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混凝土强效剂对混凝土长期耐久性的影响

发稿时间:2023-05-31

九州体育-中国有限公司官网牌混凝土强效剂是目前很多搅拌站常用的一种新型混凝土外加剂。


在原配合比和原配合比基础上降低10%左右水泥两种方式下,添加混凝土强效剂,通过力学性能、渗透深度、电通量方法、自收缩率、冻融和碳化实验,考察强效剂对混凝土耐久性能的影响。


结果表明:强效剂掺量在0.6%,两种试验方式下,混凝土3d、7d、28d强度均满足设计要求的同时,对混凝土抗渗性能均有很大的提高。


现今商品混凝土外加剂成为泵送混凝土的重要组成成分,具有减少用水量和水泥用量,改善新拌混凝土和易性等特点。


相关研宄资料表明在常规的环境下商品混凝土中有超过左右的水泥含量水化反应不充分,只起到填充作用不能有效发挥水泥强度作用;


另一方面由于不同的外加剂对水泥的吸附机理不同,在掺加到一定程度后就很难再起作用,如再超量掺加使其经济性及安全性难以得到保障。


如何将富余的水泥节省下来的同时又能保障商品混凝土的和易性能及强度,对商品混凝土企业具有十分重要的现实意义。



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原材料与试验方法


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原材料


1.1水泥:实验室按一定配比自己磨制的P·042.5级普通硅酸盐水泥。


水泥助磨剂采用广州九州体育-中国有限公司官网新材料股份有限公司产品,配制水泥用熟料、石膏、石灰石、粉煤灰均采用广州某水泥有限公司产品。


1.2粉煤灰:选用新会双水电厂Ⅱ级粉煤灰,细度45um筛余为15.8%,需水量比为104%,烧失量为5.73%,7d活性指数为58%,28d活性指数为78%。


1.3矿渣粉:选用韶钢嘉羊S95矿渣粉,7d活性指数为75%,28d活性指数为98%。


1.4细骨料:选用西江Ⅱ区中砂,细度模数为2.8,含泥量为1.2%,表观密度2635kg/m³,堆积密度1420kg/m³。


1.5粗骨料:选用颗粒良好的花岗岩碎石,粒径为5~25mm,表观密度为2720kg/m³,堆积密度1460kg/m³,含泥量0.8%,针片状颗粒含量7%。


1.6减水剂:聚羧酸高效减水剂(液体,固含量15%)。


1.7 BTL混凝土强效剂:淡黄色液体。掺量为混凝土胶凝材料总量的0.6%。



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试验方法


2.1按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行混凝土和易性、工作性能的试验。


2.2按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行混凝土抗压强度试验。


2.3按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行混凝土碳化实验、抗水渗透实验、抗氯离子渗透实验。



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混凝土强效剂对混凝土长期耐久性的影响分析


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强效剂对混凝土工作性能和力学性能的影响


添加强效剂后的受检混凝土的工作性能、保水性能、粘聚性等,较基准混凝土均有改善。


在基准混凝土配合比不变的情况下,直接添加强效剂,对混凝土工作性能改善特别明显,且明显的改善了混凝土的稠度、粘聚性、泵送性等性能。


在基准配合比基础上,降低约10%水泥用量时,添加强效剂,混凝土的工作性能比基准略有改善。


在基准混凝土配合比不变情况下,直接添加混凝土强效剂,其混凝土不同龄期抗压强度均比基准混凝土的高,28d龄期下,比基准混凝土强度高出5MPa,相当于提升了混凝土一个强度等级。


在基准配合比基础上,降低约10%水泥用量时,添加强效剂后,由于降低了较多的水泥用量,因此混凝土早期强度较基准混凝土略低1~2MPa,但是后期混凝土强度增长幅度较大,在龄期为28d时,其强度增长已经超过基准混凝土2MPa左右。


强效剂能够提高混凝土强度和改善混凝土和易性,主要是其作用机理,增强了水泥的分散性,防止水泥颗粒团聚,增大了水泥颗粒与水的接触面积,水化更完全,生成的水化产物更密实,进一步提高了混凝土的强度。



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强效剂对混凝土抗渗透性能的影响


2.1实验表明,在基准配合比基础上,降低约10%水泥用量时,添加强效剂后,混凝土抗渗等级和基准混凝土相同,但是渗水高度比基准混凝土低15mm左右;


