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混凝土外加剂发展史

 

发布时间:2021-01-04    字号:【

    混凝土外加剂是指为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质。起初,混凝土外加剂仅仅是为了节约水泥,而随着混凝土外加剂种类的不断增多,其更多地用于提高混凝土的性能,使得建筑施工进度加快,施工过程更加方便。不同的外加剂品种也有不同的作用。 

   

    发展历史 

    第一阶段 

    20世纪30年代初,美国、英国、日本就已经在公路、隧道、地下工程中使用防冻剂、引气剂、塑化剂和防水剂。早期使用的外加剂主要是氯化钙、氯化钠、松香酸钠、木质素磺酸盐和硬脂酸皂等化学物质。20世纪60年代,混凝土外加剂较快发展。 

    第二阶段 

    1824年英I.Aspdin获得波特兰水泥专利,水泥混凝土得到了广泛的应用。 

    第三阶段 

    1962年日本服部健一首先将萘磺酸甲醛缩合物(n≈10)用于混凝土分散剂,1964年日本花王石碱公司作为产品销售。 

    第四阶段 

    1963年联邦德国研制面功三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物,同时出现了多环芳烃磺酸盐甲醛缩合的。 

    第五阶段 

    1966年日本首先应用高强混凝土,开始生产预应力混凝土桩柱。 

    第六阶段 

    1971到1973年,德国首选将超塑化剂研制成功流态混凝土,混凝土垂直泵送高度达到310m。 

   

    混凝土材性的改进 

    通过改变混凝土组分的比例、特性,或者添加其它外加剂,能够制备出不同特性的混凝土。例如常用的高强混凝土、抗渗混凝土、微膨胀混凝土、低水化热混凝土、低活性混凝土、加气混凝土、轻质混凝土、早强混凝土、超高泵送混凝土等。 

 

 

    高强混凝土 

    20世纪初,水灰比等学说初步奠定了混凝土强度的理论基础。20世纪60年代以来,高效减水剂、高分子材料、多种纤维的应用,研究出了强度越来越高的混凝土材料。高性能混凝土HPC是混凝土材料发展的一个方向,所谓高性能是指高强度、高耐久性、高流动性等。 

 

    在实际工程中,美国西雅图双联广场(Two Union Square)超高层,要求泵送混凝土弹性模量达到50GPa,抗压强度标准值131MPa。工程实测的混凝土56d抗压强度标准值达到133.5MPa。 

   

    纤维增强混凝土 

    为了改善混凝土的抗拉性能和延性,研制了纤维增强混凝土。常见的有钢纤维、耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维或尼龙合成纤维混凝土等。有研究表明:钢纤维掺量体积分数在1%~2%左右,混凝土的抗拉强度可提高40%~80%,塑性变形能力大幅提高。 

 

   斯图加特联邦园艺展览会(Federal Garden Exhibition),采玻璃纤维混凝土建造的跨度26m的壳体结构,平均厚度仅15mm,展示了纤维增强混凝土的潜力。 

 

    轻质混凝土 

    轻质混凝土的表观密度可减小至400~1800kg/m3,但其强度和弹性模量也有一定的降低。常用的有轻集料混凝土、泡沫混凝土、加气混凝土、轻骨料大孔混凝土等。除了用作保温隔热材料以外,现在大跨度、大悬挑结构以及桥梁结构中,也常采用轻质混凝土楼板以减小结构的自重。 

   

    高延性混凝土 

高延性混凝土是基于细观力学的设计原理,以水泥、石英砂等为基体的纤维增强复合材料,与普通混凝土相比具有高强度、高韧性、高抗裂性能和高耐损伤能力。 

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