外加剂防水混凝土

　　外加剂防水混凝土是依靠掺入少量的有机或无机物外加剂来改善混凝土的和易性，提高密实性和抗渗性，以适应工程需要的防水混凝土。按所掺外加剂种类的不同可分为减水剂防水混凝土、引气剂防水混凝土、三乙醇胺防水混凝土和氯化铁防水混凝土等。

　　引气剂防水混凝土是在混凝土拌合物中掺入微量引气剂配制而成的防水混凝土。引气剂是一种具有憎水作用的表面活性物质，它能显着降低混凝土拌合水的表面张力，经搅拌可在拌合物中产生大量密闭、稳定和均匀的微小气泡，从而使毛细管变的细小、曲折、分散，减少了渗水通道。引气剂还可增加粘滞性，改善和易性，减少沉降泌水和分层离析，弥补混凝土结构的缺陷，从而提高了混凝土的密实性和抗渗性。

　　（1）主要特性

　　1）引气剂防水混凝土中适宜的气泡组织是提高混凝土抗渗性和耐久性的因素。当水泥用量较低而含气量适宜时，引气剂防水混凝土的抗渗标号可以提高。

　　2）由于引气剂防水混凝土抗渗能力较高，水不易渗入，从而减少了混凝土冻胀破坏的可能。更主要的是混凝土中引入了无数微小的密闭气孔，提高了混凝土的变形能力，吸收和减少了由于干湿、冻融交替作用所产生的体积变化和内应力，提高了混凝土的抗冻胀破坏的性能。引气剂防水混凝土的抗冻性最高可为普通混凝土的3～4 倍。故在寒冷地区的防水混凝土工程及遭受冰冻的水利、港口、道路、桥梁等混凝土工程，使用引气剂防水混凝土是最为适宜的。

　　3）引气剂防水混凝土的早期强度增长较慢，7d后强度增长比较正常。

　　这种混凝土的抗压强度随含气量增加而降低，一般含气量增加1%，28d强度约下降3%～5%，但引气剂改善了混凝土和易性，在保持和易性不变的情况下可减少拌合水量，从而可补偿部分强度损失。通常每增加1%含气量，水灰比可降低0.01～0.02。在调整水灰比及砂率后，抗压强度降低值从原来的3%～5%减少到2%左右。在这种混凝土中，强度可不降低或稍有增加。

　　4）加入引气剂后，混凝土的静弹性模量稍有降低。含气量每增加1%，弹性模量约降低3%。

　　从以上性能分析可见，引气剂防水混凝土适用于抗渗、抗冻要求较高的防水混凝土工程，特别适用于恶劣自然环境工程。

　　（2）引气剂的配制

　　目前才常用的引气剂有松香酸钠和松香热聚物，此外尚有烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠等，以前者采用较多。

　　1）松香酸钠（松香皂的配制方法：松香酸钠引气剂，是用松香或氧化树脂酸和氢氧化钠溶液加热反应配制而成的。

　　① 原材料：松香或氧化树脂酸。可直接把松香粉碎后存放一段时间备用，也可将松香融熔（约200℃）至冒青烟呈深棕色后，冷却粉碎备用。

　　采用氧化树脂酸时，可直接粉碎使用。

　　氢氧化钠溶液：溶液的浓度应根据松香皂化系数（皂化系数是指中和1g松香所需氢氧化钠的毫克数）确定，一般取160～180，以180为宜。

　　制备1L氢氧化钠溶液需要的氢氧化钠重量可按下式计算：

　　α=100K×B/C

　　式中 α---氢氧化钠重量（g）；

　　B --- 松香皂化系数；

　　C --- 氢氧化钠的纯度；

　　K --- 比例系数（0.71）。

　　② 配制方法：将氢氧化钠配制成比重为10.125～1.160的溶液备用。1kg松香粉约需1kg上述浓度的氢氧化钠溶液。

　　将氢氧化钠溶液煮沸，边搅拌边徐徐加入松香粉，加热的火要小，只要保持溶液沸腾即可。熬制过程中，要随时补充热水，以抵偿水分的蒸发，切勿使松香粉凝聚结底。全部松香加完后，在继续熬制半小时以上。

