高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑的開發(fā)與研究

文/ 孫兵 武漢科技大學(xué)城市學(xué)院 湖北武漢 430070

ZS-3外加劑在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的時候，在保護(hù)周邊的生態(tài)環(huán)境方面，相對于其他混凝土外加劑來說，是比較有利的，它可以在一定條件下促進(jìn)周邊植物的生長，對于某些難以被處理的廢棄物來說，利用摻有ZS-3外加劑的混凝土來對此進(jìn)行填充裝配，可以有效的對廢棄物進(jìn)行一定的堆積處理，廢棄物當(dāng)中的有害物質(zhì)并不會滲透摻加有ZS-3外加劑的混凝土，在一定條件下，實(shí)現(xiàn)了自然資源的節(jié)約。從總體上來看，這種高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑的出現(xiàn)，是十分符合我國現(xiàn)有的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求的，所以，它的前景是非常好的，下面是其開發(fā)研究過程的論述。

1、ZS-3外加劑中原材料選取以及復(fù)配實(shí)驗(yàn)說明

1.1 ZS-3外加劑原材料的初步選取

在進(jìn)行ZS-3外加劑選取的時候，原材料主要有P·O42.5級的水泥(該水泥的主要性能指標(biāo)如下表一所示)，中砂(細(xì)度模數(shù)MX2.3～2.6)、地方的自來水，以及各種各樣的其他外加劑和其性能指標(biāo)。

表一 水泥主要性能指標(biāo)

1.2 ZS-3外加劑復(fù)配實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時候，主要應(yīng)用了三種實(shí)驗(yàn)儀器，分別是PHS-3C型的具有高精密度的pH計(jì)，在XL30-ESEM環(huán)境中進(jìn)行電鏡測試工作的電子顯微鏡，可以進(jìn)行XRD測試的粉末X-射線衍射儀。由于再生混凝土自有其獨(dú)特性質(zhì)，并且，為了滿足高性能生態(tài)混凝土的實(shí)際需要，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究，我們最終利用十二烷基苯硫酸鈉，聚羧酸高效減水劑，硫酸鐵，亞硝酸鈉來進(jìn)行ZS-3外加劑的復(fù)配實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行ZS-3外加劑添加比例確認(rèn)的時候，主要是應(yīng)用2%的外加劑添加比例，而在生產(chǎn)混凝土?xí)r，水灰比按照計(jì)算公式W/C=W+ZS-3來進(jìn)行實(shí)際確認(rèn)，本實(shí)驗(yàn)最終得出的水灰比為0.27，在進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)的時候，選取的是正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則，以不同添加劑當(dāng)中的濃度水平作為變量，使得最后呈現(xiàn)的效果有所不同，表二為實(shí)際實(shí)驗(yàn)時正交數(shù)據(jù)模型。

表二 外加劑的不同配合比

隨著實(shí)驗(yàn)過程的不斷進(jìn)行，我們發(fā)現(xiàn)隨著時間的延長，混凝土的強(qiáng)度和pH值不斷變化的，強(qiáng)度隨著時間的延長不斷提高，pH值隨著時間的延長總體上呈偏酸性趨勢。在最終呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果面前，我們要選取強(qiáng)度最高，pH值最低的組分作為外加劑的添加成分比例(第八組)。最終得出高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑(ZS-3外加劑)的配比比例為：0.02%的十二烷基苯硫酸鈉，15.5%的聚羧酸高效減水劑，0.025%的硫酸鐵，3.0%的亞硝酸鈉[1]。

2、ZS-3外加劑對混凝土性能的改變

通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)取得了高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑的配比成分和比例，接下來就是有關(guān)ZS-3外加劑性能的研究以及它對混凝土性能的改變。

在進(jìn)行前者的研究時，主要利用宏觀研究和微觀研究。進(jìn)行微觀研究的時候，需要通過上文提到過的電鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以及XRD實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用。最終得出，在ZS-3外加劑當(dāng)中，亞硝酸鈉可以作為早強(qiáng)劑，使得混凝土在水化一天之后就能夠形成致密的水化結(jié)構(gòu)，使得生態(tài)混凝土早期強(qiáng)度高，并且其中的十二烷基苯硫酸的成分能夠使其中的水化結(jié)構(gòu)分散，在一定程度上提高了混凝土的抗凍性能，最終的結(jié)果就是使得混凝土具有較高的耐久性和穩(wěn)定性[2]。

而在探討高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑對混凝土性能的影響時，需要對混凝土性能當(dāng)中的減水率、pH值，水泥凈漿流動度等等都作為參考因素，利用實(shí)際外加劑對混凝土所呈現(xiàn)出來的性能指標(biāo)進(jìn)行一定研究，結(jié)果表明外加劑可使生態(tài)混凝土當(dāng)中的水泥水化，在水灰比不變的情況下，能夠提高水泥的流動性，增加混凝土的強(qiáng)度，在一定范圍內(nèi)能影響pH值，使它逐漸趨向于成弱酸性，這種情況下有利于周圍以及表面植物的生長。

3、ZS-3外加劑在混凝土當(dāng)中的最佳摻量確定

在進(jìn)行最佳摻量選取的時候，也是和進(jìn)行外加劑配比選擇的時候利用相同的方法，在正交設(shè)計(jì)選擇之下，在預(yù)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，選出一定的摻量范圍，然后再設(shè)置多個組分，以水泥漿的流動度，混凝土的強(qiáng)度，混凝土當(dāng)中水泥水化之后溶液的pH值作為參數(shù)指標(biāo)，再以一定的配合比和天數(shù)作為硬件條件，最終可以確定，當(dāng)高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑(ZS-3外加劑)的實(shí)際摻量為2%時，混凝土性能的提高地最明顯，所以2%就是此外加劑的最佳摻量[3]。

總結(jié)：

本文通過對高性能植生型生態(tài)混凝土外加劑(ZS-3)的配比成分、比例出發(fā)，在確定好具體參數(shù)之后，研究外加劑的成分，對于混凝土性能的影響，最終根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，確定了此外加劑的最佳摻量為2%?？偠灾咝阅苤采蜕鷳B(tài)混凝土外加劑是一種前景非常良好的混凝土外加劑。

參考文獻(xiàn)：

[1]高婷,尹健,桑正輝,等.綠色生態(tài)混凝土研究進(jìn)展[J].商丘師范學(xué)院學(xué)報(bào) ,2017,33(03)：46-50.

[2]沈宇,劉榮桂,謝吉民,等.高性能生態(tài)混凝土外加劑的復(fù)配試驗(yàn)研究[J].混凝土 ,2013(08)：133-136.

[3]徐榮進(jìn),劉榮桂,薛冬杰,等.煤矸石植生生態(tài)混凝土的制備和性能研究[J].混凝土與水泥制品 ,2013(05)：81-84.