混凝土減膠劑在混凝土中適應性的試驗研究

馬志武

（福建東南鐵正工程質量檢測有限公司）

混凝土減膠劑，也稱混凝土增效劑，是一種區別于混凝土減水劑的新型混凝土添加劑，其主要特點是相同的強度等級下，在適量減少水泥用量的情況，可以保證混凝土的力學性能不降低，同時混凝土的工作性和體積穩定性都有不同程度的提高[1]。當前減膠劑在應用過程中還存在比較多的問題，主要的研究方向還是集中在對膠凝材料的減量的問題上，減膠劑在混凝土不同材料間的適應性問題研究比較缺乏，因此本文通過對同配比下的不同材料與減膠劑的適應性進行了試驗對比，以便更好的為減膠劑的使用提供參考。

1 原材料

1.1 膠凝材料

水泥采用P.O 42.5 普通硅酸鹽水泥，分別選用A、B、C三種不同廠家的水泥。

粉煤灰：F類Ⅱ級粉煤灰，分別采用D、E兩種不同廠家的粉煤灰。

1.2 骨料

細骨料采用機制砂、中砂；粗骨料采用采用5～31.5mm碎石。

1.3 外加劑

減水劑：聚羧酸高效減水劑，具體摻量根據生產實際確定；分別采用F、G、H三種不同廠家的減水劑。

減膠劑：采用某公司HX系列混凝土減膠劑。

2 試驗方法

混凝土配合比設計依據JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》進行，混凝土拌和物性能測試依據GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》進行，混凝土抗壓強度試驗依據GB/T50081-2019《混凝土物理力學性能試驗方法標準》進行。

3 試驗結果與討論

3.1 減膠劑用量對混凝土強度的影響

按照混凝土生產企業常用的C30 的配合比，在其他條件不變的情況下，試驗按編號1～10 對減膠劑的摻量由小到進行調整并將混凝土3d 抗壓強度及28d 抗壓強度進行對比（其中原材料選用：水泥A、粉煤灰D、減水劑F），結果見表1。

表1 減膠劑用量對混凝土強度的影響

由表1 可知，減膠劑的摻量在0.6%時，混凝土3d 強度及28d強度均達到了最大值；摻量在0～0.6%時，隨著摻量的增大，強度逐漸增大；摻量在0.6%～1.0%時，隨著摻量的增大，強度逐漸減小。因此可以看出，減膠劑可以通過激發或提高膠凝材料分散度，提供豐富的水泥漿體，改善和優化混凝土孔結構，進而提高混凝土致密度，混凝土強度得以提高[2]。但是減膠劑在混凝土中的作用是有限的，過度使用減膠劑甚至會影響混凝土的力學性能。

3.2 不同種類水泥對減膠劑適應性的影響

由3.1 可知，C30 的配合比中減膠劑的用量選取0.6%比較合適，所以在其他條件不變的情況，采用A、B、C 三種不同水泥廠生產的水泥來驗證對減膠劑性能的影響，其中對三種水泥分別做了比對試驗（其中A-1、B-1、C-1為基準試驗），結果見表2。

表2 不同種類水泥對減膠劑適應性的影響

由表2 可知，三種水泥的強度的比對結果表明不同種類的水泥在相同的條件下對減膠劑的適應性區別很大，第一種水泥A 強度增長率最大（強度增長率=（對比組強度-基準組強度）/基準組強度）；第二種水泥B 的強度增長率明顯下降很多；第三種水泥C 強度增長率基本沒變化。其原因可能與水泥的生產工藝和水泥的組分不同有關，減膠劑的主要作用在于激發水泥的活性，分散水泥分子使其可以更充分的進行水化反應。但是每個廠家的所用的水泥熟料與摻合料均有所區別，因此影響了減膠劑的使用效果。由此可知，水泥種類對減膠劑的影響非常大，在實際生產過程中必須選擇合適的水泥種類來搭配減膠劑使用才能達到預期的效果。

3.3 不同種類減水劑對減膠劑適應性的影響

在其他條件不變的情況，采用三種不同減水劑廠生產的減水劑F、G、H 來驗證對減膠劑性能的影響，其中對三種減水劑分別做了比對試驗（其中F-1、G-1、H-1 為基準試驗），結果見表3。

表3 不同種類減水劑對減膠劑適應性的影響

由表3 可知，在其他條件不變的情況，不同廠家的減水劑對減膠劑適應性的影響非常小，強度的增加率基本相同，強度增長的幅度比較大。其主要原因可能是減膠劑與聚羧酸的減水劑在混凝土的作用機理基本相近，都是提供于水泥的分散，增加了混凝土中的自由水含量，打開團聚的絮凝結構，使參與水化作用的水泥粒子比例增大，使混凝土強度有效提高。但減水劑分散能力有限，僅部分地分散了強度較弱的絮凝結構，還有部分較高強度的絮凝結構仍然存在[3]。混凝土減膠劑則可進一步分散這些強度較高的絮凝結構，增加這些顆粒與水的接觸面積，從而增大水泥顆粒與水的接觸面積，提高水泥的水化程度。因此混凝土減膠劑對聚羧酸型減水劑有很好的補充增強作用[4]。

3.4 不同種類粉煤灰對減膠劑適應性的影響

其他條件不變的情況，采用兩種不同粉煤灰廠生產的粉煤灰D、E 來驗證對減膠劑性能的影響，其中對兩種粉煤灰分別做了比對試驗（其中D-1、E-1 為基準試驗），結果見表4。

表4 不同種類粉煤灰對減膠劑適應性的影響

由表4 可知，在其他條件不變的情況，不同廠家的粉煤灰對減膠劑適應性的影響比較小，3d 強度的增加率相差比較大，28d 強度增長率相差比較小，其主要原因是不同廠家粉煤灰的原材組成有所區別。混凝土強度增加比較明顯主要是因為摻入減膠劑，在減水劑的基礎上進一步打開了水泥的絮凝結構，增大水泥顆粒與水分子的接觸面積，促進水泥水化，從而提高混凝土強度。

4 結論

混凝土減膠劑在摻量為0.6% 時，混凝土強度增加的最為明顯，摻量大于0.6%后，混凝土強度增長變小。在混凝土減膠劑的適應性試驗中可以發現，水泥對混凝土的適應性的影響最大；粉煤灰的影響次之；減水劑的影響最小。在使用混凝土減膠劑時，一定要在反復試驗的基礎上確定最適合的混凝土原材才能達到預期的效果。