　　将熬制的松香酸钠，先取少量用水稀释，如外观澄清透明，无浑浊和沉淀物，即为皂化完全。可将松香酸钠加温水稀释至一定浓度备用。

　　2）松香热聚物的配制方法：松香热聚物是用硫酸和石碳酸将松香聚合，再用氢氧化钠中和而配制成。

　　① 原材料：

　　松香：经粉碎后过0.6mm筛孔。

　　石炭酸：工业品

　　硫酸：工业品

　　氢氧化钠：工业品

　　② 配制方法：用松香70g，石炭酸35g，硫酸1mL,氢氧化钠4g，配制100g成品。先将松香粉、石炭酸和硫酸按比例投入烧瓶中徐徐加热，并用搅拌器加以搅拌，温度控制在70～80℃，加热5～6h；然后停止加热，将氢氧化钠溶液按比例加入，继续加热2h，温度控制接近而不超过100℃；然后停止加热，并静置片刻，趁热倒入贮器中。制成的胶状松香热聚物成品应存放在阴凉处。

　　拌合混凝土用的引气剂溶液，其配合比如下：

　　氢氧化钠：引气剂：热水（70～80℃）=1：5：150

　　(3) 引气剂防水混凝土的配制

　　1）影响引气剂防水混凝土性能的主要因素：

　　① 引气剂掺量：引气剂防水混凝土的质量与含气量密切相关。而含气量的多少主要取决于引气剂的掺量。当引气剂掺量适宜时，混凝土内气泡比较细小、均匀，混凝土结构得到改善，抗渗性较高；当掺量过少时，气泡大而少，混凝土结构不均匀；掺量过多时，气泡集聚，且大小不等，密疏不一，混凝土结构组织不良，混凝土抗渗性因而受到不良影响。从改善混凝土内部结构、提高抗渗性及保持应有的混凝土强度出发，引气剂防水混凝土含气量以3%～6%为宜（见下表一）。此时，松香酸钠掺量约为0.1‰～0.3‰，松香热聚物掺量约为0.1‰。

　　引气剂防水混凝土配制要求

　　② 水灰比：水灰比不仅决定着混凝土内毛细管网的数量及大小，而且对缩所形成气泡的数量与质量也有很大影响。因此，引气剂防水混凝土的水灰比对抗性影响更显着。水灰比在某一适宜范围内，混凝土可获得适宜的含气量和较高的抗渗性。根据大量工程统计，水灰比最大不得超过0.65，以0.5～0.6为宜。引气剂防水混凝土水灰比与抗渗性的关系如下表掺（二）。

　　引气剂防水混凝土水灰比

　　③ 砂子细度：砂子细度对气泡的生成亦有不同程度的影。采用细砂可获得细小均匀的气泡，对混凝土抗渗性较为有利；采用中砂，混凝土物理力学性能较好；而采用粗砂生成的气泡大，混凝土结构不均匀，抗渗性较差。因此宜采用中砂或细砂，特别是采用细度模数在2.6左右的砂子为好。

　　（4）施工注意事项

　　1）引气剂防水混凝土宜采用机械搅拌。搅拌时首先将砂、石、水泥倒入混凝土搅拌机。引气剂应预先加入混凝土拌合水中搅拌均匀后，再加入搅拌机内。引气剂不得直接加入搅拌机，以免气泡集中而影响混凝土质量。

　　2）搅拌过程中，应按规定检查拌合物的和易性（塌落度）和含气量，使其严格控制在规定的范围内。

　　3）宜采用高频振捣器振捣，以排除大气泡，保证混凝土的抗冻性。

　　4）养护的温、湿条件对引气剂防水混凝土的抗渗性有很大影响。在5℃条件下养护，几乎完全失去抗渗能力，因此冬期施工必须特别注意温度的影响。养护湿度越高，对提高防水混凝土抗渗性越有利。