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    新世紀(jì)混凝土外加劑的選擇與探索

    中國(guó)建材網(wǎng)-江蘇鑄本混凝土工程有限公司 · 2009-02-03 00:00

      我國(guó)混凝土外加劑從上世紀(jì)50年代開始,歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,已日漸成熟?;炷镣饧觿┰诮ㄖI(lǐng)域應(yīng)用廣泛,已經(jīng)成為一類主導(dǎo)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(qiáng)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(yīng)抑制劑等。除此之外,還有流平劑、灌漿劑、絮凝劑、保水劑、密實(shí)劑等。為滿足高性能混凝土的需要,對(duì)高性能、多功能外加劑的研究將是該領(lǐng)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(shí)性和強(qiáng)度以及降低收縮值,減少徐變度、抗?jié)B性,增強(qiáng)抗凍性、抗?jié)B性、耐久性,改善流變性。

      2.減少養(yǎng)護(hù)時(shí)間,提早拆模,加速模板周轉(zhuǎn),加快施工進(jìn)度。

      3.改善施工條件,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,有利于機(jī)械化施工。

      4.節(jié)約能源,提高混凝土的性價(jià)比,降低水泥用量,節(jié)約能源。多摻混合材(高爐礦渣細(xì)粉、粉煤灰等量或超量替代水泥)可降低成本,提高性價(jià)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(diǎn),還能改善混凝土孔結(jié)構(gòu)和密實(shí)性,減少混凝土的徐變度,保證混凝土強(qiáng)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(diǎn)。目前,混凝土中應(yīng)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(jí)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(duì)混凝土外加劑的影響

      水泥顆粒分布、比表面積等都會(huì)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(yīng)選擇對(duì)高效減水劑適應(yīng)的水泥,如果水泥不能選擇,應(yīng)該選擇對(duì)水泥適應(yīng)性好的高效減水劑。

      要改善高效減水劑與水泥的適應(yīng)性,可采取與其他外加劑復(fù)合使用,并摻入高爐礦渣細(xì)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(jí)配合理的條件下,摻入高爐礦渣細(xì)粉和粉煤灰末圖擬合混合材料后降低了C3A的相對(duì)含量,補(bǔ)充了SiO2和CaO的含量。降低水泥水化早期C3A對(duì)高效減水劑的吸附量,分散效果相對(duì)明顯。高爐礦渣細(xì)粉選擇S95級(jí),粉煤灰選擇Ⅱ級(jí)以上。S95礦渣細(xì)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?,減水效果顯著。S95以下的礦渣細(xì)粉(S75)平均粒徑與水泥顆粒相當(dāng),無(wú)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(dòng)性。而且其比表面積大,表面能高,吸附水的能力小。但是Ⅱ級(jí)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(huì)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(jī)械激發(fā)中的化學(xué)激發(fā)原理起作用。所以,應(yīng)選擇具有化學(xué)激發(fā)作用的外加劑,如H-2水泥精配伍,才能增強(qiáng)混凝土的性能。尤其是混合材料摻量較大時(shí),效果顯著。

      混凝土外加劑復(fù)合的探索

      1.材料:海螺P.O42.5水泥、首鋼S95礦渣細(xì)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(yàn)方法:混凝土抗壓強(qiáng)度采用的標(biāo)準(zhǔn)試件150×150×150(mm),標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后測(cè)試3d、7d、28d,混凝土坍落度220~240mm(部分未測(cè))。

      3.試驗(yàn)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(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)配制強(qiáng)度高10.4Mpa,達(dá)到C35配制標(biāo)準(zhǔn)。3天、7天抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到C25配制強(qiáng)度的62.1%和90.7%。S95和Ⅱ級(jí)粉煤灰復(fù)摻等量替代水泥46%配制的C30混凝土比配制強(qiáng)度高9.2Mpa,超過C35的配制強(qiáng)度。3天、7天抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到C30配制強(qiáng)度的61%和88%。以S95礦粉和Ⅱ級(jí)粉煤灰復(fù)摻33%超量替代水泥配制的C40混凝土,28天強(qiáng)度高于配制強(qiáng)度6.9Mpa,超過C45的配制強(qiáng)度。3天、7天強(qiáng)度達(dá)到C40配制強(qiáng)度的92%。以S95礦粉和Ⅱ級(jí)粉煤灰等量替代27%水泥配制的C50混凝土,28天強(qiáng)度高于基準(zhǔn)7.0Mpa,超過C55的配制強(qiáng)度。3天、7天強(qiáng)度分別達(dá)到C50配制強(qiáng)度的66.1%和81%。強(qiáng)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(biāo)號(hào)混凝土強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí)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(yàn)顯示,混凝土收縮率比大大低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?;炷粮煽s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(qiáng)度低的缺點(diǎn)被克服。

      因此,從JM-Ⅷ高效減水劑與H-2水泥精配伍的試驗(yàn)中得出,C25、C30、C40、C50抗壓強(qiáng)度均提高一個(gè)等級(jí)以上。在外加劑復(fù)配得當(dāng)?shù)那疤嵯?,以礦粉、粉煤灰復(fù)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(jià)比,而且還提高了密實(shí)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(qiáng)度低的缺點(diǎn)。而且,二者復(fù)摻強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度較大,顯示了混合材料在外加劑作用下的疊加效應(yīng)。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(duì)混凝土收縮率比和徐變度有較大貢獻(xiàn)。


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