一種水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑的制備和性能研究

（重慶建工新型建材有限公司，重慶401122）

一種水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑的制備和性能研究

辛轉(zhuǎn)紅，石從黎，林宗浩，田楠

（重慶建工新型建材有限公司，重慶401122）

該文重點制備一種水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑并進行性能驗證。通過單體滴加法自行制備XC添加劑，再按比例混合三乙醇胺、三異丙醇胺、自制XC添加劑、可再分散乳膠粉、納米二氧化硅制得XCA-1型水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑。通過混凝土試驗驗證表明：添加該激發(fā)劑后不但可使C40混凝土配合比強度增大約6.5%的幅度，還可使混凝土配合比減少5%～10%的水泥用量，具有一定的經(jīng)濟效益，并從經(jīng)濟性和適用性方面綜合考慮，XCA-1型水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑的較優(yōu)摻量為0.03%。

水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑；混凝土制備；性能驗證

引言

在人類社會發(fā)展的過程中，混凝土已逐漸成為現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的材料，也是最重要的工程材料之一[1]。如何做好混凝土的節(jié)能降耗工作，對混凝土行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。據(jù)國內(nèi)外研究資料表明，在常規(guī)的環(huán)境下混凝土中有將近20%水泥沒有完全水化，只是起到填充作用，不能被有效分散而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無法有效發(fā)揮水泥效用[2]。盡管通過外加劑具有減少水泥用量，改善新拌混凝土工作性等特點，但由于不同外加劑對水泥等的影響機理不同[3]，外加劑在摻加到一定程度后對混凝土就很難再起作用[4]。因此，如何激發(fā)這部分未水化水泥強度已成為亟待解決的問題。

目前基于單一組分激發(fā)劑方面的研究較多，而對復(fù)合多組份激發(fā)劑的研究還不多見，有很多還停留在試驗階段，具體使用效果也受到原材料種類和品種的限制，效果不穩(wěn)定。另外，對如何激發(fā)水泥混凝土中的富余水泥活性，充分發(fā)揮未水化水泥的作用，提高水泥混凝土強度和工作性的化學(xué)激發(fā)技術(shù)的研究課題還很少。本論文重點研究化學(xué)激發(fā)技術(shù)的開發(fā)，自行研制一種水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑并進行性能驗證。

1 試驗原材料及試驗依據(jù)

1.1 試驗原材料

水泥：采用小南海P.O42.5R普通硅酸鹽水泥；粉煤灰：選用四川宜賓I級灰，細度9.0%；石粉：白云石粉，MB值0.75；外加劑：江蘇博特新材料有限公司JM-PCA型，pH為7，減水率：24.3%；三乙醇胺：德國巴斯夫；三異丙醇胺：美國陶氏集團；可再分散性乳膠粉：山西三維集團股份有限公司；納米二氧化硅：深圳市創(chuàng)輝磁材廠；黃原膠：河南華康生物科技有限公司；消泡劑：道康寧公司。

1.2 試驗依據(jù)

按普通混凝土配合比進行設(shè)計，試驗參照《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50080-2002和《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50081-2002，測定坍落度與擴展度，成型100mm×100mm試件，測定強度。

2 水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑的研制

采用單體滴加法自行研制激發(fā)劑制備原料XC添加劑，再對XC添加劑、三乙醇胺、三異丙醇胺、可再分散乳膠粉、納米二氧化硅、黃原膠、消泡劑、水等有效組份按比例復(fù)配自行開發(fā)XCA-1型水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑。

3 水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑性能驗證

3.1 混凝土配合比

3.2 水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑對混凝土工作性的影響降低，但還是滿足工作性要求，而B-2工作性較其對應(yīng)基準(zhǔn)組B-0提高，所以摻加混凝土激發(fā)劑后，減少水泥用量，對混凝土工作性影響不大，在保證工作性的前提下，可節(jié)約一定的水泥用量。

表1 激發(fā)劑性能驗證混凝土配合比

3.3 水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑對混凝土強度的影響

從表3、圖2可知，當(dāng)對A-2、A-3組C30混凝土配合比水泥用量分別減少5%和10%的水泥用量，混凝土7d和28d強度較基準(zhǔn)組A-0略低，但是均能滿足配合比設(shè)計要求，強度達標(biāo)。

