摘 要： 通过对应用减胶剂的混凝土工作性能、力学性能和耐久性对比试验,发现混凝土减胶剂可改善混凝土坍落度和扩展度,在保持水胶比相同、混凝土抗压强度不受影响的情况下,可降低10%甚至更多的水泥用量,同时混凝土的抗碳化、抗硫酸盐侵蚀等耐久性指标良好。
关键词： 混凝土减胶剂; 工作性能; 力学性能; 耐久性;
Abstract： This paper studies the influence of cement-reducing admixture on the workability,mechanical properties and durability of concrete.The results show that the material can improve the slump and expansion of concrete;it can reduce 10% or even more cement dosage under the condition of keeping the same water binder ratio and the compressive strength.At the same time,the durability indexes such as carbonation resistance and sulfate corrosion resistance are good.
Keyword： cement-reducing admixture for concrete; working performance; mechanical property; durability;
引言
商品混凝土是当今应用最为广泛的建筑材料之一,在倡导资源节约、环境友好的社会背景下,其正向低碳、绿色、高性能化方向发展。采用更合理的水泥、掺合料和骨料用量,适当降低胶砂比,可降低混凝土材料的生产成本,在当前水泥价格居高不下情况下,减胶剂是企业降低成本最为有效的途径之一[1,2,3]。
混凝土减胶剂是一种新型的混凝土外加剂,行业标准为JC/T 2469—2018《混凝土减胶剂》。按照标准进行试配试验,将一定量的减胶剂掺入到混凝土中,在保持混凝土各项性能指标不降低的基础上,可降低水泥等胶凝材料的用量。然而,因受到地域材料的限制,减胶剂在推广中发现各种各样的问题,个别商品混凝土站在使用减胶剂后,混凝土的工作性能、力学性能、胶凝材料用量等关键指标未体现出明显优势。因此,针对存在的一系列问题,为进一步有效、合理、科学地使用减胶剂,本文采用众森集团公司生产的JT-60 A型混凝土减胶剂进行混凝土试配验证,以优化采用减胶剂的混凝土生产配合比,为减胶剂的推广应用提供试验依据。
1、 原材料及方法
1.1、 试验原材料
水泥:采用山东创新水泥厂生产的散装P·O 42.5水泥,其化学、物理指标分别见表1和表2。
表1 胶凝材料化学成分
表2 水泥的物理性能指标
矿渣粉:采用鲁新生产的S95级矿粉,比表面积为420 m2/kg,7 d活性指数为79%,28 d活性指数为98%,成分见表1。
粉煤灰:采用黄台电厂生产的Ⅱ级粉煤灰,细度(0.045 mm方孔筛余量)为18.8%,成分见表1。
细骨料:采用当地石灰岩破碎机制砂,细度模数为3.0,含粉量为10%,亚甲蓝值为1.8%。
粗骨料:采用当地5～25 mm连续级配的石灰岩碎石,含泥量为0.5%,泥块含量为0.2%,压碎指标为8.7%。
外加剂:采用众森公司生产的聚羧酸系高效减水剂,减水率为25%。
减胶剂:采用山东众森科技股份有限公司生产的JT-60 A。
1.2、 试验方法
根据混凝土减胶剂的使用方法,分析混凝土加入减胶剂前后的工作性能、力学性能及耐久性。试配中,每个混凝土配合比均按20 L体积称量物料,强制式搅拌机搅拌120 s后卸料,拌合均匀,测量坍落度、扩展度,图片、文字记录后倒掉,剩余混凝土拌合均匀后留制试块;检测混凝土试块的7 d、28 d、56 d龄期的强度。按照混凝土生产企业常用的C30、C50强度等级进行对比。
