朱逸飛，許翔宇，范金奎，閆行霈，潘昊哲

（江蘇大學(xué)京江學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 引言

本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外混凝土早強(qiáng)劑和引氣劑研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，選擇早強(qiáng)劑硫酸鈉[1-2]和引氣劑松香酸鈉[3-4]，主要考慮其實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。在實(shí)際工程施工過(guò)程中，混凝土需要較長(zhǎng)一段時(shí)間凝結(jié)硬化才可以達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度，早強(qiáng)劑硫酸鈉可以加速混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展，減少混凝土凝結(jié)硬化的時(shí)間，在冬季施工、應(yīng)急搶險(xiǎn)工程等方面具有重要作用。引氣劑松香酸鈉可以使混凝土在攪拌過(guò)程中引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡，這些微小氣泡的引入可以提高混凝土的和易性、抗凍性等，改善混凝土性能。

本試驗(yàn)研究在C30 混凝土配合比的基礎(chǔ)上，以混凝土立方體抗壓強(qiáng)度作為主要控制指標(biāo)，坍落度為次要控制指標(biāo)，對(duì)比分析兩種外加劑在單摻或復(fù)合時(shí)與混凝土性能的關(guān)系，為類似實(shí)驗(yàn)研究提供借鑒與參考。

1 試驗(yàn)技術(shù)路線及結(jié)果分析

1.1 原材料

（1）水泥：32.5 普通硅酸鹽水泥。

（2）細(xì)骨料：ISO 標(biāo)準(zhǔn)砂，中砂，顆粒級(jí)配符合 2 區(qū)規(guī)定。

（3）粗骨料：本地產(chǎn)碎石，碎石粒徑0～40mm。

（4）水：潔凈自來(lái)水，符合規(guī)范要求。

（5）早強(qiáng)劑：硫酸鈉。

（6）引氣劑：松香酸鈉。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)選取早強(qiáng)劑硫酸鈉和引氣劑松香酸鈉兩種外加劑作為研究對(duì)象，外加劑摻量百分比為外加劑質(zhì)量占水泥質(zhì)量的百分比。在C30 混凝土配合比的基礎(chǔ)上，分別測(cè)定在不同摻量（0%，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%）硫酸鈉的情況下，混凝土坍落度以及混凝土立方體3d、7d、28d 的抗壓強(qiáng)度，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定硫酸鈉單摻時(shí)的最佳摻量。在此基礎(chǔ)上，選取最佳摻量的硫酸鈉與不同摻量（0.01%，0.02%，0.03%）的松香酸鈉復(fù)合時(shí)，混凝土坍落度以及混凝土立方體3d、7d、28d 的抗壓強(qiáng)度。鑒于混凝土和易性由保水性、粘聚性和流動(dòng)性綜合評(píng)價(jià)，其中保水性和粘聚性無(wú)法定量描述，試驗(yàn)過(guò)程中，混凝土水分流失較少，混凝土整體固實(shí)，證明試驗(yàn)過(guò)程中所有混凝土的保水性和粘聚性均為良好，故本實(shí)驗(yàn)以流動(dòng)性（坍落度）作為和易性體現(xiàn)的主要因素。

試驗(yàn)過(guò)程中，控制混凝土坍落度在10~30mm，采用人工拌和的方法，拌和時(shí)間從加水時(shí)算起，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。每組試件所用的混凝土拌合物由同一次拌和成的拌和物中取出，拌和物裝入試模，用振動(dòng)臺(tái)振實(shí)。混凝土試件成型后立即使用濕布覆蓋表面，以防止水分蒸發(fā)，靜置兩晝夜，拆模編號(hào)，隨后放進(jìn)水養(yǎng)護(hù)箱，養(yǎng)護(hù)至齡期。試件尺寸為 150mm×150mm×150mm，3d、7d、28d 抗壓強(qiáng)度測(cè)定時(shí)，每組各測(cè)定3 個(gè)試塊。在進(jìn)行硫酸鈉和松香酸鈉復(fù)合的實(shí)驗(yàn)中，由于硫酸鈉在常溫下溶解度較低[5]，不能完全融入引氣劑松香酸鈉中，故采取單獨(dú)摻加的方法。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

