新世紀混凝土外加劑的選擇與探索

　　我國混凝土外加劑從上世紀50年代開始，歷經(jīng)了半個多世紀的發(fā)展，已日漸成熟?；炷镣饧觿┰诮ㄖI域應用廣泛，已經(jīng)成為一類主導產(chǎn)品，被行業(yè)俗稱為“混凝土第五組分”。按其功能劃分，混凝土外加劑可分為以下幾類：一是調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)、硬化性能的緩凝劑、早強劑、速凝劑等，二是調(diào)節(jié)混凝土氣體含量的引氣劑、發(fā)氣劑、泡沫劑、消泡劑等，三是改善混凝土耐久性的阻銹劑、抗凍劑、抗?jié)B劑等，四是為混凝土提供特殊性能的膨脹劑、著色劑、堿集料反應抑制劑等。除此之外，還有流平劑、灌漿劑、絮凝劑、保水劑、密實劑等。為滿足高性能混凝土的需要，對高性能、多功能外加劑的研究將是該領域的發(fā)展方向。

　　外加劑的作用

　　1.提高混凝土的質(zhì)量。外加劑可提高混凝土的密實性和強度以及降低收縮值，減少徐變度、抗?jié)B性，增強抗凍性、抗?jié)B性、耐久性，改善流變性。

　　2.減少養(yǎng)護時間，提早拆模，加速模板周轉(zhuǎn)，加快施工進度。

　　3.改善施工條件，降低勞動強度，有利于機械化施工。

　　4.節(jié)約能源，提高混凝土的性價比，降低水泥用量，節(jié)約能源。多摻混合材（高爐礦渣細粉、粉煤灰等量或超量替代水泥）可降低成本，提高性價比。

　　5.高性能外加劑（高效減水劑、水泥精等）不僅能克服混凝土坍落度損失大的缺點，還能改善混凝土孔結(jié)構(gòu)和密實性，減少混凝土的徐變度，保證混凝土強度。

　　混凝土外加劑的選擇

　　混凝土向高性能方向發(fā)展是今后的科研重點。目前，混凝土中應用最廣泛、效果較好的外加劑是高效減水劑。專利產(chǎn)品H－2水泥精（原SHJ－1A石灰精升級換代產(chǎn)品）更以其卓越的性能在外加劑行列中占有重要的地位。 

     1.水泥品種對混凝土外加劑的影響

　　水泥顆粒分布、比表面積等都會影響高效減水劑的使用效果。同一種高效減水劑在相同的摻量下，因水泥不同而使用效果明顯不同；同一種高效減水劑在不同水泥中的摻量不同，其減水效果基本相同。所以，混凝土生產(chǎn)企業(yè)首先應選擇對高效減水劑適應的水泥，如果水泥不能選擇，應該選擇對水泥適應性好的高效減水劑。

　　要改善高效減水劑與水泥的適應性，可采取與其他外加劑復合使用，并摻入高爐礦渣細粉和粉煤灰等混合材料。

　　2.混合材料的選擇

　　混凝土在骨料級配合理的條件下，摻入高爐礦渣細粉和粉煤灰末圖擬合混合材料后降低了C3A的相對含量，補充了SiO2和CaO的含量。降低水泥水化早期C3A對高效減水劑的吸附量，分散效果相對明顯。高爐礦渣細粉選擇S95級，粉煤灰選擇Ⅱ級以上。S95礦渣細粉平均粒徑約6um，可以充分填充水泥顆粒（平均粒徑20um左右）之間的空隙，降低了填充水泥顆?？障兜挠盟浚瑴p水效果顯著。S95以下的礦渣細粉（S75）平均粒徑與水泥顆粒相當，無法填充水泥顆粒之間的空隙。

　　粉煤灰含有大量的玻璃微珠，具有滾珠軸承作用，可降低水泥顆粒之間的摩擦力，提高混凝土的流動性。而且其比表面積大，表面能高，吸附水的能力小。但是Ⅱ級以下的粉煤灰（如散灰等），含有較多的多孔玻璃微珠或含碳量較高，會增加混凝土的需水量。

　　3.外加劑的選擇

　　高效減水劑的功能是分散減水，在混凝土中主要是通過機械激發(fā)中的化學激發(fā)原理起作用。所以，應選擇具有化學激發(fā)作用的外加劑，如H-2水泥精配伍，才能增強混凝土的性能。尤其是混合材料摻量較大時，效果顯著。

　　混凝土外加劑復合的探索

　　1.材料：海螺P.O42.5水泥、首鋼S95礦渣細粉、江蘇建科院JM-Ⅷ高效減水劑、北京品倫科技發(fā)展有限公司H-2水泥精。

　　2.試驗方法：混凝土抗壓強度采用的標準試件150×150×150（mm），標準養(yǎng)護后測試3d、7d、28d，混凝土坍落度220～240mm（部分未測）。

　　3.試驗結(jié)果表明：以S95礦粉31%超量替代水泥配制的C25混凝土，28天抗壓強度比標準配制強度高10.4Mpa，達到C35配制標準。3天、7天抗壓強度分別達到C25配制強度的62.1%和90.7%。S95和Ⅱ級粉煤灰復摻等量替代水泥46%配制的C30混凝土比配制強度高9.2Mpa，超過C35的配制強度。3天、7天抗壓強度分別達到C30配制強度的61%和88%。以S95礦粉和Ⅱ級粉煤灰復摻33%超量替代水泥配制的C40混凝土，28天強度高于配制強度6.9Mpa，超過C45的配制強度。3天、7天強度達到C40配制強度的92%。以S95礦粉和Ⅱ級粉煤灰等量替代27%水泥配制的C50混凝土，28天強度高于基準7.0Mpa，超過C55的配制強度。3天、7天強度分別達到C50配制強度的66.1%和81%。強度提高的情況顯示，JM-Ⅷ高效減水劑與H-2水泥精配伍，各標號混凝土強度提高一個等級以上。從坍落度損失數(shù)據(jù)得出：H-2水泥精具有保塑功能。在JM-Ⅷ的配伍下，混凝土的工作性能得到很大改善。試驗顯示，混凝土收縮率比大大低于國家標準。混凝土干縮率大，需水量大，礦粉保水性差，容易泌水，以及與粉煤灰早期強度低的缺點被克服。

　　因此，從JM-Ⅷ高效減水劑與H-2水泥精配伍的試驗中得出，C25、C30、C40、C50抗壓強度均提高一個等級以上。在外加劑復配得當?shù)那疤嵯拢缘V粉、粉煤灰復摻等量或超量替代水泥配制的混凝土不僅節(jié)約能源，提高了混凝土性價比，而且還提高了密實度，降低了用水量，大大改善了混凝土性能。H-2水泥精與JM-Ⅷ配伍，能夠克服礦粉保水性差，以及礦粉與粉煤灰早期強度低的缺點。而且，二者復摻強度增長幅度較大，顯示了混合材料在外加劑作用下的疊加效應。H-2水泥精不僅具有激發(fā)混合材的活性及保塑功能，而且對混凝土收縮率比和徐變度有較大貢獻。