高性能植生型生態混凝土外加劑的開發與研究

【摘要】隨著我國建筑行業的不斷發展，許多建筑工程單位在進行建筑施工的時候，對于建筑質量的把控要求也越來越高，為了切實的提高混凝土的性能，外加劑的摻加是必不可少的。具有再生性能的生態混凝土的出現立刻在全行業內引起了一陣生態熱潮。高性能生態混凝土外加劑就是從那時被廣泛提出來，通過不斷的調查研究，有關研究人員對于高性能植生型生態混凝土外加劑做出了詳細研究，并研發了ZS-3外加劑，本文將針對其開發研究過程做出詳細探討。

【關鍵詞】生態混凝土；高性能植生型；開發研究

ZS-3外加劑在進行實際應用的時候，在保護周邊的生態環境方面，相對于其他混凝土外加劑來說，是比較有利的，它可以在一定條件下促進周邊植物的生長，對于某些難以被處理的廢棄物來說，利用摻有ZS-3外加劑的混凝土來對此進行填充裝配，可以有效的對廢棄物進行一定的堆積處理，廢棄物當中的有害物質并不會滲透摻加有ZS-3外加劑的混凝土，在一定條件下，實現了自然資源的節約。從總體上來看，這種高性能植生型生態混凝土外加劑的出現，是十分符合我國現有的可持續發展戰略要求的，所以，它的前景是非常好的，下面是其開發研究過程的論述。

1、ZS-3外加劑中原材料選取以及復配實驗說明

1.1 ZS-3外加劑原材料的初步選取

在進行ZS-3外加劑選取的時候，原材料主要有P·O42.5級的水泥（該水泥的主要性能指標如下表一所示），中砂（細度模數MX2.3～2.6）、地方的自來水，以及各種各樣的其他外加劑和其性能指標。

1.2 ZS-3外加劑復配實驗

在進行實驗的時候，主要應用了三種實驗儀器，分別是PHS-3C型的具有高精密度的pH計，在XL30-ESEM環境中進行電鏡測試工作的電子顯微鏡，可以進行XRD測試的粉末X-射線衍射儀。由于再生混凝土自有其獨特性質，并且，為了滿足高性能生態混凝土的實際需要，經過大量的實驗研究，我們最終利用十二烷基苯硫酸鈉，聚羧酸高效減水劑，硫酸鐵，亞硝酸鈉來進行ZS-3外加劑的復配實驗。在進行ZS-3外加劑添加比例確認的時候，主要是應用2%的外加劑添加比例，而在生產混凝土時，水灰比按照計算公式W/C=W+ZS-3來進行實際確認，本實驗最終得出的水灰比為0.27，在進行實際實驗的時候，選取的是正交實驗設計原則，以不同添加劑當中的濃度水平作為變量，使得最后呈現的效果有所不同，表二為實際實驗時正交數據模型。

隨著實驗過程的不斷進行，我們發現隨著時間的延長，混凝土的強度和pH值不斷變化的，強度隨著時間的延長不斷提高，pH值隨著時間的延長總體上呈偏酸性趨勢。在最終呈現的實驗結果面前，我們要選取強度最高，pH值最低的組分作為外加劑的添加成分比例（第八組）。最終得出高性能植生型生態混凝土外加劑（ZS-3外加劑）的配比比例為：0.02%的十二烷基苯硫酸鈉，15.5%的聚羧酸高效減水劑，0.025%的硫酸鐵，3.0%的亞硝酸鈉[1]。

2、ZS-3外加劑對混凝土性能的改變

通過相關實驗已經取得了高性能植生型生態混凝土外加劑的配比成分和比例，接下來就是有關ZS-3外加劑性能的研究以及它對混凝土性能的改變。

在進行前者的研究時，主要利用宏觀研究和微觀研究。進行微觀研究的時候，需要通過上文提到過的電鏡進行實驗，以及XRD實驗的應用。最終得出，在ZS-3外加劑當中，亞硝酸鈉可以作為早強劑，使得混凝土在水化一天之后就能夠形成致密的水化結構，使得生態混凝土早期強度高，并且其中的十二烷基苯硫酸的成分能夠使其中的水化結構分散，在一定程度上提高了混凝土的抗凍性能，最終的結果就是使得混凝土具有較高的耐久性和穩定性[2]。

而在探討高性能植生型生態混凝土外加劑對混凝土性能的影響時，需要對混凝土性能當中的減水率、pH值，水泥凈漿流動度等等都作為參考因素，利用實際外加劑對混凝土所呈現出來的性能指標進行一定研究，結果表明外加劑可使生態混凝土當中的水泥水化，在水灰比不變的情況下，能夠提高水泥的流動性，增加混凝土的強度，在一定范圍內能影響pH值，使它逐漸趨向于成弱酸性，這種情況下有利于周圍以及表面植物的生長。

3、ZS-3外加劑在混凝土當中的最佳摻量確定

在進行最佳摻量選取的時候，也是和進行外加劑配比選擇的時候利用相同的方法，在正交設計選擇之下，在預實驗當中，選出一定的摻量范圍，然后再設置多個組分，以水泥漿的流動度，混凝土的強度，混凝土當中水泥水化之后溶液的pH值作為參數指標，再以一定的配合比和天數作為硬件條件，最終可以確定，當高性能植生型生態混凝土外加劑（ZS-3外加劑）的實際摻量為2%時，混凝土性能的提高地最明顯，所以2%就是此外加劑的最佳摻量[3]。

總結：

本文通過對高性能植生型生態混凝土外加劑（ZS-3）的配比成分、比例出發，在確定好具體參數之后，研究外加劑的成分，對于混凝土性能的影響，最終根據相關實驗，確定了此外加劑的最佳摻量為2%。總而言之，高性能植生型生態混凝土外加劑是一種前景非常良好的混凝土外加劑。

參考文獻：

[1]高婷，尹健，桑正輝，等.綠色生態混凝土研究進展[J].商丘師范學院學報，2017，33（03）：46-50.

[2]沈宇，劉榮桂，謝吉民，等.高性能生態混凝土外加劑的復配試驗研究[J].混凝土，2013（08）：133-136.

[3] 徐榮進，劉榮桂，薛冬杰，等.煤矸石植生生態混凝土的制備和性能研究[J].混凝土與水泥制品，2013（05）：81-84.

作者簡介：

孫兵（1981.8-），女，漢，湖北武漢人，武漢科技大學城市學院講師，碩士，研究方向：巖土工程。