1.3.1 早強(qiáng)劑硫酸鈉對(duì)混凝土性能的影響

早強(qiáng)劑硫酸鈉對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響如表1 所示，不同齡期條件下不同摻量硫酸鈉對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度如圖1 所示，早強(qiáng)劑硫酸鈉對(duì)混凝土坍落度的影響如表2 所示。

表1 不同摻量硫酸鈉對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

圖1 不同齡期條件下不同摻量硫酸鈉的C30 混凝土抗壓強(qiáng)度

表2 不同摻量硫酸鈉對(duì)混凝土坍落度的影響

由表1 可以看出，隨著齡期的增長(zhǎng)，混凝土抗壓強(qiáng)度均不斷提高；硫酸鈉不同摻量下的混凝土相比較于不摻外加劑的混凝土，混凝土3d、7d 的抗壓強(qiáng)度均有所提高，且大致隨著硫酸鈉摻量的增加而提高，而混凝土28d 抗壓強(qiáng)度均有所降低；其中，混凝土3d 抗壓強(qiáng)度在2.0%的摻量時(shí)最大，混凝土7d 抗壓強(qiáng)度在1.0%的摻量時(shí)最大，混凝土28d 抗壓強(qiáng)度在1.5%的摻量時(shí)最小。

由圖1 可以看出，混凝土在養(yǎng)護(hù)3d 后的抗壓強(qiáng)度中，隨著硫酸鈉含量的增加混凝土強(qiáng)度大體呈上升趨勢(shì)，只有當(dāng)硫酸鈉摻量為1.5%時(shí)，強(qiáng)度才有所降低；混凝土在養(yǎng)護(hù)7d 后的抗壓強(qiáng)度中，摻量從0.0%增加到1.0%時(shí)，抗壓強(qiáng)度不斷提高，當(dāng)摻量增加到1.5%時(shí)，抗壓強(qiáng)度降低明顯，摻量增加到2.0%時(shí)，抗壓強(qiáng)度又略有提高；混凝土在養(yǎng)護(hù)28d 后的抗壓強(qiáng)度中，除去硫酸鈉摻量為1.5%時(shí)的強(qiáng)度，混凝土抗壓強(qiáng)度整體隨著摻量的增加而降低，當(dāng)摻量為1.5%時(shí)，混凝土28d 抗壓強(qiáng)度最小。

由表2 可以看出，隨著硫酸鈉摻量的不斷增加，混凝土坍落度不斷降低。當(dāng)摻量為2.0%時(shí)，混凝土坍落度達(dá)到最低點(diǎn)。

綜上所述，早強(qiáng)劑硫酸鈉的摻入可以提高混凝土早期的抗壓強(qiáng)度，改變混凝土的流動(dòng)性，降低混凝土的和易性。

1.3.2 早強(qiáng)劑硫酸鈉與引氣劑松香酸鈉復(fù)合對(duì)混凝土性能的影響

通過(guò)對(duì)第一批試驗(yàn)早強(qiáng)劑硫酸鈉單摻下與混凝土性能關(guān)系的研究，取早強(qiáng)劑硫酸鈉最佳摻量1.0%，將此摻量（1.0%）下的硫酸鈉與不同摻量（0.01%、0.02%、0.03%）的引氣劑松香酸鈉復(fù)合。

早強(qiáng)劑硫酸鈉1.0%摻量與不同摻量的引氣劑松香酸鈉復(fù)合對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響如表3 所示，不同齡期條件下不同摻量松香酸鈉的C30 混凝土抗壓強(qiáng)度變化如圖2 所示，早強(qiáng)劑硫酸鈉1.0%摻量與不同摻量（0.01%、0.02%、0.03%）引氣劑松香酸鈉復(fù)合對(duì)混凝土坍落度的影響如表4 所示。

