增效劑對(duì)C80 蒸壓管樁蒸壓強(qiáng)度的影響研究

蘇偉東

（科之杰新材料集團(tuán)福建有限公司）

0 引言

混凝土增效劑作為一種新型的混凝土外加劑，引起行業(yè)內(nèi)外學(xué)者專家的關(guān)注。有些研究認(rèn)為，某品種的混凝土增效劑能夠明顯改善混凝土和易性和可泵性，對(duì)水泥適應(yīng)性好，能減少水泥用量，降低生產(chǎn)成本，保證混凝土強(qiáng)度和富裕強(qiáng)度[1]。

增效劑生產(chǎn)管樁后，C80 蒸壓強(qiáng)度效果顯著提高，且在不增加水泥用量的同時(shí)，混凝土的工作性和體積穩(wěn)定性都有不同程度的提高。在保證混凝土工作性和體積穩(wěn)定性時(shí)，可降低水泥用量，進(jìn)而減少水泥熟料生產(chǎn)時(shí)二氧化碳、粉塵、二氧化硫、二氧化氮及其他污染物排放，又保證了蒸壓強(qiáng)度[2]。通過在蒸壓工藝下增效劑對(duì)不同材料的適應(yīng)性試驗(yàn)驗(yàn)證，確定增效劑提高抗壓強(qiáng)度的主要影響材料，并分析出增效劑激發(fā)何種材料能夠提高蒸壓強(qiáng)度。為了進(jìn)一步研究增效劑對(duì)C80 蒸壓管樁蒸壓強(qiáng)度的影響，通過使用不同品種水泥、多種混凝土增效劑，及不同石子的含泥量和針片狀，分析出增效劑激發(fā)何種材料能夠提高蒸壓強(qiáng)度。

1 原材料與試驗(yàn)依據(jù)

1.1 原材料

⑴水泥：采用閩福42.5R 水泥（代號(hào)C1）、華潤42.5R 水泥（代號(hào)C2）、紅獅42.5R 水泥（代號(hào)C3）、海螺42.5R 水泥（代號(hào)C4），物理性能指標(biāo)見表1。

表1 水泥的性能指標(biāo)

⑵石子：石子為廠內(nèi)(代號(hào)G1)和客戶端(代號(hào)分別為G2、G3、G4)取樣的花崗巖碎石，級(jí)配為5～31.5mm 粒級(jí)花崗巖，性能指標(biāo)如表2。

表2 石子的性能指標(biāo)

⑶砂：采用廠內(nèi)機(jī)制砂（代號(hào)S），細(xì)度3.0，堆積密度1520㎏/m3，含泥量：3.8%；

⑷礦粉：采用三鋼S95 級(jí)礦粉（代號(hào)K），密度2.9g/cm3，比表面積400m2/㎏，燒失量0.9%；活性指數(shù)97%；

⑸水：自來水；

⑹減水劑：科之杰新材料集團(tuán)福建有限公司所生產(chǎn)型號(hào)為Point-800S，含固量為17%的標(biāo)準(zhǔn)型高效減水劑。

⑺增效劑：泉州某公司的增效劑代號(hào)Z5；科之杰增效劑樣品代號(hào)ZK1；北京榮達(dá)信新科技有限公司代號(hào)ZX1；北京和創(chuàng)新天公司代號(hào)ZX2。

1.2 試驗(yàn)依據(jù)

抗壓強(qiáng)度測(cè)試試驗(yàn)，按照GB/T 50081-2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》；

新拌混凝土試驗(yàn)，按照GB/T 50080-2016《混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》；

減水劑檢測(cè)，根據(jù)GB/T 8077-2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》進(jìn)行。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 增效劑對(duì)比實(shí)驗(yàn)

以Point-800S 配方為空白基礎(chǔ)，選取增效劑Z5、ZK1、ZX1、ZX2 推薦的母液用量(膠材用量的0.06%)測(cè)試其初始坍落度、1h 經(jīng)時(shí)損失、蒸壓強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度。

試驗(yàn)配合比見表3。

表3 C80 混凝土配合比 （㎏/m3）

增效劑試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4。

表4 增效劑對(duì)混凝土性能影響

對(duì)比不同款增效劑對(duì)C80 管樁泵送混凝土的影響，控制初始流動(dòng)度相當(dāng)，從1h 經(jīng)時(shí)損失看，Z5 效果最差，ZK1 效果最佳，其它幾款增效劑相差不大。增效劑強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表5。

