復(fù)合外加劑對自密實混凝土性能的影響研究

張小娟

（遵義黔通達(dá)檢測試驗有限責(zé)任公司，貴州遵義 563000）

0 引言

在工程項目建設(shè)中，混凝土是十分重要的原材料?，F(xiàn)如今，混凝土技術(shù)逐漸發(fā)展，并逐漸涌現(xiàn)出很多類型，其中，自密實混凝土施工性能優(yōu)越，應(yīng)用范圍廣泛。自密實混凝土膠凝材料的種類和用量比較大，與常規(guī)混凝土材料相比對于復(fù)合外加劑的要求也比較高。因此，亟需對復(fù)合外加劑對自密實混凝土性能的影響進(jìn)行深入研究。

1 自密實混凝土常用復(fù)合外加劑

1.1 減水劑

1.1.1 水泥粒子對減水劑的吸附作用以及減水劑對水泥的分散作用

對于水泥原料，在加水拌合后即可形成泥漿，即絮凝狀結(jié)構(gòu)。在水泥水化初期，水泥主要礦物可帶不同電荷相互吸引，進(jìn)而逐漸形成絮狀水泥水化產(chǎn)物。水泥絮凝狀結(jié)構(gòu)中含有大量水，當(dāng)漿體水泥顆粒吸附減水劑分子后，在水泥顆粒表面即可形成擴散雙電層，即分子團(tuán)，分子團(tuán)的憎水端可吸附在水泥顆粒表面，而分子團(tuán)的親水端則靠近水溶液，水泥顆粒分散度比較高，能夠有效釋放出絮凝狀結(jié)構(gòu)中的水。表面活性劑具有定向吸附作用，在水泥顆粒表面，在朝外一側(cè)含有大量的同種電荷，而同種電荷之間具有互斥作用，這樣就會造成水泥漿體懸浮狀態(tài)穩(wěn)定性降低。

1.1.2 水泥顆粒表面潤滑作用

在減水劑中，其極性親水端靠近水溶液，其能夠與水分子相結(jié)合，使得水泥顆粒表面可形成水膜，可有效避免水泥中顆粒之間相互接觸，進(jìn)而達(dá)到良好的潤滑效果。另外，水泥漿中含有大量的微小氣泡，其能夠被減水劑分子包裹，在氣泡之間以及氣泡與水泥顆粒之間，在同電性互斥的影響下，類似于在水泥顆粒中加入了很多微珠。

1.1.3 減水劑與水泥顆粒間的立體吸附層結(jié)構(gòu)

在水泥漿液中，如果加入高效減水劑，則在水泥微粒表面，有機分子長鏈為吸附狀態(tài)，其分子鏈結(jié)構(gòu)形式多樣，因此吸附態(tài)也具有多樣化特征，其能夠?qū)炷撂涠犬a(chǎn)生較大影響。

1.2 膨脹劑

1.2.1 膨脹劑對新拌混凝土性能的影響

在混凝土中，通過加入膨脹劑，能夠有效降低混凝土流動性。混凝土膨脹劑的需水量比較大，在相同水灰比基礎(chǔ)上，通過將膨脹劑加入至混凝土材料中，能夠有效降低混凝土材料流動性以及坍落度。

1.2.2 膨脹劑對硬化混凝土性能的影響

膨脹劑對于硬化混凝土性能的影響主要體現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)強度以及耐久性兩點：①對于混凝土強度的影響。在混凝土中加入膨脹劑，不會對混凝土強度造成不良影響。②對于混凝土耐久性的影響。隨著自密實混凝土結(jié)構(gòu)不斷硬化，混凝土材料中的膨脹劑能夠起到填充的作用，進(jìn)而有效改善混凝土孔結(jié)構(gòu)，提升混凝土結(jié)構(gòu)密實性、抗?jié)B性以及抗凍能力。

2 復(fù)合外加劑對自密實混凝土性能影響的試驗準(zhǔn)備

某工程施工中，采用機制砂自密實混凝土，在自密實混凝土拌合施工中，需要應(yīng)用大量的膠凝材料，但是由于砂率比較高，并且水膠比偏低，因此，自密實混凝土收縮量比較大，容易造成結(jié)構(gòu)裂縫問題。對此，為了有效提升自密實混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，要求在自密實混凝土原材料配合比設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，加入適宜的復(fù)合外加劑，進(jìn)而提升自密實混凝土使用性能。

