減膠劑在普通混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用及性能研究

齊勇，戴愛生＊，惠玲

（泰安中聯(lián)混凝土有限公司，山東 泰安 271000）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展及各類基建項目的快速推進(jìn)，現(xiàn)代建筑對預(yù)拌混凝土的需求不斷增大，尤其是隨著以砂石為代表的原材料資源短缺，優(yōu)質(zhì)砂石資源越來越少，導(dǎo)致砂石市場供不應(yīng)求，價格暴漲，質(zhì)量劣化，混凝土企業(yè)生產(chǎn)成本越來越高。同時由于環(huán)保力度的加大，水泥、礦粉、粉煤灰膠凝材料的品質(zhì)也發(fā)生了較大的變化，在這種現(xiàn)狀下，混凝土的質(zhì)量穩(wěn)定性、生產(chǎn)成本及各項性能必然面臨空前的困難及挑戰(zhàn)。

混凝土減膠劑是在混凝土外加劑基礎(chǔ)上研發(fā)的一種新型外加劑。JC/T 2469—2018《混凝土減膠劑》對混凝土減膠劑定義為：在水膠比基本不變條件下、混凝土的坍落度和 28d 抗壓強(qiáng)度不降低情況下，能夠有效減少膠凝材料用量的化學(xué)外加劑。本文結(jié)合我公司使用常規(guī)原材料及混凝土生產(chǎn)工藝，使用混凝土減膠劑和聚羧酸外加劑復(fù)摻技術(shù)生產(chǎn)普通預(yù)拌混凝土，圍繞混凝土拌合物和易性、坍落度損失、泵送性、力學(xué)性和耐久性開展了系統(tǒng)的試驗研究。

1 試驗原材料

（1）水泥：選用泰安中聯(lián)水泥有限公司 P·O42.5硅酸鹽水泥，物理性能見表 1。

表 1 水泥的物理性能

（2）礦物摻合料：復(fù)合摻用粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉礦物摻合料。粉煤灰由于珠形玻璃體的填充密集作用、微集料作用和滾珠作用，可改善混凝土和易性；礦粉因獨特的化學(xué)組成及顆粒尺寸有潛在的水硬性和活性。二者復(fù)合摻用可大幅度提高混凝土后期強(qiáng)度、流動性能和耐久性。

選用肥城電廠 F 類 Ⅱ 級粉煤灰，細(xì)度 19.3%，燒失量 3.8%，含水量 0.5%，需水量比 99%，28d 活性指數(shù) 80%。

選用肥城濱勝礦粉，燒失量 0.8%，流動度比103%，7d 活性指數(shù) 82%，28d 活性指數(shù) 106%。

（3）粗骨料：粗骨料選用泰安中聯(lián)水泥有限公司骨料線 5～25mm 石灰?guī)r碎石，連續(xù)級配，含泥量0.5%，泥塊含量 0.2%，針片狀含量 3.7%。

（4）細(xì)骨料選用泰安中聯(lián)水泥有限公司骨料線風(fēng)選后機(jī)制砂和聊城陽谷的黃河面砂混合，搭配配制成Ⅱ區(qū)混合砂使用，細(xì)度模數(shù)為 3.1，MB 值 1.3，表觀密度2680kg/m3。

（5）外加劑：選用日照易和外加劑公司生產(chǎn)的聚羧酸減水劑，摻量為膠凝材料總量的 2.4%，減水率為26.1%，泌水率比 48%，28 天抗壓強(qiáng)度比 129%。

（6）減膠劑：選用基業(yè)長青牌 BTL-7.0 型混凝土減膠劑，減膠率 7.0%，摻量為膠凝材料重量 0.6%，其他性能參數(shù)符合 JC/T 2469—2018《混凝土減膠劑》標(biāo)準(zhǔn)要求。

（7）水：泰安市地下水。

2 試驗方法和試驗方案

2.1 試驗方法

本文以 C30 和 C45 兩個強(qiáng)度等級普通混凝土為例，通過對使用減膠劑前后混凝土拌合物的坍落度測試、和易性觀察和抗壓強(qiáng)度試驗，研究混凝土減膠劑對混凝土拌合物和易性、坍落度、擴(kuò)展度、坍落度損失、泵送性、抗壓強(qiáng)度及工程實體質(zhì)量驗收的影響規(guī)律，試驗過程參照 GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 50081—2019《普通混凝土抗壓強(qiáng)度試驗方法》、JGJ/T 23—2011《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行。

2.2 試驗方案

根據(jù)減膠劑的使用方法，摻減膠劑的 C30 混凝土配合比方案可分為兩種：

方案一：C30 膠材用量較基準(zhǔn)減少 25kg/m3（減水泥 15kg/m3，減礦粉 10kg/m3），增加砂 10kg，增加石子 20kg，水減少 5kg。

方案二：C30 膠材用量較基準(zhǔn)減少 20kg/m3（減水泥 20kg/m3，減礦粉 10kg/m3，增加粉煤灰 10kg/m3），增加石子 20kg，水減少 5kg。

