柳進(jìn)軍 許若友

(甘肅省建筑科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730050)

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混凝土增效劑在寒旱地區(qū)的應(yīng)用及研究

柳進(jìn)軍 許若友

(甘肅省建筑科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730050)

對(duì)混凝土增效劑在西北寒旱地區(qū)混凝土中的使用及反應(yīng)效果進(jìn)行了試驗(yàn)研究，探討了混凝土增效劑在高寒干旱地區(qū)對(duì)混凝土工作性能及力學(xué)性能的優(yōu)化和影響，研究表明，在摻入混凝土增效劑的情況下能顯著改善混凝土的工作性能，提高混凝土的力學(xué)性能。

寒旱地區(qū)，混凝土增效劑，力學(xué)性能

0 引言

混凝土作為一種常規(guī)建筑材料，被廣泛應(yīng)用到建設(shè)工程中，混凝土的大量應(yīng)用，其原材料資源需求量就增大，特別是水泥使用量也同時(shí)增大，而水泥行業(yè)是大量消耗資源和能源的產(chǎn)業(yè)，也是主要的環(huán)境污染源。目前我國(guó)預(yù)拌混凝土中使用的原材料因受地域和市場(chǎng)的限制直接影響到混凝土的工作性能及混凝土力學(xué)性能，特別在寒旱地區(qū)，對(duì)混凝土和易性、施工性能和強(qiáng)度離散性能影響尤為明顯。摻入混凝土增效劑，在保持甚至提高混凝土各項(xiàng)性能的基礎(chǔ)上可減少能源消耗和環(huán)境污染，具有顯著的節(jié)能增效作用。

1 混凝土增效劑配制混凝土原理

國(guó)內(nèi)外研究資料表明，在常規(guī)環(huán)境下，由于混凝土中水泥粉體顆粒的團(tuán)聚、水分遷移受阻導(dǎo)致混凝土中有10%～20%的水泥不能完全進(jìn)行水化反應(yīng)，僅僅起到填充作用，不能發(fā)揮水泥增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的作用，這部分只起填充作用的水泥造成混凝土原材料最大的浪費(fèi)，增加混凝土成本?；炷猎鲂┦且环N含有胺類(lèi)及多元醇類(lèi)物質(zhì)，這些物質(zhì)通過(guò)調(diào)節(jié)拌合材料間的固—液界面能，增強(qiáng)了水泥顆粒分子在混凝土中的分散度，有效地分散并激發(fā)每一單位水泥分子與水分子之間的表面作用力，改善固—液界面過(guò)渡區(qū)的結(jié)構(gòu)，使其與水分子充分發(fā)生水化反應(yīng)，降低粉體絮凝聚團(tuán)。這部分僅起填料作用的水泥顆粒經(jīng)充分水化形成水泥漿，與其他材料充分混合，消除混凝土中游離水因不能充分反應(yīng)而產(chǎn)生的孔結(jié)構(gòu)，提高了混凝土整體密實(shí)性和耐久性，并且使混凝土在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能保持一定的粘聚力，同時(shí)由于水泥漿體的增加，促使混凝土中不同材料之間相互包裹更加密實(shí)、增強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度，從而改善混凝土的工作性能和力學(xué)性能。

2 原材料與試驗(yàn)方法

2.1 原材料及技術(shù)性能

1)水泥：選用甘肅祁連山P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,其主要技術(shù)性能見(jiàn)表1。

表1 水泥物理性能指標(biāo)

2)粗骨料：5～31.5碎石，含泥量：0.5%，泥塊含量：0.1%。

3)細(xì)骨料：細(xì)度模數(shù)為2.6，Ⅱ區(qū)砂天然砂，含泥量：2.8%，泥塊含量：0.2%。

4)外加劑：CC-3緩凝型聚羧酸高效能減水劑，減水率：22%。

5)選用廣州市三駿建材科技有限公司生產(chǎn)的CTF混凝土增效劑。

2.2 試驗(yàn)方法

1)試驗(yàn)?zāi)康?。在不同混凝土?qiáng)度等級(jí)中摻加膠凝材料總質(zhì)量的0.6%的混凝土增效劑，通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)混凝土的工作性能及混凝土力學(xué)性能，分析混凝土增效劑在寒旱地區(qū)混凝土中的作用。

