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混凝土強(qiáng)效劑對(duì)混凝土長(zhǎng)期耐久性的影響
基業(yè)長(zhǎng)青牌混凝土強(qiáng)效劑是目前很多攪拌站常用的一種新型混凝土外加劑。
在原配合比和原配合比基礎(chǔ)上降低10%左右水泥兩種方式下，添加混凝土強(qiáng)效劑，通過力學(xué)性能、滲透深度、電通量方法、自收縮率、凍融和碳化實(shí)驗(yàn)，考察強(qiáng)效劑對(duì)混凝土耐久性能的影響。
結(jié)果表明：強(qiáng)效劑摻量在0.6%，兩種試驗(yàn)方式下，混凝土3d、7d、28d強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，對(duì)混凝土抗?jié)B性能均有很大的提高。
現(xiàn)今商品混凝土外加劑成為泵送混凝土的重要組成成分，具有減少用水量和水泥用量，改善新拌混凝土和易性等特點(diǎn)。
相關(guān)研宄資料表明在常規(guī)的環(huán)境下商品混凝土中有超過左右的水泥含量水化反應(yīng)不充分，只起到填充作用不能有效發(fā)揮水泥強(qiáng)度作用；
另一方面由于不同的外加劑對(duì)水泥的吸附機(jī)理不同，在摻加到一定程度后就很難再起作用，如再超量摻加使其經(jīng)濟(jì)性及安全性難以得到保障。
如何將富余的水泥節(jié)省下來的同時(shí)又能保障商品混凝土的和易性能及強(qiáng)度，對(duì)商品混凝土企業(yè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
原材料與試驗(yàn)方法
1.1水泥：實(shí)驗(yàn)室按一定配比自己磨制的P·042.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。
水泥助磨劑采用廣州基業(yè)長(zhǎng)青新材料股份有限公司產(chǎn)品，配制水泥用熟料、石膏、石灰石、粉煤灰均采用廣州某水泥有限公司產(chǎn)品。
1.2粉煤灰：選用新會(huì)雙水電廠Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度45um篩余為15.8%，需水量比為104%，燒失量為5.73%，7d活性指數(shù)為58%，28d活性指數(shù)為78%。
1.3礦渣粉：選用韶鋼嘉羊S95礦渣粉，7d活性指數(shù)為75%，28d活性指數(shù)為98%。
1.4細(xì)骨料：選用西江Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)為2.8，含泥量為1.2%，表觀密度2635kg/m3，堆積密度1420kg/m3。
1.5粗骨料：選用顆粒良好的花崗巖碎石，粒徑為5～25mm，表觀密度為2720kg/m3，堆積密度1460kg/m3，含泥量0.8%，針片狀顆粒含量7%。
1.6減水劑：聚羧酸高效減水劑（液體，固含量15%）。
1.7 BTL混凝土強(qiáng)效劑：淡黃色液體。摻量為混凝土膠凝材料總量的0.6%。
2.1按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行混凝土和易性、工作性能的試驗(yàn)。
2.2按照GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
2.3按照GB/T50082-2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行混凝土碳化實(shí)驗(yàn)、抗水滲透實(shí)驗(yàn)、抗氯離子滲透實(shí)驗(yàn)。
添加強(qiáng)效劑后的受檢混凝土的工作性能、保水性能、粘聚性等，較基準(zhǔn)混凝土均有改善。
在基準(zhǔn)混凝土配合比不變的情況下，直接添加強(qiáng)效劑，對(duì)混凝土工作性能改善特別明顯，且明顯的改善了混凝土的稠度、粘聚性、泵送性等性能。
在基準(zhǔn)配合比基礎(chǔ)上，降低約10%水泥用量時(shí)，添加強(qiáng)效劑，混凝土的工作性能比基準(zhǔn)略有改善。
在基準(zhǔn)混凝土配合比不變情況下，直接添加混凝土強(qiáng)效劑，其混凝土不同齡期抗壓強(qiáng)度均比基準(zhǔn)混凝土的高，28d齡期下，比基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度高出5MPa，相當(dāng)于提升了混凝土一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。
在基準(zhǔn)配合比基礎(chǔ)上，降低約10%水泥用量時(shí)，添加強(qiáng)效劑后，由于降低了較多的水泥用量，因此混凝土早期強(qiáng)度較基準(zhǔn)混凝土略低1～2MPa，但是后期混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度較大，在齡期為28d時(shí)，其強(qiáng)度增長(zhǎng)已經(jīng)超過基準(zhǔn)混凝土2MPa左右。
