韩卞武

(安徽理工大学 土木建筑学院，安徽 淮南 232001)

1 引言

近年来，随着我国基础设施建设的蓬勃发展，混凝土的需求逐年增长。混凝土中通常掺入适量的外加剂，能够明显改善混凝土的工作性能，同时加快工程进度并且减少水泥的用量。减水剂在工程中应用广泛，减水剂能在不同程度上对水泥颗粒有分散作用，把水泥凝聚体中的水释放出来，使水泥充分发生水化反应，在混凝土中合理掺加减水剂可减少用水，降低水灰比，改善混凝土和易性。混凝土配比完全不变的情况下，拌合物流动性增加，有利于现场机械化施工。在坍落度不变的情况下，也可以增加混凝土的强度。朱跃武[1]也指出在保持混凝土抗压强度及和易性基本相同的情况下，可节约水泥。但是实际工程应用中，减水剂超量使用情况时有发生，导致混凝土工作性能的下降。王冰等[2]曾研究减水剂少量超掺对混凝土性能的影响，会导致混凝土和易性变差，在混凝土本身状态不好的情况下可能导致泌水增加，对泵送施工造成不良影响。欧玲等[3]也认为减水剂超量使用会导致混凝土静置会出现较多泌水、离析、板结的情况。

纳米材料可以调控水泥基材料的力学性能，国内外学者对此进行了大量的研究[4～13]。纳米二氧化硅常用于水泥基材料，对水泥水化、力学性能等方面均有一些影响作用。为了保证新建工程混凝土结构的安全使用和耐久性，本研究利用纳米氧化硅作为基本调控材料，分析减水剂超掺后的混凝土抗压强度，为混凝土的实际应用与发展提供理论参考。

2 实验

2.1 原材料

水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥，产于安徽海螺水泥有限公司，化学成分见表1。细度模数为2.68的淮河河砂，表观密度为2550 kg/m3。减水剂为高效羧酸基液态减水剂，水为普通自来水。

表1 水泥的化学成分 w%

2.2 配合比

配合比选择如表2。

表2 配合比 kg/m3

2.3 实验方法

根据GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行混凝土制备与力学性能测试试验。混凝土抗压试块尺寸为边长150 mm的立方体。试件浇筑成型后放入标准养护室进行养护((20±2)℃,(95±3)%RH)，养护3 d后拆模，拆模后的试块继续标准养护至规定龄期，对各组试块进行力学性能测试，测试结果取其平均值。

3 结果与讨论

3.1 抗压强度

图1给出了各组混凝土的3 d、7 d和28 d抗压强度。随着减水剂的过量掺入，7 d和28 d强度明显降低，CH2组对比CH1组，随着纳米二氧化硅的掺入，混凝土强度明显提升，这与周胜波等[4]发现的较为一致，他认为纳米材料比表面积巨大，可为水泥的水化产物提供结晶成核点，具有促进早期水化的作用。此外，纳米二氧化硅还具有一定填充作用。可填充在混凝土的孔隙中，提高硬化体内部微结构的密实性，降低微结构中孔隙体积，对混凝土强度提升具有积极的作用。

图1 抗压强度

4 结论

(1)掺入过量的减水剂会导致混凝土的强度降低。

(2)一定掺量的纳米二氧化硅能一定程度上可提高混凝土的各龄期抗压强度，但是对混凝土早期强度的提高更加显著。因为纳米二氧化硅加速了水泥早期的水化反应，使得早期水化产物增多；同时纳米二氧化硅具有填充作用，提高了硬化体内部微结构的密实性。