外加劑對清水混凝土表觀質(zhì)量的影響研究

黃雪林 羅東志 何新原

1.宿遷市交通產(chǎn)業(yè)集團有限公司；2.宿遷市高速鐵路建設發(fā)展有限公司；3.蘇交科集團股份有限公司

1 引言

在現(xiàn)代科學技術發(fā)展以及大眾審美觀念轉(zhuǎn)變的大環(huán)境下,普通混凝土已經(jīng)難以達到工程建設和大眾審美的諸多要求，有一種一次澆筑成型，不需做任何外物修飾就可做到“內(nèi)堅外美”的混凝土受到了廣泛關注，這就是清水混凝土[1]。但在實際施工過程中，由于原材料、施工工藝等因素的影響,混凝土極易出現(xiàn)氣孔、麻面、蜂窩等不良表觀現(xiàn)象，嚴重影響了清水混凝土的使用效果[2]。本文在前人研究的基礎上[3]，在減水劑中復配消泡劑，減少混凝土表面氣孔，改善清水混凝土的表觀質(zhì)量。

2 原材料及試驗方法

2.1 原材料

水泥：楚州海螺42.5 級低堿普通硅酸鹽水泥，密度3.08g/cm3，比表面積338cm2/g，安定性（沸煮法）檢測合格，其他性能指標見表1。

表1 水泥基本性能指標

砂：江西贛江Ⅱ區(qū)中砂，細度模數(shù)2.6。

碎石：徐州賈汪卞塘臣清采石場碎石，5mm～25mm 連續(xù)級配。

水：普通自來水。

減水劑：天津晉鑫元科技發(fā)展有限公司JXY-PC型聚羧酸系高效減水劑，減水率26%。

消泡劑：天津晉鑫元科技發(fā)展有限公司PAC消泡劑。

1.2 試驗方法

本試驗研究對象為某城市高架工程用C40 混凝土（外觀要求高），混凝土設計容重為2400kg/m3，配合比見表2。混凝土拌合物的工作性能和力學性能根據(jù)GB/T 50080-2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》和GB/T 50081-2019《混凝土物理力學性能試驗方法標準》相關要求進行?；炷镣庥^情況通借助試件圖像進行分析，采集混凝土試件隨機側(cè)面圖像，截取邊長100mm的正方形區(qū)域，分析其氣孔的尺寸及數(shù)量。

表2 混凝土配合比（kg/m3）

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 消泡劑與減水劑相容性

將消泡劑以0.05%摻量與減水劑復配后靜置兩周[4]，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，溶液澄清無分層，說明此消泡劑與該減水劑的相容性較好，可用于后續(xù)試驗研究。

2.2 復配外加劑對混凝土影響

外加劑復配前后，混凝土拌合物及硬化混凝土性能的測試結(jié)果見表3。

表3 混凝土拌合物及硬化混凝土性能的測試結(jié)果

由表3的測試結(jié)果可知，在混凝土拌合物和易性方面，摻加復配外加劑后，坍落度減少了8.3%，混凝土拌合物流動性降低，但仍表現(xiàn)為流動性良好，施工方便；在硬化混凝土強度方面，摻加復配外加劑后，28d 抗壓強度提升11.7%，硬化混凝土強度有一定程度的提高。

2.3 消泡劑摻量對混凝土影響

采用0.03%、0.05%、0.07%、0.09%四種摻量的消泡劑進行外加劑復配試驗，消泡劑對混凝土性能的影響如表4、表5所示。

表4 不同消泡劑摻量下混凝土拌合物及硬化混凝土性能的測試結(jié)果

表5 不同消泡劑摻量下混凝土表面氣孔的測試結(jié)果

由表4的測試結(jié)果可知，隨著消泡劑摻量的加大，混凝土拌合物坍落度減小、含氣量減小，說明消泡劑對于混凝土拌合物中的氣泡有很好的抑制作用，使混凝土拌合物含氣量降低而粘度增大，從而使混凝土拌合物坍落度降低；同時混凝土抗壓強度隨消泡劑摻量的加大而提高，這是因為混凝土的密實度得到了提升，而且消泡劑的摻入大大減少了對強度不利的大氣泡。當消泡劑摻量為0.03%和0.05%時，混凝土拌合物含氣量較高且混凝土中大泡較多，氣泡不穩(wěn)定；摻量為0.07%和0.09%時，含氣量較低，大氣泡較少且較穩(wěn)定；當消泡劑摻量為0.09%時，雖然含氣量最低且抗壓強度最大，但是其坍落度的經(jīng)時損失較大，而且試驗過程中發(fā)現(xiàn)混凝土拌合物的連續(xù)性變差，水泥漿包裹性不足，有輕微的泌水。

由表5的測試結(jié)果可知，隨著消泡劑摻量的加大，混凝土表面氣孔總量相應降低，且直徑2.0mm 以上的大氣孔數(shù)量大大減少，說明消泡劑對于混凝土表觀質(zhì)量有顯著的提升效果。摻量0.05%和0.07%時，雖然小氣孔有小幅度增加，但是大氣孔數(shù)量減少更為明顯，整體表觀質(zhì)量有較大提升。由本試驗可見，消泡劑摻量對混凝土表觀質(zhì)量的影響呈現(xiàn)出先優(yōu)后劣的現(xiàn)象，達到0.09%摻量時，表面氣孔有增多趨勢，這是因為過高摻量的消泡劑會使混凝土拌合物粘度過大，氣泡排出緩慢，一般的振搗工藝難以有效排除。

結(jié)合表4 和表5 的測試結(jié)果，針對本次試驗而言，消泡劑摻量為0.07%時，混凝土性能最佳，表觀質(zhì)量最好。

3 結(jié)論

（1）消泡劑與減水劑的復配可以顯著降低混凝土拌合物含氣量，提升硬化混凝土抗壓強度，減少混凝土表面氣孔（尤其是大氣孔）數(shù)量，改善混凝土表觀質(zhì)量。

（2）消泡劑摻量過高時，混凝土拌合物的和易性變差，且由于拌合物粘度過大，表面氣孔有增多趨勢。

（3）在本文的試驗條件下，消泡劑摻量為0.07%時，混凝土性能最佳，整體表觀質(zhì)量最好。