DEIPA對混凝土力學性能的影響

劉 俊，樊本誠

(貴州港創建業建材有限公司，貴州 黔南 551200)

1 試驗用原材料

水泥采用紅獅牌P.O42.5普通硅酸鹽水泥，詳細性能指標參數見表1。

其他材料：粉煤灰采用貴州黔西電廠II級灰，該粉煤灰需水量比為96.3%，細度(45 μm方孔篩)為22.5%，燒失量為7.1%；外加劑采用貴陽三圣特種建材有限公司生產的聚羧酸緩凝型高效減水劑；細骨料為貴州招商港灣建材有限公司生產的機制砂，該機制砂細度模數為3.11，級配合理，亞甲藍值1.2，含粉量9.7%；粗骨料為貴州招商港灣建材有限公司生產的碎石。最大粒徑25 mm，5～25 mm連續級配，壓碎值10.3%。DEIPA由山東優索化工科技有限公司生產，含量85%，分子式為C7H17NO3，分子量為163.2。

表1 水泥主要參數指標

2 試驗配比設計

本實驗旨在研究分析DEIPA對混凝土性能的影響。先設計試驗，觀察DEIPA在不同濃度下的狀態，再確定一較優濃度，逐步減少膠材用量，同時觀察后期強度的增長情況。具體試驗配比如下。

2.1 C30試驗配比設計

配合比設計見表2。

表2 C30試驗混凝土配合比設計 單位：kg·m-3

2.2 C50試驗配比設計

C50試驗配比設計見表3。

表3 C50試驗混凝土配合比設計 單位：kg/m3

3 力學性能分析

不同質量濃度的DEPIA對混凝土性能的影響性質類似，幅度各有不同。在C30混凝土中，設計的試驗由T-1至T-5，DEIPA質量濃度由0遞增至8%，摻量均保持0.6%不變。如表4與圖1所示，DEIPA的質量濃度由低到高，C30混凝土的7 d強度增長值不斷增高，最高值高出最低值18.4%，早期提升強度效果顯著；隨著齡期的延長，C30混凝土的28 d強度增長值趨勢與7 d強度增長值趨勢類似，最高值高出最低值20.2%；隨著齡期的繼續延長，于60 d該組試驗各樣本強度增長值出現了較大的變化，早期增長值高的樣本到此時增長乏力，早期增長值低的樣本后來居上，由之前的T-1至T-5持續增高變為由T-1至T-5持續降低，最高值T-1高出最低值T-5 93.0%；在90 d時，此趨勢被逐漸放大，隨著DEIPA的質量濃度增加，由T-1至T-5增長值逐漸降低，并且在樣本T-4中，出現強度負增長的現象，T-5中此現象更加明顯。

表4 C30不同齡期強度增長值 單位：MPa

圖1 C30不同齡期強度增長值

在確定DEIPA使用質量濃度后，隨著混凝土體系中水泥摻量降低，DEIPA的摻加對混凝土強度的增長有不同的影響。在C30混凝土中，設計的試驗由T-6至T-10，水泥摻量由250 kg/m3減少至230 kg/m3。如表4與圖1所示，水泥摻量由高到低，C30混凝土的7 d強度增長值不斷降低，最高值高出最低值9.6%，早期強度明顯降低；隨著齡期的延長，C30混凝土的28 d強度增長值趨勢與7 d強度增長值趨勢類似，最高值高出最低值42.4%；隨著齡期的繼續延長，于60 d該組試驗各樣本強度增長值出現了較大的變化，由之前的T-10至T-6持續增高變為由T-10至T-6持續降低，最高值T-10高出最低值T-6 28.0%；在90 d時，此趨勢被逐漸放大，隨著水泥摻量降低，由T-10至T-6增長值逐漸降低，并且在樣本T-6中，出現強度負增長的現象。

如表5與圖2所示，在標號為C50的混凝土中，整體強度增長效果趨勢與C30混凝土類似，不過整體偏差被放大，趨勢更明顯；在F-1至F-5試驗中，摻加的DEIPA質量濃度由0遞增至8%，如表5與圖2所示，對比C30混凝土，強度增長值前后倒置的情況被提前至28 d，在60 d時就出現了三組強度負增長的情況，而在90 d時，除去DEIPA摻加質量濃度為0的基準樣本，其他樣本均出現強度負增長，使用質量濃度最高的T-5樣本60天強度倒縮9.7 MPa。

表5 C50不同齡期強度增長值 單位：MPa

圖2 C50不同齡期強度增長值

在確定DEIPA使用質量濃度后，在C50混凝土中，設計的試驗由F-6至F-10，水泥摻量由250 kg/m3減少至230 kg/m3。如表5與圖2所示，強度增長值前后倒置的情況同樣被提前至28 d，并且于90 d出現兩組強度負增長情況，對于比C30混凝土T-6至T-10試驗，試驗結果趨勢隨著混凝土標號的提升被放大。

4 結 論

綜上所述，DEIPA分散于混凝土體系中后，對于水泥起到表面活性劑的作用，降低其表面能，防止其團聚，更好地與游離水接觸，極大地促進了水化反應，使混凝土早期強度增長明顯；但由于水化反應過于劇烈，產生的水化熱破壞了混凝土體系的穩定性，造成了更多的微小裂縫和缺陷，這些問題隨著混凝土齡期的增長被逐步放大，以至于強度后期增長乏力甚至于倒縮現象的出現，此類問題于高標號混凝土中體現更加明顯。但是隨著DEIPA使用質量濃度的降低與混凝土體系中水泥摻量的降低，此情況得以明顯改善；在后期強度增長值降低與出現強度負增長的情況主要由以下原因造成。

1)DEIPA促使水泥分散，提高整體水化速率，使得混凝土早期強度增長值高，并造成后期繼續參與水化反應的反應物減少，使得混凝土后期強度增長值降低。

2)早期水化反應過快，導致反應產生的水化熱過大，破壞了整體的穩定性，產生不可逆的缺陷，隨著齡期增長，后期缺陷被放大，造成了混凝土強度負增長的情況。

由此可得出以下結論：

1)高濃的DEIPA對混凝土早期強度的強烈促進作用使得后期強度增長緩慢，且混凝土結構穩定性被破壞，易出現強度負增長現象。

2)逐步降低水泥摻量，在DEIPA的作用下，提高了水泥的利用率，混凝土強度增長值整體趨勢走向較為理想。

由于各地區原材料性能不同，針對此類物質的可用性，仍需要根據各地區的具體情況來確定，使用時需留意觀察混凝土中、后期強度的增長情況。

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