多功能调节剂在商品混凝土中的应用研究

孟锐，沈进，孙淑芹，黎思幸

（1. 北京虎跃混凝土有限公司，北京 100076；2. 北京天润建设有限公司混凝土分公司，北京 102209 3. 北京东方新绿科技发展有限公司，北京 102200）

多功能调节剂在商品混凝土中的应用研究

孟锐1，沈进1，孙淑芹2，黎思幸3

（1. 北京虎跃混凝土有限公司，北京 100076；2. 北京天润建设有限公司混凝土分公司，北京 102209 3. 北京东方新绿科技发展有限公司，北京 102200）

商品混凝土的质量、成本受原材料供应的约束限制。本研究使用了一种新型的 BL-1 混凝土多功能调节剂，与聚羧酸减水剂共同使用，对水泥及砂含泥适应性好，能明显减少水泥用量，改善混凝土的工作性能，具有较好的经济性和实用性，值得推广应用。

BL-1 调节剂；混凝土性能；应用研究

0 前言

商品混凝土由于原材料质量波动以及减水剂的适应性差而频繁出现一些问题，如：聚羧酸减水剂对含泥量高的砂料有敏感性，或引起混凝土强度低[1]，混凝土坍落度损失大或泵损大而影响到施工工作等问题；混凝土中相当部分的水泥不能有效分散和水化不完全而造成浪费，在商品混凝土的日常应用中，上述问题始终困扰着技术质检部门，影响到客户体验，甚至影响到公司声誉、工程质量。需要有改进功能及增加适应性的产品来改善这种现象。我们通过充分的试验论证，选择使用了一种能综合实现解决上述问题的产品——BL-1 调节剂，该调节剂定位于增加对混凝土原材料的适应性，达到节约混凝土成本，提高混凝土强度的目的。

多功能调节剂产品从成分上主要包括增强型组分、改性聚羧酸类分散及保坍促进组分、小分子聚羧酸组分、泥土吸附及络合组分、浆体状态调节成分。增强型组分类似于 TIPA等，主要是能够与水泥熟料 C4AF 中的 Fe3+络合，促进水化，促进 Af t 生成和分散作用使水化凝胶结构致密，有利于后期强度的发展[2]，其他增强成分是通过与主成分进行复合而成，以节约水泥、提高混凝土强度为主要目的；改性聚羧酸类分散剂保坍促进组分是采用聚羧酸的合成手法，在其分子结构上引入了官能团，添加了有极性基团的短支链，对侧向长链有一定的补充和支撑作用，起到改善保坍效果，它与增强成分中的 TIPA 还能协同起到分散水泥颗粒的作用；小分子聚羧酸组分、泥土吸附及络合组分的开发主要就是应对当地材料中含泥量过高时对外加剂的适应性不佳的状况，调节对含泥量的适应性，改善坍落度损失抑制效果；因为多功能调节剂具有一定的功能组分，进而起到部分减水作用，为防止混凝土高效减水时出现的泌水、离析、抓底等现象，引入了水泥浆体状态调节成分。

目前，市场上出现的产品有混凝土增效剂、增稠剂、保坍剂、克泥剂等，但所述产品功能单一，类似于多功能调节剂综合作用的产品尚未见到。

1 混凝土试验

1.1 原材料

（1）水泥：P·O42.5 普通硅酸盐水泥和 P·Ⅱ42.5 硅酸盐水泥，密度均为 3.10g/cm3。

（2）矿渣：采用水淬高炉矿渣，粉磨后比表面积为350m2/kg，密度为 2.80g/cm3。

（3）粉煤灰：热电厂Ⅱ级粉煤灰，密度为 2.10g/cm3。

（4）骨料：粗骨料为 5～20mm 连续级配碎卵石，含泥量为 0.5%。细骨料为河砂，细度模数为 2.3，含泥量为5.2%。

（5）减水剂：聚羧酸高效减水剂，减水率 28%，固含量10%。

（6）BL-1 多功能调节剂：北京东方新绿科技发展有限公司生产。为透明液体，相对密度为 1.035g/cm3。

（7）水：北京城市自来水。

1.2 试验配合比

试验采用 C20、C30、C40、C50 混凝土强度等级作为基准混凝土配合比及掺用 BL-1 多功能调节剂之后的试验配合比，见表1。

表1 混凝土试验配合比

1.3 混凝土强度与成本对比

按照表1 混凝土配合比进行了混凝土拌合，并成型进行抗压强度试验。根据原材料成本进行了成本核算。

表2 混凝土抗压强度试验及成本计算

为了验证 BL-1 多功能调节剂对混凝土原材料的适应性，针对 C30 混凝土通过改换不同含泥量的河砂进行了混凝土拌合物坍落度及流动性比较试验，试验结果见表3。为了测试掺用调节剂的混凝土坍落度及扩展度效果，混凝土流动性初始值均根据拌合状况，通过微调减水剂量进行了调整。

2 混凝土试验结果及分析

2.1 混凝土性能及效果分析

试验各强度等级（C20、C30、C40、C50）掺用 BL-1 调节剂的混凝土与基准混凝土拌合物比较，表观可见混凝土的粘聚性得到改善，混凝土粘度略有降低、且不易出现泌水离析现象，呈现松软状态，可泵性好。

根据试验结果，掺用 BL-1 多功能调节剂后混凝土的和易性优良，能降低用水量约 10kg/m3左右。不同强度等级的混凝土在降低 15% 左右胶凝材料（降低水泥 15～25 kg/m3，矿粉5～15kg/m3）的基础上，各龄期的抗压强度仍有不同程度的提高，其中 28d 抗压强度均有所提高。下阶段可再研究微调调节剂掺量，水泥降低比例进一步增加的可能性。

