高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑的開發(fā)與研究

【摘要】隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，許多建筑工程單位在進(jìn)行建筑施工的時候，對于建筑質(zhì)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(tài)混凝土的出現(xiàn)立刻在全行業(yè)內(nèi)引起了一陣生態(tài)熱潮。高性能生態(tài)混凝土外加劑就是從那時被廣泛提出來，通過不斷的調(diào)查研究，有關(guān)研究人員對于高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑做出了詳細(xì)研究，并研發(fā)了ZS-3外加劑，本文將針對其開發(fā)研究過程做出詳細(xì)探討。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)混凝土；高性能植生型；開發(fā)研究

ZS-3外加劑在進(jìn)行實際應(yīng)用的時候，在保護(hù)周邊的生態(tài)環(huán)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(jìn)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(jìn)行填充裝配，可以有效的對廢棄物進(jìn)行一定的堆積處理，廢棄物當(dāng)中的有害物質(zhì)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(xiàn)了自然資源的節(jié)約。從總體上來看，這種高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑的出現(xiàn)，是十分符合我國現(xiàn)有的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求的，所以，它的前景是非常好的，下面是其開發(fā)研究過程的論述。

1、ZS-3外加劑中原材料選取以及復(fù)配實驗說明

1.1 ZS-3外加劑原材料的初步選取

在進(jìn)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(biāo)如下表一所示），中砂（細(xì)度模數(shù)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(biāo)。

1.2 ZS-3外加劑復(fù)配實驗

在進(jìn)行實驗的時候，主要應(yīng)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(huán)境中進(jìn)行電鏡測試工作的電子顯微鏡，可以進(jìn)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(zhì)，并且，為了滿足高性能生態(tài)混凝土的實際需要，經(jīng)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(jìn)行ZS-3外加劑的復(fù)配實驗。在進(jìn)行ZS-3外加劑添加比例確認(rèn)的時候，主要是應(yīng)用2%的外加劑添加比例，而在生產(chǎn)混凝土?xí)r，水灰比按照計算公式W/C=W+ZS-3來進(jìn)行實際確認(rèn)，本實驗最終得出的水灰比為0.27，在進(jìn)行實際實驗的時候，選取的是正交實驗設(shè)計原則，以不同添加劑當(dāng)中的濃度水平作為變量，使得最后呈現(xiàn)的效果有所不同，表二為實際實驗時正交數(shù)據(jù)模型。

隨著實驗過程的不斷進(jìn)行，我們發(fā)現(xiàn)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(xiàn)的實驗結(jié)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(tài)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(guān)實驗已經(jīng)取得了高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑的配比成分和比例，接下來就是有關(guān)ZS-3外加劑性能的研究以及它對混凝土性能的改變。

在進(jìn)行前者的研究時，主要利用宏觀研究和微觀研究。進(jìn)行微觀研究的時候，需要通過上文提到過的電鏡進(jìn)行實驗，以及XRD實驗的應(yīng)用。最終得出，在ZS-3外加劑當(dāng)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(jié)構(gòu)，使得生態(tài)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(jié)構(gòu)分散，在一定程度上提高了混凝土的抗凍性能，最終的結(jié)果就是使得混凝土具有較高的耐久性和穩(wěn)定性[2]。

而在探討高性能植生型生態(tài)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(dāng)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(xiàn)出來的性能指標(biāo)進(jìn)行一定研究，結(jié)果表明外加劑可使生態(tài)混凝土當(dāng)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(nèi)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(dāng)中的最佳摻量確定

在進(jìn)行最佳摻量選取的時候，也是和進(jìn)行外加劑配比選擇的時候利用相同的方法，在正交設(shè)計選擇之下，在預(yù)實驗當(dāng)中，選出一定的摻量范圍，然后再設(shè)置多個組分，以水泥漿的流動度，混凝土的強度，混凝土當(dāng)中水泥水化之后溶液的pH值作為參數(shù)指標(biāo)，再以一定的配合比和天數(shù)作為硬件條件，最終可以確定，當(dāng)高性能植生型生態(tài)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(jié)：

本文通過對高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑（ZS-3）的配比成分、比例出發(fā)，在確定好具體參數(shù)之后，研究外加劑的成分，對于混凝土性能的影響，最終根據(jù)相關(guān)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(tài)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(xiàn)：

[1]高婷，尹健，桑正輝，等.綠色生態(tài)混凝土研究進(jìn)展[J].商丘師范學(xué)院學(xué)報，2017，33（03）：46-50.

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

[3] 徐榮進(jìn)，劉榮桂，薛冬杰，等.煤矸石植生生態(tài)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(xué)城市學(xué)院講師，碩士，研究方向：巖土工程。