陳 萍

（南平市建通工程檢測(cè)有限公司 353000）

1 引言

混凝土作為建筑行業(yè)中最常見(jiàn)的建筑材料，被廣泛應(yīng)用到各種建筑當(dāng)中。在建筑施工過(guò)程中，往往會(huì)在調(diào)制混凝土的過(guò)程中增加一些添加劑或者粉煤灰，不僅提升了混凝土強(qiáng)度和耐久度，而且還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，研究高效減水劑和粉煤灰在混凝土中的作用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 粉煤灰在混凝土中的作用

2.1 提高混凝土的抗裂性和抗?jié)B透性

（1）抗裂性：當(dāng)混凝土凝固后，由于水泥凝固形成的毛細(xì)孔道，往往會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)滲漏問(wèn)題或者收到侵蝕。通過(guò)在混凝土中加入粉煤灰，利用粉煤灰顆粒中的玻璃球體，降低混凝土的內(nèi)摩擦力，對(duì)混凝土孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善。與此同時(shí)，粉煤灰能夠降低水泥在水化作用時(shí)產(chǎn)生的熱量，進(jìn)一步降低了混凝土凝固過(guò)程中，因溫差過(guò)大導(dǎo)致出現(xiàn)的裂縫。

（2）抗?jié)B透性：粉煤灰本身可以形成水化硅酸鈣等凝膠材料，對(duì)混凝土中因水泥產(chǎn)生的毛細(xì)孔隙進(jìn)行填充，減少孔隙數(shù)量和大小，從而提升了混凝土的密實(shí)度，降低了可能出現(xiàn)的滲透問(wèn)題。隨著時(shí)間的推移，粉煤灰的火山灰活性能越來(lái)越強(qiáng)，對(duì)后期混凝土的抗?jié)B透性能提升更多。

2.2 抗鋼筋銹蝕能力

大量的數(shù)據(jù)研究表明，當(dāng)在混凝土中添加70%以下的粉煤灰時(shí)，混凝土的pH值高于鋼筋表面鈍化膜破壞的臨界值，可以很好的降低鋼筋產(chǎn)生腐蝕的幾率。

2.3 提高抗凍融性

（1）粉煤灰的活性效應(yīng)，對(duì)氫氧化鈣進(jìn)行了消耗，導(dǎo)致混凝土不易因冰凍產(chǎn)生裂隙；

（2）粉煤灰提升了混凝土的密實(shí)度，降低了混凝土內(nèi)部的孔隙數(shù)量和孔徑大小，從而提升了混凝土的抗凍性能。

2.4 抗氯離子滲透能力

通過(guò)大量的試驗(yàn)表明，在混凝土中添加30～40%的粉煤灰后，混凝土中的粉煤灰由于火山灰反應(yīng)，產(chǎn)生的凝膠堵塞了毛細(xì)孔隙，提升了混凝土的抗?jié)B透性能，混凝土的氯離子擴(kuò)散明顯低于未添加粉煤灰的混凝土。

2.5 抗硫酸鹽能力

通過(guò)在混凝土中添加粉煤灰，可以有效的降低水泥的使用量，從而降低了混凝土中水泥因水化而產(chǎn)生的氫氧化鈣的數(shù)量。與此同時(shí)，由于粉煤灰的活性成分的火山灰產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，又消耗了一定量的氫氧化鈣，從而降低了硫酸鹽對(duì)混凝土的腐蝕速度。

2.6 抗碳化性

當(dāng)混凝土產(chǎn)生碳化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的鋼筋因堿性環(huán)境發(fā)生改變，而產(chǎn)生生銹腐蝕，進(jìn)一步引起混凝土內(nèi)部產(chǎn)生變形，出現(xiàn)裂縫以及剝落的問(wèn)題。此外，混凝土的碳化還能導(dǎo)致其產(chǎn)生收縮，從而在其表面形成很多細(xì)微裂縫，影響混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B透性能。

通過(guò)在混凝土中添加粉煤灰，會(huì)有以下兩方面的作用：

（1）由于粉煤灰的加入，混凝土中的水泥材料相對(duì)應(yīng)的減少，因水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣也相對(duì)應(yīng)的減少，再加上粉煤灰對(duì)氫氧化鈣的消耗，會(huì)導(dǎo)致混凝土的堿度降低，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)碳化的可能性大大增加；

（2）由于粉煤灰可以提升混凝土的抗?jié)B透性能，降低混凝土內(nèi)部的孔隙數(shù)量，提升混凝土的密實(shí)度，在一定程度能夠遏制混凝土出現(xiàn)碳化。

從整體的角度來(lái)看，粉煤灰的抗碳化性能還達(dá)不到混凝土的要求，可以通過(guò)摻雜礦渣粉與粉煤灰的混合物的方式提升混凝土的抗碳化性能。

3 高效減水劑在混凝土中的作用

3.1 對(duì)新拌混凝土性能的作用

（1）減水作用：使用高效減水劑，減水率高達(dá)20～30%?？梢杂行У慕档退嗨^(guò)程中對(duì)混凝土的影響；

（2）引氣作用：通過(guò)添加減水劑，利用減水劑對(duì)水的表面張力的降低作用，提升混凝土的引氣作用。如圖1所示，高效減水劑對(duì)水的表面張力基本沒(méi)有降低作用，引氣作用幾乎沒(méi)有。

