外加劑及其復(fù)合使用對(duì)蒸養(yǎng)混凝土制品強(qiáng)度的影響

李德亮 鹿振濤 曹繼康

山東魯碧建材有限公司

1 前言

在現(xiàn)代的建筑行業(yè)，混凝土已經(jīng)成為不可或缺的一部分，如何進(jìn)行混凝土高效、快捷、低成本的制造是大家關(guān)心的問(wèn)題；但在另一方面，對(duì)于混凝土制品的強(qiáng)度要求，更是工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的硬性規(guī)定，只有混凝土制品的強(qiáng)度越高，建筑的穩(wěn)定性和耐久度才能越好，越安全。對(duì)混凝土進(jìn)行蒸養(yǎng)工藝的創(chuàng)造使混凝土制品在水泥水化、提高混凝土早期強(qiáng)度、加快生產(chǎn)制造和施工速度、縮短混凝體制品養(yǎng)護(hù)周期等方面都有極大地提升。在混凝土制造中，混凝土外加劑的使用越來(lái)越廣泛，而常溫養(yǎng)護(hù)混凝土更是必須使用外加劑，但是如何正確、適量的使用外加劑關(guān)系到最終的蒸養(yǎng)效果，正確適量使用外加劑可以提升蒸養(yǎng)強(qiáng)度，某些外加劑過(guò)量使用反而會(huì)降低強(qiáng)度，如引氣劑。本文對(duì)在進(jìn)行蒸養(yǎng)混凝土制品時(shí)復(fù)合使用外加劑進(jìn)行研究，分析不同外加劑、不同用量對(duì)蒸養(yǎng)混凝土制品強(qiáng)度的影響，確定有良好效果的優(yōu)化方案，現(xiàn)將研究過(guò)程和結(jié)果闡述如下。

2 原材料的選用

2.1 水泥原料

所用水泥原料為山西某公司生產(chǎn)的P·O 42.5級(jí)水泥。水泥的物理性能測(cè)試見(jiàn)表1。

表1 水泥物理性能測(cè)試表

2.2 砂石選擇

所選用的砂為普通河砂，含泥量為3.1%，細(xì)度模數(shù)2.5；所選用的石子為普通碎石，含泥量1.1%，粒徑為5.4mm～26.2mm。

2.3 外加劑選擇

使用山東某公司生產(chǎn)的氨基磺酸鹽高效減水劑、聚羧酸高效減水劑和萘系高效減水劑；使用的早強(qiáng)劑和膨脹劑為山西某公司生產(chǎn)，引氣劑和緩凝劑為河南某公司生產(chǎn)。

3 試驗(yàn)方法和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

3.1 試驗(yàn)方法

所使用原料制造混凝土的配比為水泥：砂：石=1：1.2：2.6；進(jìn)行減水劑測(cè)試時(shí)混凝土中的水灰比為0.43；對(duì)混凝土進(jìn)行添加早強(qiáng)劑、緩凝劑、引氣劑、膨脹劑的測(cè)試時(shí)，混凝土中的水灰比為0.35。試驗(yàn)用混凝土制品為50mm×50mm×50mm 的正方體。蒸汽養(yǎng)護(hù)制度為在混凝土制品成型后進(jìn)行2h～4h 的靜置，靜置結(jié)束后按3h 升溫—80℃恒溫蒸養(yǎng)—取出放置，待混凝土制品自然冷卻至室溫后，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測(cè)定。

3.2 抗壓強(qiáng)度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)

混凝土制品測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)參照GB/T 17671—1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》進(jìn)行。