強(qiáng)效劑能夠提高混凝土強(qiáng)度和改善混凝土和易性，主要是其作用機(jī)理，增強(qiáng)了水泥的分散性，防止水泥顆粒團(tuán)聚，增大了水泥顆粒與水的接觸面積，水化更完全，生成的水化產(chǎn)物更密實(shí)，進(jìn)一步提高了混凝土的強(qiáng)度。
2.1實(shí)驗(yàn)表明，在基準(zhǔn)配合比基礎(chǔ)上，降低約10%水泥用量時(shí)，添加強(qiáng)效劑后，混凝土抗?jié)B等級(jí)和基準(zhǔn)混凝土相同，但是滲水高度比基準(zhǔn)混凝土低15mm左右；
同時(shí)，混凝土的電通量比基準(zhǔn)混凝土的小，說明添加強(qiáng)效劑后，混凝土的抗氯離子侵蝕性能得到了提高。
2.2在基準(zhǔn)混凝土配合比不變情況下，直接添加強(qiáng)效劑，混凝土抗?jié)B等級(jí)提高一個(gè)等級(jí)，滲水高度由基準(zhǔn)的106mm減低至59mm；
較基準(zhǔn)相比，混凝土電通量由原來的2597C降低到1925C，混凝土的抗氯離子滲透等級(jí)提高了一個(gè)等級(jí)。
混凝土經(jīng)過試驗(yàn)，添加混凝土強(qiáng)效劑后，受檢混凝土的碳化深度均比基準(zhǔn)混凝土的小，說明添加混凝土強(qiáng)效劑后，水泥水化程度提高，水化產(chǎn)物更密實(shí)，減少了混凝土內(nèi)部與外部聯(lián)通的空隙，阻斷了空氣中二氧化碳、二氧化硫等酸性氣體的滲入，大大提高了混凝土抗碳化能力。
4.1在基準(zhǔn)混凝土配比下，直接添加強(qiáng)效劑后，混凝土質(zhì)量損失率比基準(zhǔn)混凝土質(zhì)量損失率降低了30%左右，相對(duì)動(dòng)彈性模量提高了5%左右；
4.2在基準(zhǔn)配合比基礎(chǔ)上，降低約10%水泥用量時(shí)，添加強(qiáng)效劑后，混凝土質(zhì)量損失率比基準(zhǔn)混凝土小，相對(duì)動(dòng)彈性模量略有提高。
說明添加混凝土強(qiáng)效劑后，混凝土內(nèi)部的空隙得到了均化，形成了無數(shù)微小的密閉空隙，空隙之間相互獨(dú)立，同時(shí)阻斷了較大孔隙之間的聯(lián)通通路。
混凝土在凍融循環(huán)時(shí)，熱脹冷縮時(shí)，這些微小的密閉氣孔，起到了溫度應(yīng)力分散緩沖作用，防止混凝土結(jié)構(gòu)破壞。
同時(shí)由于密閉氣孔阻斷混凝土內(nèi)部孔隙與外部的聯(lián)通，阻止了水的滲透，由于水結(jié)冰時(shí)體積膨脹，產(chǎn)生的膨脹壓應(yīng)力很容易將混凝土結(jié)構(gòu)脹壞。
因此添加混凝土強(qiáng)效劑后，混凝土的抗凍性能得到了大大的提高。
混凝土自收縮率是反映混凝土抗裂性能的主要指標(biāo)之一，自收縮率越大說明混凝土在干縮過程中，產(chǎn)生的干縮應(yīng)力越大，混凝土越容易開裂。
通過混凝土60d干縮試驗(yàn)，添加強(qiáng)效劑的混凝土自收縮率比基準(zhǔn)混凝土的降低10%左右。
原因之一是添加強(qiáng)效劑后，單方混凝土中水泥用量降低了10%～15%，由于水泥水化硬化過程，體積變小，所以水泥用量越大時(shí)，混凝土自收縮越大，越容易造成開裂。
原因二，添加強(qiáng)效劑后，由于強(qiáng)效劑的強(qiáng)分散能力，使得水泥顆粒分散更均勻，水泥水化程度提高，水化產(chǎn)物更密實(shí)，阻礙了混凝土自身收縮。
因此添加混凝土強(qiáng)效劑后，可以提高混凝土的抗開裂性能。
1、添加混凝土強(qiáng)效劑，在減少水泥10%～15%的情況下，滿足混凝土強(qiáng)度要求，進(jìn)一步改善混凝土和易性，抗?jié)B透、抗氯離子侵蝕、抗凍性、抗碳化等性能均得到進(jìn)一步提高，從而提高了混凝土耐久性能。
2、在基礎(chǔ)配合比不變的情況下，添加混凝土強(qiáng)效劑，同基準(zhǔn)混凝土相比：
28d抗壓強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)由P6提高至P8、滲水高度由106mm降至59mm、電通量由2597C符合Q-Ⅱ級(jí)降低至1925C符合Q-Ⅲ級(jí)要求、碳化深度由15mm降至11.9mm。
經(jīng)過200次凍融循環(huán)后，混凝土質(zhì)量損失率比基準(zhǔn)混凝土質(zhì)量損失率降低了30%左右，相對(duì)動(dòng)彈性模量提高了5%左右。
齡期為60d混凝土試塊收縮率由275×10-6減小到225×10-6。
3、維持基準(zhǔn)混凝土配合比不變和在基準(zhǔn)配合比基礎(chǔ)上降低10%～15%水泥用量，調(diào)整配合比兩種方式下，添加混凝土強(qiáng)效劑，混凝土的工作性能均得到改善，力學(xué)性能和耐久性均得到了改善。
混凝土強(qiáng)效劑技術(shù)在商品混凝土中運(yùn)用，將給商品混凝土企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，并對(duì)混凝土的性能產(chǎn)生影響。
同時(shí)，強(qiáng)效劑技術(shù)在商品混凝土中地運(yùn)用，主要減少水泥用量，減少了因生產(chǎn)水泥過程中所產(chǎn)生的能源消耗和環(huán)境污染，具有明顯的社會(huì)效益。