2、 试验结果与分析
2.1、 减胶剂对混凝土工作性能的影响
混凝土减胶剂在C30、C50混凝土中应用的工作性能见表3。
通过表3可以看出,与基准混凝土相比,A2、B2混凝土降低10%水泥用量后,混凝土工作性能降低明显,说明单一地降低胶凝材料用量不利于混凝土的施工泵送,A3、B3混凝土试验可以看出,在降低10%水泥用量的同时加入0.6%减胶剂后,坍落度、扩展度达到甚至高于基准混凝土(A1、B1),并且倒排空时间缩短,混凝土流速提升。说明混凝土减胶剂JT-60 A与不同等级混凝土原材料适应性良好,对混凝土的坍落度、扩展度、粘聚性具有明显的改善作用[4]。
表3 混凝土减胶剂在C30、C50混凝土中的工作性能
2.2 、减胶剂对混凝土强度的影响
混凝土减胶剂在C30、C50混凝土中应用的力学性能见表4。
通过表4可以看出,与基准混凝土相比,保持水胶比不变,C2、D2混凝土降低10%的水泥用量后,混凝土强度降低明显,C3、D3混凝土试验数据可以看出,在降低10%水泥用量的同时加入0.6%减胶剂后,保持混凝土水胶比不变,混凝土7 d、28 d、56 d的标准强度高于基准混凝土(C1、D1)各龄期强度,说明混凝土减胶剂JT-60 A对水泥及掺合料具有激发作用,促进了胶凝材料的水化作用,提高了混凝土的早、后期强度,确保混凝土在降低胶凝材料用量后强度不降低。
表4 减胶剂在C30、C50混凝土中的力学性能
2.3、 减胶剂对混凝土耐久性的影响
混凝土耐久性包括抗渗性、抗硫酸盐侵蚀、抗碳化及收缩性等[5],现对采用减胶剂的混凝土与基准混凝土的抗硫酸侵蚀和抗碳化性进行对比分析。
2.3.1、 抗硫酸盐侵蚀试验
将混凝土试件(150 mm×150 mm×550 mm)浸泡在浓度为10%的Na2SO4溶液至30 d,检测混凝土的抗折强度。检测结果见表5。
表5 混凝土抗硫酸盐侵蚀试验
由表5看出,通过混凝土试件浸泡在浓度为10%的Na2SO4溶液30 d后的强度可知,加入减胶剂的混凝土抗折强度明显高于基准混凝土,抗蚀系数为1.03,说明加入减胶剂的混凝土致密度更高。
2.3.2、 抗碳化试验
混凝土抗碳化性能与混凝土密实度相关,成型越密实的试件其抗碳化性能越强,混凝土抗碳化试验结果见表6。
表6 混凝土抗碳化试验
从表6可以看出,加入减胶剂后的混凝土试件碳化深度降低,说明减胶剂能够促进混凝土的水化,提高了混凝土的密实性。
3 、结论
3.1、 掺入胶凝材料质量0.6%的JT-60 A减胶剂,并降低10%的水泥用量,能够改善新拌混凝土的坍落度、扩展度以及倒排空时间,从而提高了混凝土的泵送性能,有利于混凝土远距离工程施工。
3.2 、掺入胶凝材料质量0.6%的JT-60 A减胶剂,并降低10%的水泥用量,在保持混凝土水胶比不变的情况下,7 d、28 d、56 d试件强度没有降低还高于基准混凝土的强度,说明混凝土减胶剂促进了胶凝材料的水化。
3.3 、同3.2试验条件下,掺入减胶剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀和抗碳化性能指标良好,说明混凝土减胶剂能够改善混凝土的耐久性能。
3.4、 在保证强度、性能的前提下,使用减胶剂可至少节约10%的水泥用量,可降低混凝土材料生产成本,尤其是混凝土强度等级越高经济效益越明显。
参考文献
[1] 刘娟红,文烨.LSY混凝土增效剂对水泥基材料性能影响的研究[J].混凝土世界,2012,42(12):70-74.
[2] 赵家声.CTF混凝土增效剂的应用研究[J].商品混凝土,2013(7):48-50.
[3] 刘辉.增效剂对混凝土和易性与强度的影响及实际应用[J].商品混凝土,2015(6):71-72.
[4] 彭春元,林远煌,余斌,等.混凝土增效剂对C60以上混凝土性能的影响[J].混凝土,2011(5):73-74.
[5] 秦臻赘.CTF混凝土增效剂对混凝土耐久性的影响研究[J].甘肃水利水电技术,2012,48(8):27-29.
