增效劑對C80 蒸壓管樁蒸壓強度的影響研究

蘇偉東

（科之杰新材料集團福建有限公司）

0 引言

混凝土增效劑作為一種新型的混凝土外加劑，引起行業內外學者專家的關注。有些研究認為，某品種的混凝土增效劑能夠明顯改善混凝土和易性和可泵性，對水泥適應性好，能減少水泥用量，降低生產成本，保證混凝土強度和富裕強度[1]。

增效劑生產管樁后，C80 蒸壓強度效果顯著提高，且在不增加水泥用量的同時，混凝土的工作性和體積穩定性都有不同程度的提高。在保證混凝土工作性和體積穩定性時，可降低水泥用量，進而減少水泥熟料生產時二氧化碳、粉塵、二氧化硫、二氧化氮及其他污染物排放，又保證了蒸壓強度[2]。通過在蒸壓工藝下增效劑對不同材料的適應性試驗驗證，確定增效劑提高抗壓強度的主要影響材料，并分析出增效劑激發何種材料能夠提高蒸壓強度。為了進一步研究增效劑對C80 蒸壓管樁蒸壓強度的影響，通過使用不同品種水泥、多種混凝土增效劑，及不同石子的含泥量和針片狀，分析出增效劑激發何種材料能夠提高蒸壓強度。

1 原材料與試驗依據

1.1 原材料

⑴水泥：采用閩福42.5R 水泥（代號C1）、華潤42.5R 水泥（代號C2）、紅獅42.5R 水泥（代號C3）、海螺42.5R 水泥（代號C4），物理性能指標見表1。

表1 水泥的性能指標

⑵石子：石子為廠內(代號G1)和客戶端(代號分別為G2、G3、G4)取樣的花崗巖碎石，級配為5～31.5mm 粒級花崗巖，性能指標如表2。

表2 石子的性能指標

⑶砂：采用廠內機制砂（代號S），細度3.0，堆積密度1520㎏/m3，含泥量：3.8%；

⑷礦粉：采用三鋼S95 級礦粉（代號K），密度2.9g/cm3，比表面積400m2/㎏，燒失量0.9%；活性指數97%；

⑸水：自來水；

⑹減水劑：科之杰新材料集團福建有限公司所生產型號為Point-800S，含固量為17%的標準型高效減水劑。

⑺增效劑：泉州某公司的增效劑代號Z5；科之杰增效劑樣品代號ZK1；北京榮達信新科技有限公司代號ZX1；北京和創新天公司代號ZX2。

1.2 試驗依據

抗壓強度測試試驗，按照GB/T 50081-2019《混凝土物理力學性能試驗方法標準》；

新拌混凝土試驗，按照GB/T 50080-2016《混凝土拌合物性能試驗方法標準》；

減水劑檢測，根據GB/T 8077-2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》進行。

2 試驗結果與分析

2.1 增效劑對比實驗

以Point-800S 配方為空白基礎，選取增效劑Z5、ZK1、ZX1、ZX2 推薦的母液用量(膠材用量的0.06%)測試其初始坍落度、1h 經時損失、蒸壓強度、抗壓強度。

試驗配合比見表3。

表3 C80 混凝土配合比 （㎏/m3）

增效劑試驗數據見表4。

表4 增效劑對混凝土性能影響

對比不同款增效劑對C80 管樁泵送混凝土的影響，控制初始流動度相當，從1h 經時損失看，Z5 效果最差，ZK1 效果最佳，其它幾款增效劑相差不大。增效劑強度試驗數據見表5。

表5 增效劑混凝土強度對比

根據表5 強度數據分析可以看出，增效劑對蒸壓強度的提升較為明顯，其中ZK1 蒸壓強度最高，其次是ZX1；增效劑對蒸養強度無明顯貢獻。

實驗表明，4 款增效劑對于蒸養強度的增長無明顯的幫助，對于蒸壓強度有較明顯的提高效果，且不影響泵送性能。在增效劑的選型方面采用ZK1 作為提高蒸壓強度組分。

2.2 不同水泥對增效劑的影響分析

選取表3 中C80 混凝土配合比，對摻入增效劑的混凝土進行不同水泥對比實驗，對比摻入ZK1 混凝土增效劑與空白混凝土的強度，分析ZK1 增效劑對混凝土強度的影響規律。

性能影響試驗數據見表6。

表6 不同水泥對混凝土性能影響

強度試驗數據見表7。

表7 不同水泥下摻入增效劑混凝土強度對比

試驗表明：不同水泥隨著增效劑的摻入，混凝土的減水率、和易性和損失與空白混凝土相當，而混凝土的蒸壓和抗壓強度均不同，與空白試驗對比，C2 華潤水泥最高，依次是C1 閩福水泥、C3 紅獅水泥及C4 海螺水泥。

2.3 不同水泥的化學影響分析

不同水泥的化學分析如表8。

表8 水泥的化學分析

實驗數據表明，當水泥成分中SiO2的含量增加時，摻入增效劑的混凝土比空白組混凝土在蒸壓強度上有明顯效果，蒸壓強度會隨著水泥本身SiO2含量的增加而提高。

2.4 不同石子對摻入增效劑混凝土的影響分析

以C2 水泥為基準水泥，研究增效劑在相同配合比不同針片狀顆粒下，對摻入增效劑ZK1 混凝土與空白混凝土的強度影響，分析增效劑ZK1 對混凝土強度的影響規律。石子的針片狀相關性能指標見表2，試驗配合比見表3。

試驗數據見表9。

表9 不同石子對摻入增效劑混凝土性能影響

強度試驗數據見表10。

表10 不同石子下摻入增效劑混凝土強度對比

上述試驗可以看出，在混凝土的初始和易性相近的前提下，同種花崗巖材質的級配為5～31.5mm 的石子，G2 石子針片狀3.2%、含泥0.8%時，摻入增效劑配方的C80 蒸壓強度為86.9MPa，相反G1 石子針片狀8.9%，含泥6.4%時，摻入增效劑配方的C80 蒸壓強度為79.1MPa。結果表明，在不同的針片狀顆粒和含泥量時，摻入增效劑Z7 混凝土與空白混凝土的蒸壓強度隨著石子針片狀含量的降低而提高，隨著含泥量的降低而提高。

3 結論

實驗表明：

⑴4 款增效劑對于蒸養強度的增長無明顯的幫助，對于蒸壓強度有較明顯的提高效果，且不影響泵送性能。在增效劑的選型方面采用ZK1 作為提高蒸壓強度組分。

⑵當混凝土摻入增效劑后，不同水泥成分中SiO2含量越高導致混凝土蒸壓強度越高。

⑶摻入增效劑的混凝土的蒸壓強度隨著石子針片狀含量的降低而提高，隨著含泥量的降低而提高。