混凝土增效劑在寒旱地區(qū)的應用及研究

柳進軍 許若友

(甘肅省建筑科學研究院，甘肅 蘭州 730050)

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混凝土增效劑在寒旱地區(qū)的應用及研究

柳進軍 許若友

(甘肅省建筑科學研究院，甘肅 蘭州 730050)

對混凝土增效劑在西北寒旱地區(qū)混凝土中的使用及反應效果進行了試驗研究，探討了混凝土增效劑在高寒干旱地區(qū)對混凝土工作性能及力學性能的優(yōu)化和影響，研究表明，在摻入混凝土增效劑的情況下能顯著改善混凝土的工作性能，提高混凝土的力學性能。

寒旱地區(qū)，混凝土增效劑，力學性能

0 引言

混凝土作為一種常規(guī)建筑材料，被廣泛應用到建設(shè)工程中，混凝土的大量應用，其原材料資源需求量就增大，特別是水泥使用量也同時增大，而水泥行業(yè)是大量消耗資源和能源的產(chǎn)業(yè)，也是主要的環(huán)境污染源。目前我國預拌混凝土中使用的原材料因受地域和市場的限制直接影響到混凝土的工作性能及混凝土力學性能，特別在寒旱地區(qū)，對混凝土和易性、施工性能和強度離散性能影響尤為明顯。摻入混凝土增效劑，在保持甚至提高混凝土各項性能的基礎(chǔ)上可減少能源消耗和環(huán)境污染，具有顯著的節(jié)能增效作用。

1 混凝土增效劑配制混凝土原理

國內(nèi)外研究資料表明，在常規(guī)環(huán)境下，由于混凝土中水泥粉體顆粒的團聚、水分遷移受阻導致混凝土中有10%～20%的水泥不能完全進行水化反應，僅僅起到填充作用，不能發(fā)揮水泥增強混凝土強度的作用，這部分只起填充作用的水泥造成混凝土原材料最大的浪費，增加混凝土成本。混凝土增效劑是一種含有胺類及多元醇類物質(zhì)，這些物質(zhì)通過調(diào)節(jié)拌合材料間的固—液界面能，增強了水泥顆粒分子在混凝土中的分散度，有效地分散并激發(fā)每一單位水泥分子與水分子之間的表面作用力，改善固—液界面過渡區(qū)的結(jié)構(gòu)，使其與水分子充分發(fā)生水化反應，降低粉體絮凝聚團。這部分僅起填料作用的水泥顆粒經(jīng)充分水化形成水泥漿，與其他材料充分混合，消除混凝土中游離水因不能充分反應而產(chǎn)生的孔結(jié)構(gòu)，提高了混凝土整體密實性和耐久性，并且使混凝土在較長時間內(nèi)能保持一定的粘聚力，同時由于水泥漿體的增加，促使混凝土中不同材料之間相互包裹更加密實、增強混凝土抗壓強度，從而改善混凝土的工作性能和力學性能。

2 原材料與試驗方法

2.1 原材料及技術(shù)性能

1)水泥：選用甘肅祁連山P.O42.5級普通硅酸鹽水泥,其主要技術(shù)性能見表1。

表1 水泥物理性能指標

2)粗骨料：5～31.5碎石，含泥量：0.5%，泥塊含量：0.1%。

3)細骨料：細度模數(shù)為2.6，Ⅱ區(qū)砂天然砂，含泥量：2.8%，泥塊含量：0.2%。

4)外加劑：CC-3緩凝型聚羧酸高效能減水劑，減水率：22%。

5)選用廣州市三駿建材科技有限公司生產(chǎn)的CTF混凝土增效劑。

2.2 試驗方法

1)試驗目的。在不同混凝土強度等級中摻加膠凝材料總質(zhì)量的0.6%的混凝土增效劑，通過試驗檢測混凝土的工作性能及混凝土力學性能，分析混凝土增效劑在寒旱地區(qū)混凝土中的作用。

