江苏名和集团祥和建材有限公司 江苏淮安 223300
摘要:本文主要讲述了混凝土增效剂CTF的作用机理和通过一些实验证明混凝土增效剂的实际价值所在,在合理掺量范围内,使用中可改善和易性和耐久性,后期可增强混凝土力学性能,抗渗性能,也根据不同标号证明了混凝土增效剂的意义。
关键词:混凝土增效剂 和易性 抗压强度
引言
混凝土是如今建筑行业的主要材料,随着社会经济的快速发展,混凝土在近几十年也得到很大的改善,一直在根据建筑市场的需要不断地完善、发倔新的材料,例如减水剂,抗渗剂,早强剂,缓凝剂,抗裂纤维,这些材料早已经成熟的应用于混凝土领域,近几年,全国有的省或者市也都慢慢开始使用混凝土增强剂,我的城市也才接触两三年,通过自己使用的经验和调研一些兄弟单位的试验结果,对混凝土增效剂的价值得以肯定。首先讲述的是混凝土增效剂的作用机理,水泥在混凝土中参与水化时并不是百分百的水化并发挥作用,而混凝土增效剂能够使水泥浆体分散均匀,促使水泥更加充分的水化,这就使得原材料能够物尽其用,其次就是能够改善和易性的作用,目前市场已经基本没有天然砂,普遍是机制砂和工业废料代替天然砂,也是绿色建筑的表现,当然非天然砂肯定没有天然砂配出来的混凝土的很多性能,尤其和易性较差,因为非天然砂细度普遍较粗,很多时候不在级配区间,配制的混凝土不容易把控,极其容易离析,泌水严重,甚至堵泵,造成混凝土供应不顺畅和一些可能性的质量问题,这时候的增效剂刚好可以解决此问题,具有增稠的作用,很好的改善和易性。当然作为新型材料,当然要经过很多试验去证明它的价值,下面即是列举出具有代表性的试验数据表格。首先进行混凝土增效剂掺量的确定,其中至少70%以上的预拌混凝土强度等级为 C25~C40,现在通过C30标号为代表不掺和不同掺量配比的对比,包括坍落度,扩展度,3d.28d.60d的抗压强度。
试验
水泥采用华新P.042.5水泥
比表面积352, 初凝216min,终凝286min,安定性:合格
抗折3d 5.8 28d 8.3 抗压 3d 31.4 28d 52.0
华新P.052.5水泥
比表面积404, 初凝205min,终凝266min,安定性:合格
抗折3d 6.5 28d 9.0 抗压 3d 35.8 28d 57.4
粉煤灰:Ⅱ级灰 国家能源集团宿迁发电有限公司
细度22.7 烧失量1.5 需水比102.2
矿粉 S95级 淮安沂州新型建材有限公司
比表面积421 活性指数7d 77% 28d 98%
减水剂 聚羧酸高效减水剂-缓凝型
减水率22% 固含量10.26% 含气量 3.2 PH值6.1 氯离子含量0.03% 1h坍损10mm
砂 机制砂
细度3.6 表观密度2540kg/ m³ 堆积密度1400m³
石子 5-25mm
压碎值10.2 表观密度2670kg/m³m³
混凝土增效剂是“宿迁市砼悦新型建材有限公司”提供,产品为TL2850型混凝土增效剂
减胶率:10% 减水率:3% 含气量增加值:0.5% 初凝和终凝各增加80分钟左右 抗压强度比7d:90% 28d:108%
混凝土配合比
水泥 | 粉煤灰 | 矿粉 | 减水剂 | 水 | 砂 | 石子 | CTF | ||||||||||
230 | 60 | 70 | 7.2 | 165 | 780 | 1040 | 0 | ||||||||||
230 | 60 | 70 | 7.2 | 165 | 780 | 1040 | 0.2% | ||||||||||
230 | 60 | 70 | 7.2 | 165 | 780 | 1040 | 0.4% | ||||||||||
230 | 60 | 70 | 7.2 | 165 | 780 | 1040 | 0.6% | ||||||||||
230 | 60 | 70 | 7.2 | 165 | 780 | 1040 | 0.8% | ||||||||||
230 | 60 | 70 | 7.2 | 165 | 780 | 1040 | 1.0% | ||||||||||
230 | 60 | 70 | 7.2 | 165 | 780 | 1040 | 1.2% | ||||||||||
混凝土工作性能和力学性能及碳化深度 | |||||||||||||||||
编号 | 坍落度mm | 出厂和易性 | 抗压强度(夏季同条件养护) | 碳化深度 | |||||||||||||
3d | 7d | 28d | 60d | 28d | 60d | 90d | |||||||||||
C30 | 160 | 有跑浆和泌水及抓底现象 | 18.6 | 25.5 | 36.8 | 38.5 | 1.0 | 2.8 | 3.8 | ||||||||
C30-1 | 165 | 有跑浆和泌水,抓底现象改善 | 18.9 | 26.5 | 37.6 | 39.6 | 1.0 | 2.8 | 3.7 | ||||||||
C30-2 | 175 | 轻微跑浆,轻微无泌水,无抓底现象 | 19.1 | 27.0 | 37.8 | 39.9 | 0.8 | 2.6 | 3.5 | ||||||||
C30-3 | 178 | 无跑浆,无泌水,无抓底现象 | 19.5 | 27.5 | 39.0 | 40.0 | 0.5 | 2.4 | 3.3 | ||||||||
