高强度混凝土外加剂的研究

陈军超李萍蔡其全陈军磊肖套伟

摘要 ：本文以聚羧酸减水剂为复配母体，分别从聚羧酸减水剂的复配方案选择、复配试验等几个方面，阐述了一种高强度混凝土外加剂的研究情况。

关键词： 混凝土外加剂 ，高强度， 减水剂， 应用

Abstract: this paper with polyethylene acid water reducing agent for blends with matrix, separately from the clustering of carboxylic acid water reducing agent blends with plan selection, blends with test, etc, and expounds a kind of high strength concrete admixture research.

Keywords: concrete additive, high strength, water reducing agent, applications

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

目前高强度混凝土的标准不仅仅体现在对混凝土强度上的要求，而且还对其流动性和耐久性提出了更高要求。混凝土要同时达到这些要求的实现方法就是在配制的过程中要尽量缩小水胶比值，要缩小水胶比值，高效减水剂就成了必不可少的材料。然而减水剂的选择很容易，但具体的施工环境是多样的，混凝土性能也存在个性化的指标。所以只是单一选择一种减水剂是很难同时应对如此众多的要求的，比如有的需要很好地防止混凝土的开裂；有的需要防冻；有的还需要降低水化热；有的需要抗热和超高泵送等等。所以必须研制一种更高强度的混凝土外加剂来解决这些问题[1]。本文运用母体减水剂的复配方式，对高强度混凝土外加剂进行了一定的探索。

1、实验用高效减水剂和其他材料的选择

对聚羧酸系减水剂掺合混凝土的综合性能的研究，目前我国还没有进行的足够细致和深入，许多单位对该产品仍处于研发阶段。本实验所采用的几种聚羧酸减水剂选自5家相对有实力和规模的聚羧酸系减水剂生产厂家。厂家编号分别以A、B、C、D、E表示。

水泥：XXXX厂生产的XXXX型号水泥；XXXX厂生产的XXXX型号水泥。

细骨料：标准砂。

2、聚羧酸减水剂的复配方案

聚羧酸减水剂的复配方案采取与缓凝组分复配和与引气组分复配两种方式。

2.1聚羧酸减水剂与缓凝组分的复配

葡萄糖酸钠、蔗糖和柠檬算是混凝土常用的缓凝剂。但通过以往施工的经验总结得知，蔗糖和柠檬酸与聚羧酸减水剂复配后，具有较好的缓凝效果和较好的防止坍塌效果，但其混凝土所表现出来的早期强度一般很难达到工程的实际需要；然而，葡萄糖酸钠复配后的效果在以上的三方面表现都非常理想：能起到很好的缓凝和防止坍塌的作用，同时还能很好适应 高热和高泵的环境或条件。另外，葡萄糖酸钠还具有一定的减水性，与聚羧酸减水剂复配后的减水效果就更加突出，更加增强了减水的效果。这样的复配方案不仅保障了工程的进展速度，而且在水胶比不变的情况下还能很好解决混凝土开裂问题，保证了工程的质量。基于以上的分析，所以本实验采用葡萄糖酸钠作为与聚羧酸减水剂的复配剂。

2.2聚羧酸减水剂与引气组分的复配

目前国内使用的传统引气剂其主要成分为松香类物质，此类引气剂存在的主要缺点是本身的溶解性能较差、与其他的外加剂的复配能力差和会降低混凝土的强度等缺点[2]。所以本实验的复配引气组分采用了非松香类产品：广东佛山生产的一种叫Zg967引气保塑剂，该产品是新一带非离子型表面活性剂，主要成分是环氧乙烷加成物。其产品的主要性能指标是：①引入的气泡质量好，呈不连续封闭球形，直径范围为0.02到0.2mm，一般情况下，其间距系数小于0.2mm，当含气量≥5%时，间距系数L＜100μm，当含气量为6%时，间距系数约为80μm，且都分布均匀，具有较高的稳定性。②水溶性极好，能与其他的外加剂能良好配伍，避免了松香类引气剂容易导致沉淀和变色等缺点，另外同样具有一定的减水效果，且分散性能、湿润、乳化和降粘等性能方面都有不同程度的良好表现。③其表现出来的抗冻性和耐久性明显都比国内传统产品优良，掺合后的混凝土具有较高的流动性、可泵性和抗折强度，能降低热传导系数，保持混凝土较高的体积稳定度和户外结构较高的耐候性。

3、聚羧酸减水剂的复配实验

复配实验过程中，要注意各组分的掺合量，比如在进行缓凝组分复配的时候，量过少则达不到缓凝的效果，量过多又过度延长了缓凝时间并影响到混凝土的后期强度；在进行引气组分复配的时候，量少则达不到引气的效果，量大又会造成混凝土强度的损失。

①净浆试验。选择XXXX水泥，然后把5个厂家的聚羧酸减水剂样品做相同掺合量的净浆试验，分别测定其流动性、减水率、凝结时间和进行和易性的考察，选择综合性能优异的两种进行下一步的复配实验。净浆试验的结果见表1。

表1：五个厂家聚羧酸减水剂的净浆试验结果

综合以上试验数据，选择厂家编号为B和D的两种减水剂作为后续试验的母体减水剂。

②B厂聚羧酸减水剂复配实验。先将B厂减水剂分成B1、B2、B3、B4四个编号的样品，然后再选择不同掺合量的缓凝组分和引气组分与五个样品进行复配试验。详细试验结果见表2。

表2：B厂不同复配样品的净浆试验结果

由表2可以看出，B3样品外加剂的复配方案情况最好，其中复配后的流动性提升了15mm,大大增加了可泵性，减水率上升了7个百分点，聚羧酸减水剂与缓凝剂、引气剂的减水效果实现了完美的叠加，另外，砂浆凝结时间非常适用于夏季炎热的施工环境。B1、B2掺合量过少，导致了减水效果不理想，B4掺合量过大，导致缓凝时间的过长影响施工进度，且出现了轻度的泌水现象。

③D厂聚羧酸减水剂复配实验。方法同②，详细结果见表3

表3：D厂不同复配样品的净浆试验结果

由表3可见，D2效果最为理想。

对比表2和表3，B3的减水率略高于D2，所以下一步选择B3复配样品进行混凝土C60F350W10等级砼的3个配比试验以测试其各种性能。其他材料选择：XXXX厂XXX型号水泥；XXX厂Ⅰ级粉煤灰；硅粉；碎石。B3复配样品的掺合量为1%，性能试验分别混凝土的坍落度、力学性能和耐久性三个方面。试验结果分别见表4、表5、表6。

表4：掺合1%B3样品的混凝土坍落度损失试验结果

由表4可以看出：B3复配样品的和易性和防止坍塌的性能非常好。

表5：掺合1%B3样品的混凝土力学性能试验结果(C60)

由表5可以看出：B3复配样品的力学性能满足设计要求。

表6：掺合1%B3样品的混凝土耐久性试验结果(时间：28d)

由表6可以看出：B3复配样品的耐久性能良好。

4、试验结论

通过多次复配效应试验，最终得到的B3复配样品外加剂的各种性能指标都满足高强度混凝土外加剂的各种要求。

参考文献

[1]张冠伦.混凝土外加剂[M].上海:上海科技文献出版社，1995.

[2]马王峰.浅谈混凝土外加剂配方设计问题[J].陕西建筑，2012，199，(1):30～33.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。