表3 C30 混凝土的流动性及经时损失试验

根据表2 的材料成本核算，掺用调节剂后混凝土单方材料造价可节约 2.8～4.0元/m3。以混凝土年产量为 40 万立方来计，每年可为搅拌站节约成本约 140 万元左右，具有一定的经济效益。

试验结果还表明，细骨料含泥量对掺用多功能调节剂的混凝土的坍落度经时损失变化影响程度大为降低，砂的品质波动对混凝土施工的可操作性得到明显改善，从而使混凝土的质量控制难度降低，因此对原材质量波动较大的混凝土质量保证性提高，是解决适应地材的有效方法。

2.2 多功能调节剂作用分析

根据产品的性质和试验结果，综合得出多功能调节剂的主要作用有：（1）提高混凝土减水剂的减水率 5%～8%；（2）减少泌水、减少泵送摩阻，改善新拌混凝土性能和易性；（3）明显改善聚羧酸减水剂的抗泥适应性；（4）提高分散胶凝材料作用，激发水泥水化活性，节能水泥 10%～15% 的基础上保持或超过基准强度；（5）通过改善混凝土的颗粒分散程度和气泡结构变化，还可提高混凝土的抗冻融能力、混凝土密实性、混凝土抗渗性，改善混凝土耐久性。

BL-1 多功能调节剂能发挥综合调节作用，首先是其 TIPA的分散作用与保坍及分散促进成分的协同作用，能充分分散混凝土中水泥、掺合料颗粒及其聚集体，使减水剂不宜分散的胶材颗粒与水充分接触和分散。因为水泥与水接触后具有静电引力作用，相互吸引形成立体絮凝结构及颗粒聚集体，减水剂的作用就是分散这种絮凝结构，达到减少用水量和增加流动性的目的[3]，而调节剂的一部分作用就是分散所述的颗粒聚集体，增加这些颗粒与水的接触面积，从而提高水泥的水化程度。调节剂与减水剂协同发挥效用，提高减水率，使混凝土中细颗粒得到充分分散，使水泥颗粒与水的接触更充分，混凝土和易性也得到改善，进而提高水泥的水化程度和反应活性，混凝土的综合性能得到提高，达到节约水泥用量的目的。

BL-1 多功能调节剂的另一个作用，是其含有能改善混凝土原材料适应性的成分，从而有效提高混凝土的质量稳定性。近 20 年来，由于城市民建及交通等基建工程的迅速发展，大量优质天然砂石骨料已经消耗殆尽，高含泥、风化的河砂、山砂及高含粉的人工砂将大量应用于混凝土，由于聚羧酸等减水剂对砂石中泥粉的强烈吸附，给保证混凝土质量带来了新的技术难题。BL-1 调节剂中含有的小分子聚羧酸组分、泥土吸附及络合组分，对粘土类物质具有较好的吸附作用，一定程度上可改善泥土的吸附活性，抑制了泥土对减水剂的吸附，并有效通过络合作用，降低泥土中的金属离子对聚羟酸系减水剂的吸附作用，提高减水剂的性能。研究表明，BL-1 调节剂可以明显减少聚羧酸减水剂对泥的敏感性，对不同品质的砂石料适应性好。

3 结束语

掺用 BL-1 多功能调节剂之后，可使混凝土水泥颗粒更分散，更好地激发水泥的水化活性，在降低混凝土的胶凝材料用量、节约成本的同时，保持和提高混凝土的强度。混凝土可实现优良的粘聚性、可泵性好，新拌混凝土经过充分混合搅拌后，能充分发挥泵送剂的减水作用，明显改善混凝土的工作性能。BL-1 调节剂成分中具有泥土吸附组分和络合组分，掺用 BL-1 调节剂可减小混凝土对砂石含泥量的敏感性，尤其是使混凝土坍落度的经时损失降低。混凝土砂石料质量受资源和供应的约束，现状逼迫企业必须用技术创新的手段谋求改变，以达到低成本和提高质量的目标。BL-1 多功能调节剂是多种有效功能组分复合产品，正适合于应对当今商品混凝土经常发生的问题，是保证技术质量所需，能获得较好的经济和质量效果，值得推广应用。

[1] 孔凡敏，孙晓明，杨励刚，等．砂含泥量对掺聚羧酸高性能减水剂混凝土的技术经济指标影响[J]．混凝土，2011(2): 95-96．

[2] 王国栋，宋少民．增效剂对混凝土性能的影响研究 [J]．中国包装科技博览：混凝土技术，2012(9): 60-64．

[3] 王栋民，张力冉，张伟利，等．超塑化剂对新拌水泥浆体多级絮凝结构的影响[J]．建筑材料学报，2012(6)): 755-759．

［通讯地址］北京大兴区西红门镇（100076）

Application research of multifunctional regulator in ready-mixed concrete

Meng Rui1,shen Jin1, Sun Shuqin2, Li Sixing3
(1. Beijing Huyue Concrete Co., Ltd. Beijing 100076, China; 2. Beijing Tianrun Construction Co. Ltd. Concrete Branch. Beijing 102209, China; 3. Beijing Oriental Greenth Technology Development Co., Ltd. Beijing 102200,China)

The quality and cost of ready-mixed concrete be affected by the quality of raw material. A new kind of concrete admixture BL-1 regulator, used with Polycarboxylate water-reducing admixture, can improve the adaptability to cement and sand clay content, reduce the dosage of cement and the production cost, and obviously improve the performance of concrete, with good economy and practicality, which is worthy of popularization and application.

BL-1 regulator; concrete performance; application research

孟锐（1976—），男，北京，大学本科，工程师，高级经济师。