混凝土高效增强剂成份分析

近几年，随着我国房地产业的蓬勃发展，预拌混凝土也得到了很大的发展空间，各地的混凝土搅拌站数量日益增加，这也加大了预拌混凝土生产企业的市场竞争，比质量、比价格已逐渐成为业内的共识。国内外研究资料表明，在常规的环境下，混凝土中约有20%～30%的水泥是不能正常发挥功效的，这部分只能起到填充料作用的水泥，是混凝土应用中最大的成本浪费。
　　LJ混凝土增强剂是一种新型的混凝土外加剂，它的反应性能极强，掺入混凝土中能够充分分布至混凝土骨料及水泥浆体的界面区域，充分激发SiO2和AL2O3与水泥水化生成的Ca（OH）2发生多次水化，产生CSH凝胶体，使CSH凝胶体比普通混凝土多出数倍，从而大大提高了混凝土的强度、耐久性等性能。在保证混凝土综合性能的情况下，掺量为胶凝材料的0.6%～1.0%，与基准混凝土比对，可减少水泥用量12%～20%。
　　本文主要是笔者根据LJ混凝土增强剂在浙江湖州建工集团商品混凝土搅拌站使用过程中遇到的工程技术理由进行研究分析，如减水剂适宜掺量多少、配合比应如何调整等。以此获得强度较高、耐久性良好且经济性好的高性能预拌混凝土，提高企业的生产质量和经济效益。
　　1.试验原材料与测试策略
　　1.1原材料
　　本次研究所用的水泥、粉煤灰、砂、碎石和减水剂，均取自浙江湖州建工集团商品混凝土搅拌站。
　　（1）水泥：采用南方水泥有限公司生产的南方牌P·O42.5水泥，其物理性能和化学成分见表1。
　　表1 水泥主要物理性能指标和化学成分
　　物 理 性 能化 学 成 分
　　R80筛余（%）3.60成 分含量（%）
　　比表面积（m2/kg）356SiO221.8
　　密度（g/cm3）3.13Al2O35.12
　　初凝（min）208Fe2O33.80
　　终凝（min）250CaO63.5
　　抗压强度3d26.7MgO2.86
　　28d49.8SO32.20
　　（2）粉煤灰：采用湖州长兴电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，主要性能指标见表2
　　表2 粉煤灰的化学成分与物理性能
　　SiO2
　　（%）Al2O3
　　（%）Fe2O3
　　（%）CaO
　　（%）MgO
　　（%）SO3
　　（%）细度
　　（%）烧失量
　　（%）密度
　　（g/cm3）比表面积
　　（m2/kg）
　　53.924.68.64.21.00.3221.82.31498
　　（3）砂：采用长江砂，细度模数2.8，含泥量0.2%，表现密度2630kg/m3。
　　（4）碎石：采用粒形良好的花岗岩碎石，5～25mm连续级配，表观密度2700kg/m3，堆积密度1550kg/m3。
　　（5）减水剂：采用大东吴萘系高效缓凝减水剂（TA202），液体无沉淀。
　　（6）LJ混凝土增强剂：浙江湖州绿色建材开发有限公司研发和生产，淡红色液体。
　　1.2基准混凝土配合比采用浙江湖州某一混凝土搅拌站C30、C40泵送混凝土生产配合比，如表3所示。
　　表3 C30 、C40基准混凝土
　　等级胶凝材料总量（kg/m3）配合比（kg/m3）减水剂掺量（%）砂率（%）表观密度（kg/m3）
　　水泥粉煤灰砂石水减水剂
　　C304003326870610492007.21.840.02360
　　C404653986766010422008.41.838.52370
　　1.3测试策略
　　按照GB/T8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验策略》进行水泥（复合）净浆流动度试验，按照85：15的比例分别称取水泥、粉煤灰，合计300g。
　　按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验策略标准》进行和易性、工作性能试验，按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验策略标准》进行抗压强度试验。
　　按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验策略标准》采用逐级加压法，通过逐级施加水压力来测定，以抗渗等级来表示硬化后混凝土的抗水渗透性能；使用混凝土碳化试验箱，通过充入二氧化碳，以28d碳化深度来表示混凝土抗碳化能力。
　　2.使用LJ混凝土增强剂优化混凝土配合比
　　2.1减水剂TA202最佳掺量分析
　　减水剂的掺量是减水剂应用中的重要理由。超过一定掺量后，混凝土改性效果不再增加，还会使混凝土产生泌水、离析现象。只有在一个狭小的掺量范围内减水剂量增加，混凝土拌和物的流动性才有显著提高，即高效减水剂的掺量存在一个最佳值。从流变学的观点讲，最佳掺量的物理作用是使水泥颗粒完全分散的最小掺量，超过这一掺量，不但不会
　　带来流变性能的进一步改善，反而会增大水与固体颗粒的离析、泌水倾向，从而丧失稳定性。因此，最佳掺量可以理解为：使混凝土拌和物获得最佳工作性能时的掺量。
　　根据目前预拌混凝土搅拌站普遍使用的材料来看，进行水泥净浆流动度测定，能更有效地分析减水剂对水泥颗粒分散作用的影响。减水剂TA202最佳掺量，经试验，如图1所示，掺入2.0%时达到饱和点，最佳掺量为2.0%。
　　2.2LJ混凝土增强剂与减水剂双掺优化混凝土配合比
　　根据减水剂最佳掺量试验结果，在水胶比不变的情况下，适当调整减水剂掺量，混凝土配合比设计如表4
　　表4 混凝土配合比设计试验
　　试验号序等级水胶比水泥粉煤灰砂石水减水剂LJ减水剂掺量（%）增强剂
　　掺量（%）砂率（%）
　　1基准C300.503326870610492007.20/1.8/40.0
　　2比对C300.503206073310561907.60/2.0/41.0
　　3比对C300.502926876410561805.402.161.50.642.0
　　4基准C400.433986766010422008.40/1.8/38.5
　　5比对C400.433886568810341959.06/2.0/40.0
　　6比对C400.433506772710471796.672.501.60.641.0