復合外加劑對自密實混凝土性能的影響研究

張小娟

（遵義黔通達檢測試驗有限責任公司，貴州遵義 563000）

0 引言

在工程項目建設中，混凝土是十分重要的原材料。現如今，混凝土技術逐漸發展，并逐漸涌現出很多類型，其中，自密實混凝土施工性能優越，應用范圍廣泛。自密實混凝土膠凝材料的種類和用量比較大，與常規混凝土材料相比對于復合外加劑的要求也比較高。因此，亟需對復合外加劑對自密實混凝土性能的影響進行深入研究。

1 自密實混凝土常用復合外加劑

1.1 減水劑

1.1.1 水泥粒子對減水劑的吸附作用以及減水劑對水泥的分散作用

對于水泥原料，在加水拌合后即可形成泥漿，即絮凝狀結構。在水泥水化初期，水泥主要礦物可帶不同電荷相互吸引，進而逐漸形成絮狀水泥水化產物。水泥絮凝狀結構中含有大量水，當漿體水泥顆粒吸附減水劑分子后，在水泥顆粒表面即可形成擴散雙電層，即分子團，分子團的憎水端可吸附在水泥顆粒表面，而分子團的親水端則靠近水溶液，水泥顆粒分散度比較高，能夠有效釋放出絮凝狀結構中的水。表面活性劑具有定向吸附作用，在水泥顆粒表面，在朝外一側含有大量的同種電荷，而同種電荷之間具有互斥作用，這樣就會造成水泥漿體懸浮狀態穩定性降低。

1.1.2 水泥顆粒表面潤滑作用

在減水劑中，其極性親水端靠近水溶液，其能夠與水分子相結合，使得水泥顆粒表面可形成水膜，可有效避免水泥中顆粒之間相互接觸，進而達到良好的潤滑效果。另外，水泥漿中含有大量的微小氣泡，其能夠被減水劑分子包裹，在氣泡之間以及氣泡與水泥顆粒之間，在同電性互斥的影響下，類似于在水泥顆粒中加入了很多微珠。

1.1.3 減水劑與水泥顆粒間的立體吸附層結構

在水泥漿液中，如果加入高效減水劑，則在水泥微粒表面，有機分子長鏈為吸附狀態，其分子鏈結構形式多樣，因此吸附態也具有多樣化特征，其能夠對混凝土坍落度產生較大影響。

1.2 膨脹劑

1.2.1 膨脹劑對新拌混凝土性能的影響

在混凝土中，通過加入膨脹劑，能夠有效降低混凝土流動性。混凝土膨脹劑的需水量比較大，在相同水灰比基礎上，通過將膨脹劑加入至混凝土材料中，能夠有效降低混凝土材料流動性以及坍落度。

1.2.2 膨脹劑對硬化混凝土性能的影響

膨脹劑對于硬化混凝土性能的影響主要體現在混凝土結構強度以及耐久性兩點：①對于混凝土強度的影響。在混凝土中加入膨脹劑，不會對混凝土強度造成不良影響。②對于混凝土耐久性的影響。隨著自密實混凝土結構不斷硬化，混凝土材料中的膨脹劑能夠起到填充的作用，進而有效改善混凝土孔結構，提升混凝土結構密實性、抗滲性以及抗凍能力。

2 復合外加劑對自密實混凝土性能影響的試驗準備

某工程施工中，采用機制砂自密實混凝土，在自密實混凝土拌合施工中，需要應用大量的膠凝材料，但是由于砂率比較高，并且水膠比偏低，因此，自密實混凝土收縮量比較大，容易造成結構裂縫問題。對此，為了有效提升自密實混凝土結構耐久性，要求在自密實混凝土原材料配合比設計方案的基礎上，加入適宜的復合外加劑，進而提升自密實混凝土使用性能。

在本次試驗中，水泥材料采用普通硅酸鹽水泥，粉煤灰為Ⅱ級粉煤灰，水為自來水。另外，對于復合外加劑，選擇聚羧酸系高性能減水劑以及膨脹劑兩種。

在自密實混凝土性能檢測中，要求對自密實混凝土初始坍落度、強度、含氣量、擴展性等進行檢測。

3 復合外加劑對自密實混凝土性能影響的試驗結果及分析

3.1 高性能外加劑原理分析

在自密實混凝土拌合施工中，膠凝材料類型比較多，摻合料購買難度較大，容易造成混凝土粘稠、重量大等問題，對此，要求采用有效的降粘型聚羧酸系高性能減水劑。

在減水劑設計中，要求通過側鏈進行優化設計，進而有效減小縮短分子側鏈的長度，與普通減水劑相比，混凝土水膜厚度比較小，能夠有效釋放出自由水，同時氫鍵數量也比較少。在用水量相同的基礎上，能夠有效增加自密實混凝土自由水，進而有效降低混凝土粘度。

另外，山砂含粉量放熱比較提前，在自密實混凝土配合比設計中，如果加入普通聚羧酸系減水劑，依然很難滿足自密實混凝土性能要求。對此，在自密實混凝土拌合過程中，可加入一定量的緩凝型聚羧酸系高性能減水劑。

在對減水劑進行優化設計時，可利用側鏈接枝酯類官能團，在混凝土堿性環境中，酯類官能團可釋放出大量羧基，進而達到良好的緩釋效果。該減水劑可作為混凝土材料表面活性劑，但是引氣比較少，因此，還需利用專業的引氣劑，通過對分子結構設計方案進行優化調整，不僅能夠保證混凝土的保坍性能，同時還可促進減水劑分子引氣性能的提升，進而緩解混凝土材料早期收縮。

3.2 混凝土試驗

該自密實混凝土坍落度應控制在180～220mm之間；細骨料的細度模數為3.0；粉煤灰摻量、粗骨料摻比為4.75～9.5mm/9.5～20mm。通過對混凝土配合比設計方案進行分析，摻合料所占比例比較小，因此對于復合外加劑的要求比較高。

在本工程所用自密實混凝土復合外加劑中，選用五款復合外加劑，SY1為市售普通減水劑，SY2和SY3為降粘型聚羧酸系高性能減水劑，SY4為降粘型聚羧酸系高性能減水劑復配，SY5為緩凝型，聚羧酸系高性能減水劑復配。在自密實混凝土拌合中，復合外加劑用量為1.1%。

降粘型聚羧酸系高性能減水劑與普通減水劑相比，減水率比較低，但是在混凝土和易性的影響下，聚羧酸系高性能的擴展性比較差。通過將緩釋型聚羧酸系高性能加入至自密實混凝土中，能夠有效提升混凝土的和易性以及保坍性能。

與普通聚羧酸系高性能減水劑相比，降粘型聚羧酸系高性能減水劑可提供更多自由水，因此，其降粘效果更好。

由于SY2沒有復配緩凝劑，擴展性比較差，主要原因是在自密實混凝土水化過程中，由于快速并且集中的而產生溫度，造成混凝土結構內外收縮差異比較大。

4 結語

綜上所述，本文主要采用試驗分析方式，對復合外加劑對于自密實混凝土性能的影響進行了詳細探究。自密實混凝土與普通混凝土相比，外加劑類型以及用量均比較多，不同復合外加劑對于自密實混凝土性能的影響有所不同，在自密實混凝土配合比優化調整中，應選擇適宜的復合外加劑，并嚴格控制用量，進而提升自密實混凝土性能。