由表3 和圖2 可以看出，隨著齡期的增長(zhǎng)，混凝土抗壓強(qiáng)度均不斷提高；松香酸鈉的摻入，使得各齡期混凝土抗壓強(qiáng)度均有所降低。剛加入0.01%松香酸鈉時(shí)，混凝土3d、7d 抗壓強(qiáng)度降低較為明顯；隨著引氣劑松香酸鈉摻量的不斷增加，混凝土3d、7d 的抗壓強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)，而28d 混凝土的抗壓強(qiáng)度變化并不明顯。

圖2 不同齡期條件下不同摻量松香酸鈉的C30 混凝土抗壓強(qiáng)度

表3 最佳摻量硫酸鈉與不同摻量松香酸鈉復(fù)合對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

由表4 可以看出，隨著引氣劑松香酸鈉摻量的不斷增加，混凝土坍落度有所降低，但變化不明顯。

表4 最佳摻量硫酸鈉與不同摻量松香酸鈉復(fù)合對(duì)混凝土坍落度的影響

綜上所述，引氣劑松香酸鈉與早強(qiáng)劑硫酸鈉的復(fù)合會(huì)降低混凝土的抗壓強(qiáng)度，但是對(duì)于混凝土和易性的影響不明顯。

2 結(jié)語(yǔ)

本文研究的主要是硫酸鈉和松香酸鈉與混凝土性能關(guān)系。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析，本試驗(yàn)研究主要得出以下結(jié)論。

（1）隨著齡期的增長(zhǎng)，混凝土抗壓強(qiáng)度不斷提高。

（2）早強(qiáng)劑硫酸鈉會(huì)提高混凝土早期抗壓強(qiáng)度，降低混凝土后期抗壓強(qiáng)度。早強(qiáng)劑硫酸鈉的加入，使得混凝土早期抗壓強(qiáng)度均有所提高，后期抗壓強(qiáng)度均有所降低。在本試驗(yàn)配合比下，混凝土早期抗壓強(qiáng)度大致隨硫酸鈉摻量的增加而提高，后期抗壓強(qiáng)度大致隨硫酸鈉摻量的增加而降低?；炷?d 抗壓強(qiáng)度在2.0%的摻量時(shí)最大，混凝土7d 抗壓強(qiáng)度在1.0%的摻量時(shí)最大，混凝土28d 抗壓強(qiáng)度在1.5%的摻量時(shí)最小。

（3）早強(qiáng)劑硫酸鈉的加入，會(huì)削弱混凝土的工作性能。隨著早強(qiáng)劑硫酸鈉摻量的不斷增加，混凝土坍落度不斷降低，且當(dāng)硫酸鈉摻量為2.0%時(shí)，混凝土坍落度最小。

（4）早強(qiáng)劑硫酸鈉摻量為1.0%時(shí)，引氣劑松香酸鈉的加入，會(huì)使混凝土全齡期抗壓強(qiáng)度降低，對(duì)早期抗壓強(qiáng)度影響最為明顯。在本試驗(yàn)配合比下，混凝土全齡期抗壓強(qiáng)度隨引氣劑松香酸鈉摻量的增加而不斷降低。

（5）在本試驗(yàn)配合比下，早強(qiáng)劑硫酸鈉摻量為1.0%時(shí)，引氣劑松香酸鈉的加入，使混凝土坍落度略有降低，變化不明顯。

本試驗(yàn)存在一定的不可控因素，本文結(jié)論對(duì)于混凝土前期強(qiáng)度要求高，和易性有一定要求的工程具有一定的指導(dǎo)意義。早期強(qiáng)度的提高，有利于提高混凝土質(zhì)量，增加模板周轉(zhuǎn)使用率等，符合經(jīng)濟(jì)性原則。