柳进军 许若友

(甘肃省建筑科学研究院，甘肃 兰州 730050)



混凝土增效剂在寒旱地区的应用及研究

柳进军 许若友

(甘肃省建筑科学研究院，甘肃 兰州 730050)

对混凝土增效剂在西北寒旱地区混凝土中的使用及反应效果进行了试验研究，探讨了混凝土增效剂在高寒干旱地区对混凝土工作性能及力学性能的优化和影响，研究表明，在掺入混凝土增效剂的情况下能显著改善混凝土的工作性能，提高混凝土的力学性能。

寒旱地区，混凝土增效剂，力学性能

0 引言

混凝土作为一种常规建筑材料，被广泛应用到建设工程中，混凝土的大量应用，其原材料资源需求量就增大，特别是水泥使用量也同时增大，而水泥行业是大量消耗资源和能源的产业，也是主要的环境污染源。目前我国预拌混凝土中使用的原材料因受地域和市场的限制直接影响到混凝土的工作性能及混凝土力学性能，特别在寒旱地区，对混凝土和易性、施工性能和强度离散性能影响尤为明显。掺入混凝土增效剂，在保持甚至提高混凝土各项性能的基础上可减少能源消耗和环境污染，具有显著的节能增效作用。

1 混凝土增效剂配制混凝土原理

国内外研究资料表明，在常规环境下，由于混凝土中水泥粉体颗粒的团聚、水分迁移受阻导致混凝土中有10%～20%的水泥不能完全进行水化反应，仅仅起到填充作用，不能发挥水泥增强混凝土强度的作用，这部分只起填充作用的水泥造成混凝土原材料最大的浪费，增加混凝土成本。混凝土增效剂是一种含有胺类及多元醇类物质，这些物质通过调节拌合材料间的固—液界面能，增强了水泥颗粒分子在混凝土中的分散度，有效地分散并激发每一单位水泥分子与水分子之间的表面作用力，改善固—液界面过渡区的结构，使其与水分子充分发生水化反应，降低粉体絮凝聚团。这部分仅起填料作用的水泥颗粒经充分水化形成水泥浆，与其他材料充分混合，消除混凝土中游离水因不能充分反应而产生的孔结构，提高了混凝土整体密实性和耐久性，并且使混凝土在较长时间内能保持一定的粘聚力，同时由于水泥浆体的增加，促使混凝土中不同材料之间相互包裹更加密实、增强混凝土抗压强度，从而改善混凝土的工作性能和力学性能。

2 原材料与试验方法

2.1 原材料及技术性能

1)水泥：选用甘肃祁连山P.O42.5级普通硅酸盐水泥,其主要技术性能见表1。

表1 水泥物理性能指标

2)粗骨料：5～31.5碎石，含泥量：0.5%，泥块含量：0.1%。

3)细骨料：细度模数为2.6，Ⅱ区砂天然砂，含泥量：2.8%，泥块含量：0.2%。

4)外加剂：CC-3缓凝型聚羧酸高效能减水剂，减水率：22%。

5)选用广州市三骏建材科技有限公司生产的CTF混凝土增效剂。

2.2 试验方法

1)试验目的。在不同混凝土强度等级中掺加胶凝材料总质量的0.6%的混凝土增效剂，通过试验检测混凝土的工作性能及混凝土力学性能，分析混凝土增效剂在寒旱地区混凝土中的作用。

2)试验方法。按照JGJ 55—2011混凝土配合比设计规程，以常用的混凝土强度等级C25，C35，C45为基准样(未掺混凝土增效剂)与对比样(掺混凝土增效剂)进行对比试验，根据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》《普通混凝土力学性能试验方法标准》，参照混凝土增效剂的使用方法，比较两种混凝土的工作性能和力学性能，分析混凝土增效剂的作用，混凝土配合比见表2。

表2 混凝土配合比 kg/m3

3 试验结果及分析

3.1 混凝土增效剂对混凝土工作性能的影响

根据表2不同强度等级混凝土的配合比制作混凝土样品，观察并试验检测混凝土的工作性能及混凝土不同龄期的抗压强度，其检测结果见表3。

表3 不同强度等级混凝土拌合物工作性能及强度

由表3可以看出，相比掺入混凝土增效剂之后，经检测比对混凝土拌合物的坍落度、坍落度1 h经时变化量以及混凝土扩展度，均有所改善。混凝土的和易性明显好于基准试样，见图1，图2(以C35为例)。结合试验现场还可以看出拌合物表面浆体增多，无结板、抓底现象，不泌水、无离析、包裹性较好，拌合物整体粘聚

性增强，这说明混凝土增效剂能够在一定程度上改善混凝土的工作性能。

3.2 混凝土增效剂对混凝土抗压强度的影响

从表3两种不同混凝土抗压强度对比值可以看出，对于胶凝材料比较少的C25混凝土，掺混凝土增强剂的3 d，7 d混凝土抗压强度值均呈增长态势，而相比胶凝材料较多的C45混凝土，其抗压强度均相差不大略有提高。另外随着混凝土龄期的延长，混凝土抗压强度呈明显增长趋势，如图3所示。说明掺加混凝土增效剂之后，低强度等级混凝土的力学性能改善幅度要大于高强度等级混凝土，到了养护后期，其强度发展趋势较好，能够超越基准强度，已明显达到且超过预期强度要求。

4 结语

在我国西北严寒干旱地区，因干旱少雨，所用混凝土原材料通常不能满足混凝土要求(砂、石含泥量较大等因素),而且气候严寒，给混凝土施工造成很大的困难。混凝土增效剂可以通过提高混凝土中水泥颗粒的分散度，进一步激发每一单位水泥颗粒与游离水分子的水化反应，使绝大部分的水泥颗粒经过和水、细骨料、粗骨料及高效减水剂等原材料的充分搅拌混合，提高混凝土的和易性，明显改善了混凝土在西北严寒干旱地区原材料不足的缺陷，改善了新拌混凝土的工作性能。混凝土增效剂同样对混凝土具有节能增效效果，能够提升混凝土的抗压强度，具有很大的推广使用价值。

[1]GB/T 50080—2002，普通混凝土拌合物性能试验方法标准.

[2]GB/T 50081—2002，普通混凝土力学性能试验方法标准.

[3]孙志强，袁海东.增效剂在混凝土中的应用研究.商品混凝土，2010(9)：42-43.

The application and research on concrete synergistic agent in frigid and arid region

Liu Jinjun Xu Ruoyou

(GansuBuildingScienceAcademy,Lanzhou730050,China)

This paper made test research on the use and reflection effect of concrete synergistic agent in northwest frigid and arid region, discussed the optimization and influence of concrete synergistic agent to concrete workability and mechanical properties in frigid and arid region, the results showed that under the situation mixing concrete synergistic agent could significantly improve the work performance of concrete, improved the mechanical properties of concrete.

frigid and arid region, concrete synergistic agent, mechanical property

1009-6825(2015)21-0109-02

2015-05-18

柳进军(1979- )，男，工程师； 许若友(1963- )，男，高级工程师

TU528

A