2)試驗(yàn)方法。按照J(rèn)GJ 55—2011混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程，以常用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，C35，C45為基準(zhǔn)樣(未摻混凝土增效劑)與對(duì)比樣(摻混凝土增效劑)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，根據(jù)《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，參照混凝土增效劑的使用方法，比較兩種混凝土的工作性能和力學(xué)性能，分析混凝土增效劑的作用，混凝土配合比見(jiàn)表2。

表2 混凝土配合比 kg/m3

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 混凝土增效劑對(duì)混凝土工作性能的影響

根據(jù)表2不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的配合比制作混凝土樣品，觀察并試驗(yàn)檢測(cè)混凝土的工作性能及混凝土不同齡期的抗壓強(qiáng)度，其檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土拌合物工作性能及強(qiáng)度

由表3可以看出，相比摻入混凝土增效劑之后，經(jīng)檢測(cè)比對(duì)混凝土拌合物的坍落度、坍落度1 h經(jīng)時(shí)變化量以及混凝土擴(kuò)展度，均有所改善?；炷恋暮鸵仔悦黠@好于基準(zhǔn)試樣，見(jiàn)圖1，圖2(以C35為例)。結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)還可以看出拌合物表面漿體增多，無(wú)結(jié)板、抓底現(xiàn)象，不泌水、無(wú)離析、包裹性較好，拌合物整體粘聚

性增強(qiáng)，這說(shuō)明混凝土增效劑能夠在一定程度上改善混凝土的工作性能。

3.2 混凝土增效劑對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

從表3兩種不同混凝土抗壓強(qiáng)度對(duì)比值可以看出，對(duì)于膠凝材料比較少的C25混凝土，摻混凝土增強(qiáng)劑的3 d，7 d混凝土抗壓強(qiáng)度值均呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，而相比膠凝材料較多的C45混凝土，其抗壓強(qiáng)度均相差不大略有提高。另外隨著混凝土齡期的延長(zhǎng)，混凝土抗壓強(qiáng)度呈明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，如圖3所示。說(shuō)明摻加混凝土增效劑之后，低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的力學(xué)性能改善幅度要大于高強(qiáng)度等級(jí)混凝土，到了養(yǎng)護(hù)后期，其強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)較好，能夠超越基準(zhǔn)強(qiáng)度，已明顯達(dá)到且超過(guò)預(yù)期強(qiáng)度要求。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)西北嚴(yán)寒干旱地區(qū)，因干旱少雨，所用混凝土原材料通常不能滿(mǎn)足混凝土要求(砂、石含泥量較大等因素),而且氣候嚴(yán)寒，給混凝土施工造成很大的困難?；炷猎鲂┛梢酝ㄟ^(guò)提高混凝土中水泥顆粒的分散度，進(jìn)一步激發(fā)每一單位水泥顆粒與游離水分子的水化反應(yīng)，使絕大部分的水泥顆粒經(jīng)過(guò)和水、細(xì)骨料、粗骨料及高效減水劑等原材料的充分?jǐn)嚢杌旌?，提高混凝土的和易性，明顯改善了混凝土在西北嚴(yán)寒干旱地區(qū)原材料不足的缺陷，改善了新拌混凝土的工作性能。混凝土增效劑同樣對(duì)混凝土具有節(jié)能增效效果，能夠提升混凝土的抗壓強(qiáng)度，具有很大的推廣使用價(jià)值。

[1]GB/T 50080—2002，普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn).

[2]GB/T 50081—2002，普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn).

[3]孫志強(qiáng)，袁海東.增效劑在混凝土中的應(yīng)用研究.商品混凝土，2010(9)：42-43.

The application and research on concrete synergistic agent in frigid and arid region

Liu Jinjun Xu Ruoyou

(GansuBuildingScienceAcademy,Lanzhou730050,China)

This paper made test research on the use and reflection effect of concrete synergistic agent in northwest frigid and arid region, discussed the optimization and influence of concrete synergistic agent to concrete workability and mechanical properties in frigid and arid region, the results showed that under the situation mixing concrete synergistic agent could significantly improve the work performance of concrete, improved the mechanical properties of concrete.

frigid and arid region, concrete synergistic agent, mechanical property

1009-6825(2015)21-0109-02

2015-05-18

柳進(jìn)軍(1979- )，男，工程師； 許若友(1963- )，男，高級(jí)工程師

TU528

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