在本次試驗中，水泥材料采用普通硅酸鹽水泥，粉煤灰為Ⅱ級粉煤灰，水為自來水。另外，對于復(fù)合外加劑，選擇聚羧酸系高性能減水劑以及膨脹劑兩種。

在自密實混凝土性能檢測中，要求對自密實混凝土初始坍落度、強度、含氣量、擴展性等進(jìn)行檢測。

3 復(fù)合外加劑對自密實混凝土性能影響的試驗結(jié)果及分析

3.1 高性能外加劑原理分析

在自密實混凝土拌合施工中，膠凝材料類型比較多，摻合料購買難度較大，容易造成混凝土粘稠、重量大等問題，對此，要求采用有效的降粘型聚羧酸系高性能減水劑。

在減水劑設(shè)計中，要求通過側(cè)鏈進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)而有效減小縮短分子側(cè)鏈的長度，與普通減水劑相比，混凝土水膜厚度比較小，能夠有效釋放出自由水，同時氫鍵數(shù)量也比較少。在用水量相同的基礎(chǔ)上，能夠有效增加自密實混凝土自由水，進(jìn)而有效降低混凝土粘度。

另外，山砂含粉量放熱比較提前，在自密實混凝土配合比設(shè)計中，如果加入普通聚羧酸系減水劑，依然很難滿足自密實混凝土性能要求。對此，在自密實混凝土拌合過程中，可加入一定量的緩凝型聚羧酸系高性能減水劑。

在對減水劑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，可利用側(cè)鏈接枝酯類官能團(tuán)，在混凝土堿性環(huán)境中，酯類官能團(tuán)可釋放出大量羧基，進(jìn)而達(dá)到良好的緩釋效果。該減水劑可作為混凝土材料表面活性劑，但是引氣比較少，因此，還需利用專業(yè)的引氣劑，通過對分子結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，不僅能夠保證混凝土的保坍性能，同時還可促進(jìn)減水劑分子引氣性能的提升，進(jìn)而緩解混凝土材料早期收縮。

3.2 混凝土試驗

該自密實混凝土坍落度應(yīng)控制在180～220mm之間；細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為3.0；粉煤灰摻量、粗骨料摻比為4.75～9.5mm/9.5～20mm。通過對混凝土配合比設(shè)計方案進(jìn)行分析，摻合料所占比例比較小，因此對于復(fù)合外加劑的要求比較高。

在本工程所用自密實混凝土復(fù)合外加劑中，選用五款復(fù)合外加劑，SY1為市售普通減水劑，SY2和SY3為降粘型聚羧酸系高性能減水劑，SY4為降粘型聚羧酸系高性能減水劑復(fù)配，SY5為緩凝型，聚羧酸系高性能減水劑復(fù)配。在自密實混凝土拌合中，復(fù)合外加劑用量為1.1%。

降粘型聚羧酸系高性能減水劑與普通減水劑相比，減水率比較低，但是在混凝土和易性的影響下，聚羧酸系高性能的擴展性比較差。通過將緩釋型聚羧酸系高性能加入至自密實混凝土中，能夠有效提升混凝土的和易性以及保坍性能。

與普通聚羧酸系高性能減水劑相比，降粘型聚羧酸系高性能減水劑可提供更多自由水，因此，其降粘效果更好。

由于SY2沒有復(fù)配緩凝劑，擴展性比較差，主要原因是在自密實混凝土水化過程中，由于快速并且集中的而產(chǎn)生溫度，造成混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外收縮差異比較大。

4 結(jié)語

綜上所述，本文主要采用試驗分析方式，對復(fù)合外加劑對于自密實混凝土性能的影響進(jìn)行了詳細(xì)探究。自密實混凝土與普通混凝土相比，外加劑類型以及用量均比較多，不同復(fù)合外加劑對于自密實混凝土性能的影響有所不同，在自密實混凝土配合比優(yōu)化調(diào)整中，應(yīng)選擇適宜的復(fù)合外加劑，并嚴(yán)格控制用量，進(jìn)而提升自密實混凝土性能。