同时,混凝土的电通量比基准混凝土的小,说明添加强效剂后,混凝土的抗氯离子侵蚀性能得到了提高。


2.2在基准混凝土配合比不变情况下,直接添加强效剂,混凝土抗渗等级提高一个等级,渗水高度由基准的106mm减低至59mm;


较基准相比,混凝土电通量由原来的2597C降低到1925C,混凝土的抗氯离子渗透等级提高了一个等级。



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强效剂对混凝土碳化性能影响


混凝土经过试验,添加混凝土强效剂后,受检混凝土的碳化深度均比基准混凝土的小,说明添加混凝土强效剂后,水泥水化程度提高,水化产物更密实,减少了混凝土内部与外部联通的空隙,阻断了空气中二氧化碳、二氧化硫等酸性气体的渗入,大大提高了混凝土抗碳化能力。



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强效剂对混凝土抗冻性能影响


4.1在基准混凝土配比下,直接添加强效剂后,混凝土质量损失率比基准混凝土质量损失率降低了30%左右,相对动弹性模量提高了5%左右;


4.2在基准配合比基础上,降低约10%水泥用量时,添加强效剂后,混凝土质量损失率比基准混凝土小,相对动弹性模量略有提高。


说明添加混凝土强效剂后,混凝土内部的空隙得到了均化,形成了无数微小的密闭空隙,空隙之间相互独立,同时阻断了较大孔隙之间的联通通路。


混凝土在冻融循环时,热胀冷缩时,这些微小的密闭气孔,起到了温度应力分散缓冲作用,防止混凝土结构破坏。


同时由于密闭气孔阻断混凝土内部孔隙与外部的联通,阻止了水的渗透,由于水结冰时体积膨胀,产生的膨胀压应力很容易将混凝土结构胀坏。


因此添加混凝土强效剂后,混凝土的抗冻性能得到了大大的提高。



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强效剂对混凝土自收缩性能影响


混凝土自收缩率是反映混凝土抗裂性能的主要指标之一,自收缩率越大说明混凝土在干缩过程中,产生的干缩应力越大,混凝土越容易开裂。


通过混凝土60d干缩试验,添加强效剂的混凝土自收缩率比基准混凝土的降低10%左右。


原因之一是添加强效剂后,单方混凝土中水泥用量降低了10%~15%,由于水泥水化硬化过程,体积变小,所以水泥用量越大时,混凝土自收缩越大,越容易造成开裂。


原因二,添加强效剂后,由于强效剂的强分散能力,使得水泥颗粒分散更均匀,水泥水化程度提高,水化产物更密实,阻碍了混凝土自身收缩。


因此添加混凝土强效剂后,可以提高混凝土的抗开裂性能。



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关于混凝土强效剂影响的结论


1、添加混凝土强效剂,在减少水泥10%~15%的情况下,满足混凝土强度要求,进一步改善混凝土和易性,抗渗透、抗氯离子侵蚀、抗冻性、抗碳化等性能均得到进一步提高,从而提高了混凝土耐久性能。


2、在基础配合比不变的情况下,添加混凝土强效剂,同基准混凝土相比:


28d抗压强度提高一个等级、抗渗等级由P6提高至P8、渗水高度由106mm降至59mm、电通量由2597C符合Q-Ⅱ级降低至1925C符合Q-Ⅲ级要求、碳化深度由15mm降至11.9mm。


经过200次冻融循环后,混凝土质量损失率比基准混凝土质量损失率降低了30%左右,相对动弹性模量提高了5%左右。


龄期为60d混凝土试块收缩率由275×10-6减小到225×10-6。


3、维持基准混凝土配合比不变和在基准配合比基础上降低10%~15%水泥用量,调整配合比两种方式下,添加混凝土强效剂,混凝土的工作性能均得到改善,力学性能和耐久性均得到了改善。


混凝土强效剂技术在商品混凝土中运用,将给商品混凝土企业带来可观的经济效益,并对混凝土的性能产生影响。


同时,强效剂技术在商品混凝土中地运用,主要减少水泥用量,减少了因生产水泥过程中所产生的能源消耗和环境污染,具有明显的社会效益。


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