圖1 各種減水劑溶液濃度和表面張力的關(guān)系

（3）凝結(jié)時(shí)間：前文提到，不同的減水劑對(duì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間影響不同，部分不會(huì)對(duì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間造成影響，部分會(huì)減慢混凝土的凝結(jié)時(shí)間，甚至有些會(huì)加快混凝土的凝結(jié)時(shí)間。在進(jìn)行施工過(guò)程中，可以根據(jù)工程的實(shí)際需要，選擇相對(duì)應(yīng)的高效減水劑。

（4）坍落度和坍落度損失：通過(guò)高效減水劑的加入，可以提高混凝土的坍落度。不同類(lèi)型的高效減水劑對(duì)混凝土的坍落度影響不同。

3.2 對(duì)硬化混凝土性能的作用

（1）強(qiáng)度提升：高效減水劑的使用，可以降低在進(jìn)行混凝土配置過(guò)程中水的使用量，減弱了水泥的水化作用，從而降低了因水化作用產(chǎn)生的孔隙數(shù)量。同時(shí)，由于高效減水劑還具備良好的分散水泥的作用，因此，其可以提升混凝土的密實(shí)度，增強(qiáng)混凝土硬化后的強(qiáng)度。

（2）收縮性能：當(dāng)采用的高效減水劑是為了降低混凝土的用水量時(shí)，混凝土的收縮性能將得到降低；如果采用的高效減水劑是為了增加混凝土的坍落度時(shí)，混凝土的收縮性能將略微提升。

3.3 對(duì)混凝土耐久性的影響

（1）抗凍融性：通過(guò)高效減水劑的使用，提升了混凝土的強(qiáng)度以及輕微的引氣作用，當(dāng)遇到寒冷天氣時(shí)，混凝土的抗凍性能得到顯著的提升。

（2）硫酸鹽侵蝕：通過(guò)大量的數(shù)據(jù)研究表明，由于高效減水劑降低了水泥的使用量或者減少了水泥的水化作用，導(dǎo)致因水化作用產(chǎn)生的氫氧化鈣數(shù)量明顯減少。在遇到硫酸鹽等侵蝕時(shí)，添加了高效減水劑的混凝土的抗腐蝕性能，明顯要高于空白混凝土的抗腐蝕性能。

3.4 對(duì)鋼筋混凝土性能的影響

（1）對(duì)鋼筋和混凝土粘接力的影響：通過(guò)加入高效減水劑，可以明顯提升鋼筋與混凝土之間的粘接力。具體數(shù)據(jù)表現(xiàn)為，對(duì)于普通混凝土中的粘接力由原來(lái)的1.2MPa，提升到了8.5MPa；對(duì)于彎曲的鋼筋，則由原來(lái)的15.0MPa提升到了27.5MPa。

（2）對(duì)鋼筋銹蝕的影響：高效減水劑的添加，增強(qiáng)了混凝土的密實(shí)度，同時(shí)確保了混凝土的堿性高于鋼筋表面鈍化膜破壞的臨界值，再加上減少水的用量，可以有效的提升混凝土內(nèi)部鋼筋的抗生銹腐蝕性能。

4 減水劑、粉煤灰在混凝土中的實(shí)例應(yīng)用

某跨線(xiàn)橋大修工程，在進(jìn)行混凝土配比過(guò)程中，引入了新型高效減水劑和粉煤灰?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度要求為C30，澆筑厚度約為10～20cm，并增設(shè)了15cm×20cm的鋼筋網(wǎng)。為了確?；炷翝M(mǎn)足工程的耐久性和抗壓強(qiáng)度要求，特針對(duì)減水劑和粉煤灰的添加進(jìn)行了試驗(yàn)。

4.1 實(shí)驗(yàn)室試配調(diào)整

根據(jù)設(shè)計(jì)要求的配合比，對(duì)每立方米的混凝土材料用量進(jìn)行了試配。在試驗(yàn)過(guò)程中，采用0.01m3的材料用量進(jìn)行拌合（如表1所示）。在試驗(yàn)過(guò)程中首先在鐵板上噴灑適量的水，用來(lái)混凝土拌合過(guò)程中水分的補(bǔ)充，然后按照表1的用量按照砂、水泥、粉煤灰、減水劑的順序進(jìn)行加料，并在拌合均勻后加入碎石，此過(guò)程中加入50%質(zhì)量的水進(jìn)行1min的拌合；最后加入另外50%質(zhì)量的水進(jìn)行拌合2min。

表1 混凝土材料用量

4.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)由于粉煤灰的添加，有效的降低了水泥的使用量，且粉煤灰起到了較好的膠結(jié)和穩(wěn)水的作用，有效的避免了混凝土在長(zhǎng)時(shí)間振搗時(shí)產(chǎn)生離析分層的問(wèn)題。通過(guò)減水劑的摻加，降低了混凝土拌合過(guò)程中水量的使用量，節(jié)約了成本的同時(shí)，提高了混凝土的拌合質(zhì)量。尤其是7d的抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的105%，28d的抗壓強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的136%（如表2所示）。

表2 不摻外摻劑強(qiáng)度相同時(shí)的每立方米材料用量

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，混凝土的使用率也越來(lái)越高。如何提升混凝土的強(qiáng)度和性能，成為施工企業(yè)研究的重點(diǎn)。高效減水劑、粉煤灰的投入使用，有效的提升了混凝土的性能，在強(qiáng)度、抗腐蝕性、抗?jié)B透性能方面都得到了加強(qiáng)，保障了建筑施工的質(zhì)量。相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)自身專(zhuān)業(yè)能力，在進(jìn)行混凝土調(diào)制時(shí)，結(jié)合工程實(shí)際情況，選擇合適的高效減水劑以及比率恰當(dāng)?shù)姆勖夯?，從而最大限度的提升混凝土的性能，確保建筑施工的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。