上，陳肇元院士說：耐久性研究在我國起步較晚，但問題很突出，必須編制相應(yīng)的規(guī)范來引導(dǎo)工程建設(shè)，但一些指標(biāo)肯定有問題，我們還沒有多少資料上的積累，那么寧嚴(yán)勿松！我很贊成陳院士的提法！我也是在那前后，參考相應(yīng)資料、法規(guī)，編制了我們天津市的地方標(biāo)準(zhǔn)，在后來的修編過程中，回頭看過我自己的東西，總結(jié)這些年的經(jīng)驗，很多指標(biāo)要求確實需要修正！
河北某高速公路建設(shè)方工程科長還給我電話：前天省站來檢查，說混凝土的堿含量要控制在1.8公斤每立米，你們的指導(dǎo)書控制3公斤，這是咋回事？咋解釋？我與他講：在以前規(guī)范里確實這么要求，特大橋限制堿含量不超過1.8公斤每立米，但這一條現(xiàn)在還有人用嗎？根本就不切實際，現(xiàn)在的橋有幾座不是特大橋，按這樣的要求，全國可能一座橋都建不起來！規(guī)范編制者怎么還能容忍這樣一條要求堂而皇之的存在規(guī)范里？3公斤也是規(guī)范的要求，能達(dá)到這個就能杜絕堿—集料反應(yīng)，這個指標(biāo)也不是好達(dá)到的！
說起規(guī)范，感觸良多，規(guī)范能有效指導(dǎo)工程建設(shè)，但弄不好也會誤導(dǎo)—特別對熱情很高、經(jīng)驗不足、理解不深的年輕人！比如大的背景下：歐盟早就處于工程的維護(hù)加固期，建設(shè)量很少，對混凝土的需求很少，原材料的生產(chǎn)儲運都很規(guī)范、粒型很好、干凈，自然規(guī)范的要求就高——比如C50混凝土，歐盟要求不超過450公斤粉料每立米，這是沒有問題的；但照搬到我國，根本就做不出來，因為石子的生產(chǎn)工藝不同，針片狀含量很高，按這個要求根本沒法施工，這類問題很多，所以，我們做技術(shù)支撐會出專用指南，把指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整——在可控范圍內(nèi)！很多同志應(yīng)該去過日本，感觸很深刻的就是人家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)很規(guī)范，公用設(shè)施很精致——除去文化背景、民族個性，我覺得人家基礎(chǔ)建設(shè)方面基本飽和了，那么做的更精細(xì)也有了時間，也有了必要性！但我國還處于大規(guī)模建設(shè)階段，也得考慮這個現(xiàn)實！
這也要求，規(guī)范的編制者一定要多了解規(guī)范要求的本質(zhì)和制定的歷史背景，比如，對于橋梁，以前規(guī)范要求坍落度70-90mm，后來90-110mm，這根本就沒法施工！當(dāng)時我們放到140-180mm！很多老專家都不理解，但監(jiān)理和施工單位都很高興——好施工，質(zhì)量也好保障！當(dāng)時在秦皇島，監(jiān)理單位組織技術(shù)交流，邀我專門就這個問題進(jìn)行講解。
規(guī)范是要與時俱進(jìn)的！
我與大家講：規(guī)范是要與時俱進(jìn)的，規(guī)范是很多成功經(jīng)驗的總結(jié)，會有一定的滯后性，這一點必須考慮！我們現(xiàn)在的材料體系、結(jié)構(gòu)體系、施工技術(shù)都發(fā)生了很大變化，相應(yīng)的工藝必須要跟上！比如橋梁，早期我國的汽車很少，而且設(shè)計的載重量也不高，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車運輸、倉儲物流越來越發(fā)達(dá)，那么汽車的載重量越來越大，還有很多車私下改裝，超十倍運載，那么我國的路橋設(shè)計規(guī)范也在不停調(diào)整，以前我國的橋梁，以小跨徑、小厚度的板梁居多，后來都用箱梁或T梁，跨徑越來越大，25米，40米，50米 ......,梁體也越來越高，相應(yīng)的，含鋼量也越來越高，底板、腹板、頂板還要加入預(yù)應(yīng)力波紋管穿線，間隙越來越小，客觀上也要求必須大坍落度才能施工——這是結(jié)構(gòu)體系所決定的！另外，板梁時代，含鋼梁低，梁又矮，那時的混凝土生產(chǎn)也主要以自落式攪拌機(jī)為主，不用外加劑，小坍落度是可以的，因為不用外加劑，混凝土內(nèi)部形成很多絮凝的水囊，強(qiáng)力振搗的時候可能振散一部分，表現(xiàn)為振完坍落度加大，自然可以流到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，但現(xiàn)在應(yīng)用的外加劑，水基本都游離出來了，再振，流動性也不會有太大改觀，不用太過關(guān)注振搗引起的離析�！�—這是材料體系決定的！

另外，現(xiàn)在的混凝土運輸用罐車運，小坍落度也不可能卸料，那時使用翻斗車，所以這一切都要求坍落度要大！
規(guī)范的編制者也必須要多了解時代背景、技術(shù)變遷。比如，到現(xiàn)在很多規(guī)范里還在講斜向分層，技術(shù)培訓(xùn)會上還在大談特談眉飛色舞，我一直很反對，因為什么？那是小坍落度混凝土的工藝，現(xiàn)在的預(yù)拌混凝土，都是大坍落度，斜向分層的結(jié)果是什么？離析！��！漿石分離�。。『芏噘|(zhì)量缺陷都是這么產(chǎn)生的，除了問題還在那找原因——這才是原因，根上就錯了！

文章來源：聞寶聯(lián)