C30-4 | 190 | 无跑浆和泌水无抓底现象 | 19.8 | 28.5 | 41.8 | 42.2 | 0.5 | 2.2 | 3.0 | ||||||||
C30-5 | 200 | 无跑浆和泌水无抓底现象 | 19.9 | 28.8 | 40.6 | 41.3 | 0.4 | 2.0 | 2.7 | ||||||||
C30-6 | 210 | 无跑浆和泌水无抓底现象 | 19.8 | 28.6 | 41.6 | 42.2 | 0.4 | 1.9 | 2.6 | ||||||||
从混凝土工作性能来看,掺混凝土增效剂有着明显改善和易性的作用,原本机制砂细度模较高,颗粒级配和形态也差,容易造成混凝土包裹性差,浆体流出,掺配混凝土增效剂可以起到增稠的作用,很好改善和易性,掺量增加坍落度一直随着增大,有着跟减水剂一个特性。
从力学性能上来看,3d,7d,28d,60d最大分别增加1.3Mpa、3.3Mpa、5.0Mpa、3.7Mpa,从数据来看,当掺量0.8%之前,有明显增幅,当超过0.8%之后,增幅变小。
混凝土增效剂还能很好地改善其碳化深度,提高其耐久性,掺量高越耐抗碳化,但从数据来看1.0%以后数据变化极小。
从混凝土工作性能和力学性能综合起来看,最佳掺量在0.8%,超过此掺量坍落度太大,强度涨幅小,碳化深度基本稳定,还会造成成本的浪费。
从混凝土增效剂的作用机理来看,有分散水泥,促进充分水化的作用,那么就可以将之前未参加反应的水泥减少,这可以实现减小成本的意义,通过大量试配和厂家所给产品参数指标以及通过市场调查,减胶率为10%左右,但并不是每个标号都可实现这个价值,根据国家与行业相关技术规范,如《地下工程防水技术规 范》(GB50108)和《建筑工程冬季施工规程》(JGJ104) 所规定的钢筋混凝土结构用混凝土的最低水泥用量(主要考虑临界强度和密实性要求),C15-C40标号,如果按照10%减胶率来设计配比,水泥用量将不符合规范或者处于临界点,配比设计的安全富余量也将下降很多,不利于结构的耐久性。而对于高强标号C45-C60,胶凝总量多,安全富余量充足,可以考虑实现减胶率,高强标号水泥用量多,水化热高,太过黏稠,也是增强剂可以改善的地方,下面是对C45-C60高强标号不掺和掺增效剂试配的表格(选取大量试配中具有代表性的数据):
高强标号掺和不掺混凝土增效剂对比 | |||||||||
编号 | 水泥减少率% | 混凝土内部温度(在施工现场小推车里测量) | 和易性 | 坍落度mm | 扩展度mm | 抗压强度Mpa(夏季同条件养护) | |||
3d | 7d | 28d | 60d | ||||||
C45 | 0 | 42 | 比较黏稠,有轻微跑浆和泌水现象,泵送速度一般 | 210 | 390 | 34.5 | 42.1 | 47.8 | 52.5 |
C45-1 | 10 | 36 | 比较松软,无跑浆和泌水现象,泵送速度提升 | 225 | 420 | 32.9 | 40.8 | 50.5 | 56.4 |
C50 | 0 | 45 | 较黏稠,有跑浆现象,泵送速度较慢 | 230 | 480 | 38.5 | 45.3 | 52.1 | 60.2 |
C50-1 | 10 | 38 | 比较松软,不跑浆,包裹性很好,泵送速度一般 | 230 | 520 | 36.2 | 43.9 | 55.6 | 65.5 |
C60 | 0 | 48 | 特别黏稠,泵送速度较慢 | 230 | 540 | 42.5 | 45.8 | 63.3 | 66.2 |
C60-1 | 10 | 40 | 比较松软,包裹性很好,泵送速度一般 | 240 | 580 | 40.5 | 44.8 | 65.6 | 68.5 |
表中数据表明,掺入增效剂的混凝土明显改善了工作性能,利于混凝土的供应和甲方的施工,可以较快的浇筑完成,混凝土成型后的外观质量也为美观,裂缝程度也得到了很好的控制,其次就是可以为高强标号混凝土实现减胶率,按照设计配合比可减少每方30-40kg水泥,表现出了很好的经济意义,从长远考虑,也相应了国家绿色发展的政策。
结论
从以上试验可以看出混土增效剂是一种值得推广和使用的新型建筑材料,当混泥土标号为C15-C40时,它的意义可以取代一部分减水剂,略降低水灰比,提高强度,对碳化深度也有很好的帮助,当遇到级配特别差的材料,可以通过它的增稠效果很好改善和易性,实现混凝土供应的通畅。在C45-C60高强标号混凝土中掺入增效剂时,不仅可以很好的改善和易性,还可以在不改变质量的前提下降低混凝土成本,达到节能降耗的功效,因此混凝土增效剂CTF是一种值得推广的新型建筑材料。
参考文献
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阎培渝 李玉琳 混凝土增效剂的作用机理与效果探讨 混凝土世界 2014.09.(63)40-41
杨 阳 冯庆革 朱惠英 卢凌寰 杨宏斌 CTF混凝土增效剂在高强混凝土中的试验研究 混凝土实用技术 2016.(02) 134-144
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作者简介:郭海涛(1991.10-),男,籍贯:江苏省淮安市,汉,本科,助理工程师,研究方向:关于改善混凝土的新型材料。