4 試驗(yàn)結(jié)果情況

4.1 高效減水劑對(duì)蒸養(yǎng)混凝土強(qiáng)度的影響

在混凝土的水灰比為0.43 的情況下，使用不對(duì)劑量的高效減水劑對(duì)蒸養(yǎng)混凝土強(qiáng)度的影響也是不同的。以試驗(yàn)所用的劑量為觀察對(duì)象，相同的水灰比的情況下，萘系高效減水劑添加的越多，對(duì)于蒸養(yǎng)混凝土制品強(qiáng)度的提升就越大；而氨基高效減水劑在0.5%劑量的添加下獲得的效果最好，過(guò)量添加反而會(huì)導(dǎo)致蒸養(yǎng)混凝土制品的強(qiáng)度下降，在1.5%的劑量下蒸養(yǎng)混凝土制品變?yōu)樵瓘?qiáng)度，繼續(xù)過(guò)量使用的話還會(huì)起到反效果；聚羧酸高效減水劑按1%的劑量添加取得的效果最好，超過(guò)劑量則會(huì)使蒸養(yǎng)混凝土的強(qiáng)度不斷降低。

4.2 早強(qiáng)劑、緩凝劑、引氣劑和膨脹劑對(duì)蒸養(yǎng)混凝土制品強(qiáng)度的影響

在混凝土的水灰比為0.35 的情況下，使用不同劑量的早強(qiáng)劑、緩凝劑、引氣劑、膨脹劑對(duì)蒸養(yǎng)混凝土制品強(qiáng)度的影響是不同的。以試驗(yàn)所使用的劑量為觀察對(duì)象，在相同的水灰比情況下，早強(qiáng)劑、緩凝劑的使用量和蒸養(yǎng)混凝土制品的強(qiáng)度變化是成正比的，一定的劑量配比條件下，使用的早強(qiáng)劑、緩凝劑越多，蒸養(yǎng)混凝土制品的強(qiáng)度就越高；引氣劑和膨脹劑在劑量配比至0.5%的情況下對(duì)蒸養(yǎng)混凝土制品的強(qiáng)度能夠起到提升的作用，其中膨脹劑在1%配比的情況下也會(huì)有提升強(qiáng)度的作用，但效果相對(duì)減弱，在進(jìn)行混凝土制品蒸養(yǎng)的過(guò)程中如果使用了過(guò)量的引氣劑和膨脹劑，會(huì)降低混凝土制品的強(qiáng)度。

5 分析討論

5.1 高效減水劑對(duì)蒸養(yǎng)混凝土制品強(qiáng)度的影響分析

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在此蒸養(yǎng)制度下，萘系高效減水劑的適應(yīng)性更好，在較寬的摻量范圍內(nèi)對(duì)混凝土強(qiáng)度提升更大。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，萘系高效減水劑多為低濃產(chǎn)品，成分中含有較多的硫酸鈉，對(duì)混凝土經(jīng)停后進(jìn)行蒸養(yǎng)的初始結(jié)構(gòu)強(qiáng)度起到增強(qiáng)的效果；而氨基高效減水劑和聚羧酸高效減水劑成分中含有大量的羥基（-OH0）或是醚鍵（-O-），過(guò)量添加時(shí)會(huì)在水泥顆粒表面吸附生成吸附膜，阻礙水泥粒子與水接觸，不利于混凝土早期的強(qiáng)度發(fā)展。

5.2 早強(qiáng)劑對(duì)蒸養(yǎng)混凝土制品強(qiáng)度的影響分析

在進(jìn)行蒸養(yǎng)混凝土制品的過(guò)程中，加入一定劑量的早強(qiáng)劑有助于提高混凝土制品的抗壓強(qiáng)度。通常在進(jìn)行混凝土制品的蒸養(yǎng)中，都希望通過(guò)加入早強(qiáng)劑使混凝土制品的強(qiáng)度得到提高，但過(guò)量的早強(qiáng)劑加入會(huì)導(dǎo)致混凝土制品蒸養(yǎng)中凝固速度過(guò)快，凝固程度不均勻，混凝土制品過(guò)脆，進(jìn)而影響強(qiáng)度。

