減膠劑在普通混凝土生產中的應用及性能研究

2020-11-30 08:27:50齊勇戴愛生惠玲

商品混凝土 2020年7期

齊勇，戴愛生＊，惠玲

（泰安中聯混凝土有限公司，山東泰安 271000）

0 引言

隨著我國經濟建設的飛速發展及各類基建項目的快速推進，現代建筑對預拌混凝土的需求不斷增大，尤其是隨著以砂石為代表的原材料資源短缺，優質砂石資源越來越少，導致砂石市場供不應求，價格暴漲，質量劣化，混凝土企業生產成本越來越高。同時由于環保力度的加大，水泥、礦粉、粉煤灰膠凝材料的品質也發生了較大的變化，在這種現狀下，混凝土的質量穩定性、生產成本及各項性能必然面臨空前的困難及挑戰。

混凝土減膠劑是在混凝土外加劑基礎上研發的一種新型外加劑。JC/T 2469—2018《混凝土減膠劑》對混凝土減膠劑定義為：在水膠比基本不變條件下、混凝土的坍落度和 28d 抗壓強度不降低情況下，能夠有效減少膠凝材料用量的化學外加劑。本文結合我公司使用常規原材料及混凝土生產工藝，使用混凝土減膠劑和聚羧酸外加劑復摻技術生產普通預拌混凝土，圍繞混凝土拌合物和易性、坍落度損失、泵送性、力學性和耐久性開展了系統的試驗研究。

1 試驗原材料

（1）水泥：選用泰安中聯水泥有限公司 P·O42.5硅酸鹽水泥，物理性能見表 1。

表 1 水泥的物理性能

（2）礦物摻合料：復合摻用粉煤灰、磨細礦渣粉礦物摻合料。粉煤灰由于珠形玻璃體的填充密集作用、微集料作用和滾珠作用，可改善混凝土和易性；礦粉因獨特的化學組成及顆粒尺寸有潛在的水硬性和活性。二者復合摻用可大幅度提高混凝土后期強度、流動性能和耐久性。

選用肥城電廠 F 類 Ⅱ 級粉煤灰，細度 19.3%，燒失量 3.8%，含水量 0.5%，需水量比 99%，28d 活性指數 80%。

選用肥城濱勝礦粉，燒失量 0.8%，流動度比103%，7d 活性指數 82%，28d 活性指數 106%。

（3）粗骨料：粗骨料選用泰安中聯水泥有限公司骨料線 5～25mm 石灰巖碎石，連續級配，含泥量0.5%，泥塊含量 0.2%，針片狀含量 3.7%。

（4）細骨料選用泰安中聯水泥有限公司骨料線風選后機制砂和聊城陽谷的黃河面砂混合，搭配配制成Ⅱ區混合砂使用，細度模數為 3.1，MB 值 1.3，表觀密度2680kg/m3。

（5）外加劑：選用日照易和外加劑公司生產的聚羧酸減水劑，摻量為膠凝材料總量的 2.4%，減水率為26.1%，泌水率比 48%，28 天抗壓強度比 129%。

（6）減膠劑：選用基業長青牌 BTL-7.0 型混凝土減膠劑，減膠率 7.0%，摻量為膠凝材料重量 0.6%，其他性能參數符合 JC/T 2469—2018《混凝土減膠劑》標準要求。

（7）水：泰安市地下水。

2 試驗方法和試驗方案

2.1 試驗方法

本文以 C30 和 C45 兩個強度等級普通混凝土為例，通過對使用減膠劑前后混凝土拌合物的坍落度測試、和易性觀察和抗壓強度試驗，研究混凝土減膠劑對混凝土拌合物和易性、坍落度、擴展度、坍落度損失、泵送性、抗壓強度及工程實體質量驗收的影響規律，試驗過程參照 GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》、GB/T 50081—2019《普通混凝土抗壓強度試驗方法》、JGJ/T 23—2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》進行。

2.2 試驗方案

根據減膠劑的使用方法，摻減膠劑的 C30 混凝土配合比方案可分為兩種：

方案一：C30 膠材用量較基準減少 25kg/m3（減水泥 15kg/m3，減礦粉 10kg/m3），增加砂 10kg，增加石子 20kg，水減少 5kg。

方案二：C30 膠材用量較基準減少 20kg/m3（減水泥 20kg/m3，減礦粉 10kg/m3，增加粉煤灰 10kg/m3），增加石子 20kg，水減少 5kg。

摻減膠劑的 C45 混凝土配合比方案可分為兩種：

方案三：C45 膠材用量較基準減少 35kg/m3（減水泥 20kg/m3，減礦粉 15kg/m3），增加砂 15kg，增加石子 25kg，水減少 5kg。

方案四：C45 膠材用量較基準減少 30kg/m3（減水泥 20kg/m3，減礦粉 10kg/m3），增加砂 10kg，石子20kg，為了水膠比不變，水減少 5kg。

詳見表 2 所示。

3 試驗結果分析

3.1 減膠劑對混凝土工作性能的影響

使用減膠劑的不同試驗方案對 C30 和 C45 混凝土工作性能影響結果見表 3、圖 1 所示。從表中可以看出，在不摻減膠劑時，C30 和 C45 混凝土工作性能一般，和易性一般、粘聚性稍大，表面包裹性良好，無泌水現象；加入減膠劑后混凝土坍落度、擴展度變大，坍落度經時損失變小，流動性變好，混凝土粘聚性、包裹性一般，稍有泌水現象，但混凝土的泵送性能良好，工作性能未受到影響。減膠劑對 C30 和 C45 兩個等級的混凝土工作性能影響規律一致，只在膠材數量不同、砂率不同時狀態略微發生變化：膠材較少時，坍落度、擴展度變化小，膠材用量較多時，混凝土坍落度、擴展度變化大；砂率升高時，混凝土粘聚性、包裹性稍好，當砂率降低，混凝土粘聚性、包裹性稍差。減膠劑在混凝土的摻量為膠凝材料總量 0.6%，減膠率不大于 7%。

使用減膠劑的不同試驗方案對 C30 和 C45 混凝土坍落度和擴展度影響結果見圖 1 所示。從圖中可以看出，減膠劑對 C30 和 C45 坍落度、擴展度影響規律一致，使用減膠劑后混凝土坍落度、擴展度均增大，膠材總量減少幅度越大，坍落度變化越大。

3.2 減膠劑對混凝土抗壓強度的影響

使用減膠劑的不同試驗方案對 C30 和 C45 混凝土抗壓強度（7d、28d、56d）的影響試驗結果見表 4、圖2 所示。從圖 2 可以看出，減膠劑對 C30 和 C45 抗壓強度影響規律一致，混凝土加入減膠劑，混凝土抗壓強度均有不同程度提高，且加入減膠劑的混凝土強度與膠材總量的多少成正比，膠材總量多，混凝土強度增長值較大，膠材總量少時，混凝土強度增長值較小。減膠劑的摻加、膠材用量的減少不會對混凝土工程實體質量產生不利影響。