2)試驗方法。按照JGJ 55—2011混凝土配合比設(shè)計規(guī)程，以常用的混凝土強度等級C25，C35，C45為基準樣(未摻混凝土增效劑)與對比樣(摻混凝土增效劑)進行對比試驗，根據(jù)《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》《普通混凝土力學性能試驗方法標準》，參照混凝土增效劑的使用方法，比較兩種混凝土的工作性能和力學性能，分析混凝土增效劑的作用，混凝土配合比見表2。

表2 混凝土配合比 kg/m3

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 混凝土增效劑對混凝土工作性能的影響

根據(jù)表2不同強度等級混凝土的配合比制作混凝土樣品，觀察并試驗檢測混凝土的工作性能及混凝土不同齡期的抗壓強度，其檢測結(jié)果見表3。

表3 不同強度等級混凝土拌合物工作性能及強度

由表3可以看出，相比摻入混凝土增效劑之后，經(jīng)檢測比對混凝土拌合物的坍落度、坍落度1 h經(jīng)時變化量以及混凝土擴展度，均有所改善?；炷恋暮鸵仔悦黠@好于基準試樣，見圖1，圖2(以C35為例)。結(jié)合試驗現(xiàn)場還可以看出拌合物表面漿體增多，無結(jié)板、抓底現(xiàn)象，不泌水、無離析、包裹性較好，拌合物整體粘聚

性增強，這說明混凝土增效劑能夠在一定程度上改善混凝土的工作性能。

3.2 混凝土增效劑對混凝土抗壓強度的影響

從表3兩種不同混凝土抗壓強度對比值可以看出，對于膠凝材料比較少的C25混凝土，摻混凝土增強劑的3 d，7 d混凝土抗壓強度值均呈增長態(tài)勢，而相比膠凝材料較多的C45混凝土，其抗壓強度均相差不大略有提高。另外隨著混凝土齡期的延長，混凝土抗壓強度呈明顯增長趨勢，如圖3所示。說明摻加混凝土增效劑之后，低強度等級混凝土的力學性能改善幅度要大于高強度等級混凝土，到了養(yǎng)護后期，其強度發(fā)展趨勢較好，能夠超越基準強度，已明顯達到且超過預期強度要求。

4 結(jié)語

在我國西北嚴寒干旱地區(qū)，因干旱少雨，所用混凝土原材料通常不能滿足混凝土要求(砂、石含泥量較大等因素),而且氣候嚴寒，給混凝土施工造成很大的困難。混凝土增效劑可以通過提高混凝土中水泥顆粒的分散度，進一步激發(fā)每一單位水泥顆粒與游離水分子的水化反應，使絕大部分的水泥顆粒經(jīng)過和水、細骨料、粗骨料及高效減水劑等原材料的充分攪拌混合，提高混凝土的和易性，明顯改善了混凝土在西北嚴寒干旱地區(qū)原材料不足的缺陷，改善了新拌混凝土的工作性能?；炷猎鲂┩瑯訉炷辆哂泄?jié)能增效效果，能夠提升混凝土的抗壓強度，具有很大的推廣使用價值。

[1]GB/T 50080—2002，普通混凝土拌合物性能試驗方法標準.

[2]GB/T 50081—2002，普通混凝土力學性能試驗方法標準.

[3]孫志強，袁海東.增效劑在混凝土中的應用研究.商品混凝土，2010(9)：42-43.

The application and research on concrete synergistic agent in frigid and arid region

Liu Jinjun Xu Ruoyou

(GansuBuildingScienceAcademy,Lanzhou730050,China)

This paper made test research on the use and reflection effect of concrete synergistic agent in northwest frigid and arid region, discussed the optimization and influence of concrete synergistic agent to concrete workability and mechanical properties in frigid and arid region, the results showed that under the situation mixing concrete synergistic agent could significantly improve the work performance of concrete, improved the mechanical properties of concrete.

frigid and arid region, concrete synergistic agent, mechanical property

1009-6825(2015)21-0109-02

2015-05-18

柳進軍(1979- )，男，工程師； 許若友(1963- )，男，高級工程師

TU528

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