5.3 緩凝劑對(duì)蒸養(yǎng)混凝土制品強(qiáng)度的影響分析

一般在進(jìn)行蒸養(yǎng)混凝土制品的過(guò)程中，很少會(huì)用到緩凝劑，緩凝劑的主要作用是減慢混凝土制品的凝固，運(yùn)用不得當(dāng)會(huì)導(dǎo)致混凝土制品假性凝結(jié)，極大地影響混凝土制品的強(qiáng)度。在試驗(yàn)中研究發(fā)現(xiàn)，如果只是使用一定劑量范圍內(nèi)的緩凝劑，不會(huì)導(dǎo)致混凝土制品的強(qiáng)度降低，反而可以起到提高強(qiáng)度的作用，所以在進(jìn)行蒸養(yǎng)混凝土制品是對(duì)使用緩凝劑的劑量要把控好，達(dá)到合適的平衡點(diǎn)。

5.4 引氣劑對(duì)蒸養(yǎng)混凝土制品強(qiáng)度的影響分析

要對(duì)混凝土制品進(jìn)行蒸養(yǎng)，加入少量的引氣劑可以達(dá)到提升混凝土制品強(qiáng)度的效果，引氣劑的加入使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生少量的氣泡，供應(yīng)混凝土制品與空氣進(jìn)行交換作用，可以加快混凝土制品的自然凝結(jié)，提升混凝土制品的抗壓強(qiáng)度[3]；但如果引氣劑加入的量過(guò)多，就會(huì)引起明顯的反效果，混凝土制品內(nèi)部因引氣劑產(chǎn)生大量的氣泡，導(dǎo)致混凝土蒸養(yǎng)過(guò)程中，在發(fā)生硬化作用的初期氣泡受熱膨脹，混凝土制品開(kāi)裂，或者是混凝土制品成型后，內(nèi)部存在大量的氣泡，混凝土制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，抗壓強(qiáng)度降低。

5.5 膨脹劑對(duì)蒸養(yǎng)混凝土制品強(qiáng)度的影響分析

在進(jìn)行的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，使用0.5%配比劑量的膨脹劑對(duì)于蒸養(yǎng)混凝土制品的強(qiáng)度提升效果最好，繼續(xù)進(jìn)行添加使用會(huì)使混凝土制品強(qiáng)度效果發(fā)生下降，直至產(chǎn)生倒退作用。使用一定劑量的膨脹劑，可以在蒸養(yǎng)混凝土制品的過(guò)程中，混凝土發(fā)生膨脹作用，由于外部存在著一個(gè)約束力，膨脹作用在混凝土制品內(nèi)部形成了一個(gè)壓應(yīng)力，增加混凝土制品的密實(shí)程度，從而提高混凝土制品的抗壓強(qiáng)度；但是如果使用了的過(guò)量的膨脹劑，會(huì)使混凝土內(nèi)部的膨脹作用擴(kuò)大，在外部存在約束力的情況下，內(nèi)部膨脹的力度不斷擴(kuò)大，壓應(yīng)力相互作用，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部開(kāi)裂，影響混凝土制品的去強(qiáng)度。

6 優(yōu)化方案

在混凝土的水灰比為0.35的情況下，使用常規(guī)的、符合標(biāo)準(zhǔn)的水泥和砂石等，可以選用萘系高效減水劑，相對(duì)于氨基高效減水劑和聚羧酸高效減水劑，能夠起到更好地效果；緩凝劑和早強(qiáng)劑進(jìn)行約2%的劑量添加，可以有效提高混凝土制品的抗壓強(qiáng)度；引氣劑在0%～0.5%的劑量，膨脹劑在0%～1%的劑量進(jìn)行添加，可以提高混凝土制品的抗壓強(qiáng)度。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)試驗(yàn)可以知道，外加劑及其復(fù)合使用對(duì)于提升蒸養(yǎng)混凝土制品的強(qiáng)度可以起到幫助，只要對(duì)外加劑的種類和使用劑量進(jìn)行合理的把控，就能夠達(dá)成目想要的效果。在現(xiàn)代社會(huì)的建筑過(guò)程中，越來(lái)越注重混凝土的強(qiáng)度，高強(qiáng)度混凝土也成為人們的必然需求和判斷標(biāo)準(zhǔn)，我們要合理把控混凝土制造的環(huán)節(jié)，做好混凝土制品的蒸養(yǎng)，使混凝土制品的強(qiáng)度得到有效提高。