混凝土外加劑的選擇與應(yīng)用

孫書濤

混凝土外加劑的選擇與應(yīng)用

孫書濤

目前，我國混凝土外加劑在建筑施工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，已經(jīng)成為一類主導(dǎo)產(chǎn)品。按其功能劃分，混凝土外加劑可分為以下幾類：一是調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)、硬化性能的緩凝劑、早強(qiáng)劑、速凝劑等；二是調(diào)節(jié)混凝土氣體含量的引氣劑、發(fā)氣劑、泡沫劑、消泡劑等；三是改善混凝土耐久性的阻銹劑、抗凍劑、抗?jié)B劑等；四是為混凝土提供特殊性能的膨脹劑、著色劑、堿集料反應(yīng)抑制劑等。除此之外，還有流平劑、灌漿劑、絮凝劑、保水劑、密實劑等。為了滿足高性能混凝土的需要，對高性能、多功能外加劑的研究將是該領(lǐng)域的發(fā)展方向。

一、外加劑的作用

1.提高混凝土的質(zhì)量?；炷镣饧觿┛商岣呋炷恋拿軐嵭院蛷?qiáng)度以及降低收縮值，增強(qiáng)抗凍性、抗?jié)B性、耐久性，改善流變性。

2.減少養(yǎng)護(hù)時間，提早拆模，加速模板周轉(zhuǎn)，加快施工進(jìn)度。

3.節(jié)約能源，提高混凝土的性價比，降低水泥用量，節(jié)約能源。多摻混合材（高爐礦渣細(xì)粉、粉煤灰等）可降低成本，提高性價比。

5.高性能外加劑（高效減水劑、水泥精等）不僅能克服混凝土坍落度損失大的缺點，還能改善混凝土孔結(jié)構(gòu)和密實性，減少混凝土的徐變度，保證混凝土強(qiáng)度。

二、混凝土外加劑的選擇

混凝土向高性能方向發(fā)展是今后的科研重點。目前，混凝土中應(yīng)用最廣泛、效果較好的外加劑是高效減水劑。

1.水泥品種對混凝土外加劑的影響。水泥顆粒分布、比表面積等都會影響高效減水劑的使用效果。同一種高效減水劑在相同的摻量下，因水泥不同而使用效果明顯不同；同一種高效減水劑在不同水泥中的摻量不同，其減水效果基本相同。所以，混凝土生產(chǎn)企業(yè)首先應(yīng)選擇對高效減水劑適應(yīng)的水泥，如果水泥不能選擇，應(yīng)該選擇對水泥適應(yīng)性好的高效減水劑。

要改善高效減水劑與水泥的適應(yīng)性，可采取與其他外加劑復(fù)合使用，并摻入高爐礦渣細(xì)粉和粉煤灰等混合材料。

2.混合材料的選擇。混凝土在骨料級配合理的條件下，摻入高爐礦渣細(xì)粉和粉煤灰混合材料后降低了C3A的相對含量，補(bǔ)充了SiO2和CaO的含量。降低水泥水化早期C3A對高效減水劑的吸附量，分散效果相對明顯。高爐礦渣細(xì)粉選擇S95級，粉煤灰選擇Ⅱ級以上。S95礦渣細(xì)粉平均粒徑約6um，可以充分填充水泥顆粒（平均粒徑20um左右）之間的空隙，降低了填充水泥顆粒空隙的用水量，減水效果顯著。S95以下的礦渣細(xì)粉（S75）平均粒徑與水泥顆粒相當(dāng)，無法填充水泥顆粒之間的空隙。

粉煤灰含有大量的玻璃微珠，具有滾珠軸承作用，可降低水泥顆粒之間的摩擦力，提高混凝土的流動性。而且其比表面積大，表面能高，吸附水的能力小。但是Ⅱ級以下的粉煤灰（如散灰等），含有較多的多孔玻璃微珠或含碳量較高，會增加混凝土的需水量。

3.外加劑的選擇。高效減水劑的功能是分散減水，在混凝土中主要是通過機(jī)械激發(fā)中的化學(xué)激發(fā)原理起作用。所以，應(yīng)選擇具有化學(xué)激發(fā)作用的外加劑，如H-2水泥精配伍，才能增強(qiáng)混凝土的性能。尤其是混合材料摻量較大時，效果顯著。

三、混凝土外加劑復(fù)合的探索

1.材料：P.O42.5水泥、S95礦渣細(xì)粉、JM-Ⅷ高效減水劑、H-2水泥精。

2.試驗方法：混凝土抗壓強(qiáng)度采用的標(biāo)準(zhǔn)試件 150×150×150（mm），標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后測試 3d、7d、28d，混凝土坍落度 220～240mm（部分未測）。

3.試驗結(jié)果表明：以S95礦粉31%超量替代水泥配制的C25混凝土，28天抗壓強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)配制強(qiáng)度高10.4Mpa，達(dá)到C35配制標(biāo)準(zhǔn)。3天、7天抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到C25配制強(qiáng)度的62.1%和90.7%。S95和Ⅱ級粉煤灰復(fù)摻等量替代水泥46%配制的C30混凝土比配制強(qiáng)度高9.2Mpa，超過C35的配制強(qiáng)度。3天、7天抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到C30配制強(qiáng)度的61%和88%。以S95礦粉和Ⅱ級粉煤灰復(fù)摻33%超量替代水泥配制的C40混凝土，28天強(qiáng)度高于配制強(qiáng)度6.9Mpa，超過C45的配制強(qiáng)度。3天、7天強(qiáng)度達(dá)到C40配制強(qiáng)度的92%。以S95礦粉和Ⅱ級粉煤灰等量替代27%水泥配制的C50混凝土，28天強(qiáng)度高于基準(zhǔn)7.0Mpa，超過C55的配制強(qiáng)度。3天、7天強(qiáng)度分別達(dá)到C50配制強(qiáng)度的66.1%和81%。強(qiáng)度提高的情況顯示，JM-Ⅷ高效減水劑與H-2水泥精配伍，各標(biāo)號混凝土強(qiáng)度提高一個等級以上。從坍落度損失數(shù)據(jù)得出：H-2水泥精具有保塑功能。在JM-Ⅷ的配伍下，混凝土的工作性能得到很大改善。試驗顯示，混凝土收縮率比大大低于國家標(biāo)準(zhǔn)?；炷粮煽s率大，需水量大，礦粉保水性差，容易泌水，以及與粉煤灰早期強(qiáng)度低的缺點被克服。

因此，從JM-Ⅷ高效減水劑與H-2水泥精配伍的試驗中得出，C25、C30、C40、C50抗壓強(qiáng)度均提高一個等級以上。在外加劑復(fù)配得當(dāng)?shù)那疤嵯拢缘V粉、粉煤灰復(fù)摻等量或超量替代水泥配制的混凝土不僅節(jié)約能源，提高了混凝土性價比，而且還提高了密實度，降低了用水量，大大改善了混凝土性能。H-2水泥精與JM-Ⅷ配伍，能夠克服礦粉保水性差，以及礦粉與粉煤灰早期強(qiáng)度低的缺點。而且，二者復(fù)摻強(qiáng)度增長幅度較大，顯示了混合材料在外加劑作用下的疊加效應(yīng)。H-2水泥精不僅具有激發(fā)混合材的活性及保塑功能，而且對混凝土收縮率比和徐變度有較大貢獻(xiàn)。