表2 化學(xué)激發(fā)劑對混凝土工作性的影響

圖1 化學(xué)激發(fā)劑對混凝土工作性的影響趨勢圖

表3 化學(xué)激發(fā)劑對混凝土強度的影響

圖2 化學(xué)激發(fā)劑對混凝土強度的影響趨勢圖

從表1、表2、圖1可知，保持C30和C40混凝土配合比不變，A-1和B-1組分別摻加自制的水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑后，混凝土工作性可保持與基準(zhǔn)組A-0相當(dāng)，B-1工作性提高；A-2、A-3、B-2配合比分別減少水泥總量5%、10%的水泥用量，摻加XCA-1激發(fā)劑后，A-2、A-3混凝土工作性較對應(yīng)基準(zhǔn)值A(chǔ)-0略

另外，B-1組C40混凝土摻加0.03%的自制水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑后，混凝土7d和28d強度均較未加激發(fā)劑組即B-0組增大約6.5%的幅度，B-2組較B-0組減少10%的水泥用量，混凝土7d和28d強度均較基準(zhǔn)組B-0高，說明自制水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑在改善混凝土強度方面效果良好。

綜上所述，說明減少水泥用量，水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑可在一定程度上激發(fā)水泥活性，保證混凝土強度在要求范圍內(nèi)。水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑可達到減少混凝土配合比5%～10%水泥用量的效果，具有降低混凝土生產(chǎn)成本的作用，可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。

3.4 水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑摻量試驗

水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑XCA-1摻量試驗選擇表4中的混凝土配合比。

表4 化學(xué)激發(fā)劑XCA-1摻量試驗配合比

表5 化學(xué)激發(fā)劑XCA-1不同摻量下混凝土性能試驗結(jié)果

圖3 激發(fā)劑摻量對混凝土工作性和強度的影響趨勢圖

保持膠材用量、骨料量和水不變，表4中改變C-1至C-4組混凝土配合比中水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑的用量依次為0.02%、 0.03%、0.04%和0.05%，對比不同摻量下的混凝土工作性和強度值。從表5中的試驗結(jié)果和圖3趨勢圖可知，化學(xué)激發(fā)劑XCA-1摻量為0.02%、0.03%和0.04%時，混凝土工作性和7d/28d強度均比不摻加激發(fā)劑組（C-0組）高或保持一致，當(dāng)摻量為0.05%時，混凝土工作性和強度反而變差。摻量為0.04%時，混凝土工作性和強度均達到最好，但是當(dāng)摻量為0.03%時，在滿足混凝土工作性和強度的前提下，外加劑用量減少，故從經(jīng)濟性和適用性方面綜合考慮，水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑的較優(yōu)摻量為0.03%。

4 試驗結(jié)論

（1）通過自行配置添加劑XC，將三乙醇胺、三異丙醇胺、自制XC添加劑、可再分散性乳膠粉、納米二氧化硅、黃原膠等多組份按比例復(fù)配最終自行研制出XCA-1型水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑，該激發(fā)劑不但可使C40混凝土配合比強度增大約6.5%的幅度，還可減少混凝土配合比中5%～10%的水泥用量，具有一定的經(jīng)濟效益。

（2）經(jīng)過混凝土試驗驗證，并從經(jīng)濟性和適用性方面綜合考慮，XCA-1型水泥混凝土化學(xué)激發(fā)劑的較優(yōu)摻量為0.03%。

[1]馮乃謙.實用混凝土大全[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

[2]P.K.Mehta，Paulo J.M.Monteiro.混凝土結(jié)構(gòu)性能和材料[M].北京：中國電力出版社，2008.

[3]Kazuhiro Y，Ei-ichi T.Kenji.K，etc. Adsorption characteristics of superplasticizer oncementcomponent minerals[J].Cement and ConcreteResearch，2002，32：1507-1513.

[4]劉道勝.CTF增效劑在商品混凝土中的應(yīng)用性能研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2012.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

Preparation and Performance Study of Chemical Excitation Agent of Some Cement Concrete

This paper focuses on the preparation of a cement concrete chemical excitation agent and conduct performance verification.Through the monomer droplets additive in addition to the preparation of XC,then according to the proportion of mixed triethanolamine,triisopropanolamine,XC additives,redispersible powder and nanosilicon dioxide,the XCA-1 type cement concrete chemical excitation agent is prepared.The concrete experiment verifies that the excitation agent added can not only make C40 concrete mixture strength increase about 6.5%,but also make the concrete mixture ratio reduce 5%～10%of cement dosage.It has certain economic benefits.From comprehensive considerations on economy and applicability,the optimal dosage of chemical excitation agent for XCA-1 type cement concrete is 0.03%.

chemical excitation agent of cement concrete；concrete preparation；performance verification

TU528

：A

：1671-9107（2016）11-0058-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2016.11.058

2016-08-23

辛轉(zhuǎn)紅（1985-），女，甘肅天水人，研究生，工程師，主要從事混凝土相關(guān)技術(shù)研究與管理工作。