表5 增效劑混凝土強(qiáng)度對(duì)比

根據(jù)表5 強(qiáng)度數(shù)據(jù)分析可以看出，增效劑對(duì)蒸壓強(qiáng)度的提升較為明顯，其中ZK1 蒸壓強(qiáng)度最高，其次是ZX1；增效劑對(duì)蒸養(yǎng)強(qiáng)度無明顯貢獻(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)表明，4 款增效劑對(duì)于蒸養(yǎng)強(qiáng)度的增長無明顯的幫助，對(duì)于蒸壓強(qiáng)度有較明顯的提高效果，且不影響泵送性能。在增效劑的選型方面采用ZK1 作為提高蒸壓強(qiáng)度組分。

2.2 不同水泥對(duì)增效劑的影響分析

選取表3 中C80 混凝土配合比，對(duì)摻入增效劑的混凝土進(jìn)行不同水泥對(duì)比實(shí)驗(yàn)，對(duì)比摻入ZK1 混凝土增效劑與空白混凝土的強(qiáng)度，分析ZK1 增效劑對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響規(guī)律。

性能影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表6。

表6 不同水泥對(duì)混凝土性能影響

強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表7。

表7 不同水泥下?lián)饺朐鲂┗炷翉?qiáng)度對(duì)比

試驗(yàn)表明：不同水泥隨著增效劑的摻入，混凝土的減水率、和易性和損失與空白混凝土相當(dāng)，而混凝土的蒸壓和抗壓強(qiáng)度均不同，與空白試驗(yàn)對(duì)比，C2 華潤水泥最高，依次是C1 閩福水泥、C3 紅獅水泥及C4 海螺水泥。

2.3 不同水泥的化學(xué)影響分析

不同水泥的化學(xué)分析如表8。

表8 水泥的化學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)水泥成分中SiO2的含量增加時(shí)，摻入增效劑的混凝土比空白組混凝土在蒸壓強(qiáng)度上有明顯效果，蒸壓強(qiáng)度會(huì)隨著水泥本身SiO2含量的增加而提高。

2.4 不同石子對(duì)摻入增效劑混凝土的影響分析

以C2 水泥為基準(zhǔn)水泥，研究增效劑在相同配合比不同針片狀顆粒下，對(duì)摻入增效劑ZK1 混凝土與空白混凝土的強(qiáng)度影響，分析增效劑ZK1 對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響規(guī)律。石子的針片狀相關(guān)性能指標(biāo)見表2，試驗(yàn)配合比見表3。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表9。

表9 不同石子對(duì)摻入增效劑混凝土性能影響

強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表10。

表10 不同石子下?lián)饺朐鲂┗炷翉?qiáng)度對(duì)比

上述試驗(yàn)可以看出，在混凝土的初始和易性相近的前提下，同種花崗巖材質(zhì)的級(jí)配為5～31.5mm 的石子，G2 石子針片狀3.2%、含泥0.8%時(shí)，摻入增效劑配方的C80 蒸壓強(qiáng)度為86.9MPa，相反G1 石子針片狀8.9%，含泥6.4%時(shí)，摻入增效劑配方的C80 蒸壓強(qiáng)度為79.1MPa。結(jié)果表明，在不同的針片狀顆粒和含泥量時(shí)，摻入增效劑Z7 混凝土與空白混凝土的蒸壓強(qiáng)度隨著石子針片狀含量的降低而提高，隨著含泥量的降低而提高。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)表明：

⑴4 款增效劑對(duì)于蒸養(yǎng)強(qiáng)度的增長無明顯的幫助，對(duì)于蒸壓強(qiáng)度有較明顯的提高效果，且不影響泵送性能。在增效劑的選型方面采用ZK1 作為提高蒸壓強(qiáng)度組分。

⑵當(dāng)混凝土摻入增效劑后，不同水泥成分中SiO2含量越高導(dǎo)致混凝土蒸壓強(qiáng)度越高。

⑶摻入增效劑的混凝土的蒸壓強(qiáng)度隨著石子針片狀含量的降低而提高，隨著含泥量的降低而提高。