摻減膠劑的 C45 混凝土配合比方案可分為兩種：

方案三：C45 膠材用量較基準(zhǔn)減少 35kg/m3（減水泥 20kg/m3，減礦粉 15kg/m3），增加砂 15kg，增加石子 25kg，水減少 5kg。

方案四：C45 膠材用量較基準(zhǔn)減少 30kg/m3（減水泥 20kg/m3，減礦粉 10kg/m3），增加砂 10kg，石子20kg，為了水膠比不變，水減少 5kg。

詳見表 2 所示。

3 試驗結(jié)果分析

3.1 減膠劑對混凝土工作性能的影響

使用減膠劑的不同試驗方案對 C30 和 C45 混凝土工作性能影響結(jié)果見表 3、圖 1 所示。從表中可以看出，在不摻減膠劑時，C30 和 C45 混凝土工作性能一般，和易性一般、粘聚性稍大，表面包裹性良好，無泌水現(xiàn)象；加入減膠劑后混凝土坍落度、擴(kuò)展度變大，坍落度經(jīng)時損失變小，流動性變好，混凝土粘聚性、包裹性一般，稍有泌水現(xiàn)象，但混凝土的泵送性能良好，工作性能未受到影響。減膠劑對 C30 和 C45 兩個等級的混凝土工作性能影響規(guī)律一致，只在膠材數(shù)量不同、砂率不同時狀態(tài)略微發(fā)生變化：膠材較少時，坍落度、擴(kuò)展度變化小，膠材用量較多時，混凝土坍落度、擴(kuò)展度變化大；砂率升高時，混凝土粘聚性、包裹性稍好，當(dāng)砂率降低，混凝土粘聚性、包裹性稍差。減膠劑在混凝土的摻量為膠凝材料總量 0.6%，減膠率不大于 7%。

使用減膠劑的不同試驗方案對 C30 和 C45 混凝土坍落度和擴(kuò)展度影響結(jié)果見圖 1 所示。從圖中可以看出，減膠劑對 C30 和 C45 坍落度、擴(kuò)展度影響規(guī)律一致，使用減膠劑后混凝土坍落度、擴(kuò)展度均增大，膠材總量減少幅度越大，坍落度變化越大。

3.2 減膠劑對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

使用減膠劑的不同試驗方案對 C30 和 C45 混凝土抗壓強(qiáng)度（7d、28d、56d）的影響試驗結(jié)果見表 4、圖2 所示。從圖 2 可以看出，減膠劑對 C30 和 C45 抗壓強(qiáng)度影響規(guī)律一致，混凝土加入減膠劑，混凝土抗壓強(qiáng)度均有不同程度提高，且加入減膠劑的混凝土強(qiáng)度與膠材總量的多少成正比，膠材總量多，混凝土強(qiáng)度增長值較大，膠材總量少時，混凝土強(qiáng)度增長值較小。減膠劑的摻加、膠材用量的減少不會對混凝土工程實體質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

表 2 C30 和 C45 混凝土試驗室配合比

表 3 減膠劑對 C30 和 C45 混凝土工作性能的影響

圖 1 減膠劑對 C30 和 C45 坍落度、擴(kuò)展度的影響

表 4 減膠劑對 C30 和 C45 混凝土強(qiáng)度的影響

圖 2 減膠劑對 C30 和 C45 混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

3.3 減膠劑對混凝土回彈檢測強(qiáng)度的影響

對使用減膠劑的 C30 和 C45 混凝土進(jìn)行工程實體質(zhì)量追蹤，回彈檢測強(qiáng)度見表 5。從表中可以看出，使用減膠劑預(yù)拌的混凝土用于工程實體后，經(jīng)正常施工、澆筑成型、養(yǎng)護(hù)后的工程實體回彈強(qiáng)度檢測數(shù)據(jù)均可達(dá)到工程質(zhì)量驗收要求，減膠劑對工程實體質(zhì)量目前未發(fā)現(xiàn)不良影響。

表 5 使用減膠劑對混凝土工程實體回彈檢測強(qiáng)度

表 6 使用減膠劑對混凝土生產(chǎn)成本的影響

4 減膠劑對混凝土生產(chǎn)成本的影響

使用減膠劑不同試驗方案對 C30 和 C45 混凝土成本的影響見表 6。從表中可以看出，使用減膠劑可以明顯降低混凝土生產(chǎn)成本，C30 和 C45 混凝土成本約可降低 1.73～3.35元/m3，按年生產(chǎn) 80 萬方混凝土計算，一年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約 138～268 萬元。

5 結(jié)語

（1）在混凝土中加入減膠劑，可降低混凝土膠材用量并適當(dāng)改善普通混凝土拌合物和易性和工作性能。

（2）使用減膠劑的混凝土 7d、28d、56d 抗壓強(qiáng)度均有不同程度提高，工程質(zhì)量驗收合格，可明顯降低混凝土生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。