刘加平：外加剂对混凝土质量控制的影响

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　　一、研究背景

　　我国目前水泥和混凝土的用量占全球用量的50%以上，尤其在国家重大工程水电、核电、高铁、地铁等项目上混凝土的质量一直是关注重点，对混凝土的质量要求也越来越高，对混凝土行业提出了更多的挑战，现代结构与严酷环境，超高层、超大体积、复杂结构建筑要求混凝土的初始流动性好，保持时间要长。

　　同时混凝土组分越来越复杂，质量控制越来越难，水泥生产时混合材的掺入，混凝土搅拌时掺合料的添加，尤其是废石膏，和大量工业废渣，大量低品位骨料的添加，虽然可以实现固体废弃物的无害化、资源化利用，但使混凝土组分更复杂，初始分散慢，分散保持更难，质量控制更难。使混凝土出现很多问题，流动性不足，导致混凝土不均匀，不密实，流动性损失快，易堵泵，难以浇筑 ，后期自收缩，结构性开裂，耐久性降低，缩短了混凝土构筑物的服役寿命，使工程隐患增多。新型高性能外加剂为解决上述问题提供了技术途径，

　　二、高性能外加剂的开发

　　总体思路是从外加剂适应性差、初始流动性不足、流动性保持难、收缩开裂这四大方面出发，从外加剂的分子构效关系来解决混凝土高分散、高适应性、快分散、流动性保持、减缩抗裂等问题。

　　1.高分散关键技术

　　高减水型聚合物外加剂增大空间位阻效应，改善吸附性提高饱和掺量，有效改善吸附特性，提高饱和吸附量，极限减水提升至50%以上，为低水胶比、超高强混凝土提供了技术支撑。

　　2.高适应性关键技术

　　高适应性聚合物外加剂增加优先吸附驱动力，弱化氢键作用解决了骨料含泥量高、SO42-含量高条件下混凝土初始流动度不足的难题。

　　3.快分散关键技术

　　快分散降粘型聚合物外加剂提高电荷密度主链提升初始吸附驱动力，增加多支化长侧链增加水膜层厚度，降粘型单体降低溶液粘度，解决了低水胶比、大掺量工业废渣复杂组分混凝土初始分散慢、粘度大的难题。

　　4.流动性保持关键技术

　　高温长时间保坍型外加剂的长侧链M=2000~5000可以减少早期水化掩埋，通过水解型侧链快速补充高温损失，缓释基团主链持续补偿长时间损失实现了高温环境下复杂组分混凝土流动性的多阶段调控，中低坍落度保坍型外加剂的亲水性网络交联技术降低用水量敏感性逐步水解提供保坍，快速水解型聚醚单体快速释放补充早期损失，满足了核电、水电混凝土流动性保持的特殊需求。