高性能植生型生态混凝土外加剂的开发与研究

【摘要】随着我国建筑行业的不断发展，许多建筑工程单位在进行建筑施工的时候，对于建筑质量的把控要求也越来越高，为了切实的提高混凝土的性能，外加剂的掺加是必不可少的。具有再生性能的生态混凝土的出现立刻在全行业内引起了一阵生态热潮。高性能生态混凝土外加剂就是从那时被广泛提出来，通过不断的调查研究，有关研究人员对于高性能植生型生态混凝土外加剂做出了详细研究，并研发了ZS-3外加剂，本文将针对其开发研究过程做出详细探讨。

【关键词】生态混凝土；高性能植生型；开发研究

ZS-3外加剂在进行实际应用的时候，在保护周边的生态环境方面，相对于其他混凝土外加剂来说，是比较有利的，它可以在一定条件下促进周边植物的生长，对于某些难以被处理的废弃物来说，利用掺有ZS-3外加剂的混凝土来对此进行填充装配，可以有效的对废弃物进行一定的堆积处理，废弃物当中的有害物质并不会渗透掺加有ZS-3外加剂的混凝土，在一定条件下，实现了自然资源的节约。从总体上来看，这种高性能植生型生态混凝土外加剂的出现，是十分符合我国现有的可持续发展战略要求的，所以，它的前景是非常好的，下面是其开发研究过程的论述。

1、ZS-3外加剂中原材料选取以及复配实验说明

1.1 ZS-3外加剂原材料的初步选取

在进行ZS-3外加剂选取的时候，原材料主要有P·O42.5级的水泥（该水泥的主要性能指标如下表一所示），中砂（细度模数MX2.3～2.6）、地方的自来水，以及各种各样的其他外加剂和其性能指标。

1.2 ZS-3外加剂复配实验

在进行实验的时候，主要应用了三种实验仪器，分别是PHS-3C型的具有高精密度的pH计，在XL30-ESEM环境中进行电镜测试工作的电子显微镜，可以进行XRD测试的粉末X-射线衍射仪。由于再生混凝土自有其独特性质，并且，为了满足高性能生态混凝土的实际需要，经过大量的实验研究，我们最终利用十二烷基苯硫酸钠，聚羧酸高效减水剂，硫酸铁，亚硝酸钠来进行ZS-3外加剂的复配实验。在进行ZS-3外加剂添加比例确认的时候，主要是应用2%的外加剂添加比例，而在生产混凝土时，水灰比按照计算公式W/C=W+ZS-3来进行实际确认，本实验最终得出的水灰比为0.27，在进行实际实验的时候，选取的是正交实验设计原则，以不同添加剂当中的浓度水平作为变量，使得最后呈现的效果有所不同，表二为实际实验时正交数据模型。

随着实验过程的不断进行，我们发现随着时间的延长，混凝土的强度和pH值不断变化的，强度随着时间的延长不断提高，pH值随着时间的延长总体上呈偏酸性趋势。在最终呈现的实验结果面前，我们要选取强度最高，pH值最低的组分作为外加剂的添加成分比例（第八组）。最终得出高性能植生型生态混凝土外加剂（ZS-3外加剂）的配比比例为：0.02%的十二烷基苯硫酸钠，15.5%的聚羧酸高效减水剂，0.025%的硫酸铁，3.0%的亚硝酸钠[1]。

2、ZS-3外加剂对混凝土性能的改变

通过相关实验已经取得了高性能植生型生态混凝土外加剂的配比成分和比例，接下来就是有关ZS-3外加剂性能的研究以及它对混凝土性能的改变。

在进行前者的研究时，主要利用宏观研究和微观研究。进行微观研究的时候，需要通过上文提到过的电镜进行实验，以及XRD实验的应用。最终得出，在ZS-3外加剂当中，亚硝酸钠可以作为早强剂，使得混凝土在水化一天之后就能够形成致密的水化结构，使得生态混凝土早期强度高，并且其中的十二烷基苯硫酸的成分能够使其中的水化结构分散，在一定程度上提高了混凝土的抗冻性能，最终的结果就是使得混凝土具有较高的耐久性和稳定性[2]。

而在探讨高性能植生型生态混凝土外加剂对混凝土性能的影响时，需要对混凝土性能当中的减水率、pH值，水泥净浆流动度等等都作为参考因素，利用实际外加剂对混凝土所呈现出来的性能指标进行一定研究，结果表明外加剂可使生态混凝土当中的水泥水化，在水灰比不变的情况下，能够提高水泥的流动性，增加混凝土的强度，在一定范围内能影响pH值，使它逐渐趋向于成弱酸性，这种情况下有利于周围以及表面植物的生长。

3、ZS-3外加剂在混凝土当中的最佳掺量确定

在进行最佳掺量选取的时候，也是和进行外加剂配比选择的时候利用相同的方法，在正交设计选择之下，在预实验当中，选出一定的掺量范围，然后再设置多个组分，以水泥浆的流动度，混凝土的强度，混凝土当中水泥水化之后溶液的pH值作为参数指标，再以一定的配合比和天数作为硬件条件，最终可以确定，当高性能植生型生态混凝土外加剂（ZS-3外加剂）的实际掺量为2%时，混凝土性能的提高地最明显，所以2%就是此外加剂的最佳掺量[3]。

总结：

本文通过对高性能植生型生态混凝土外加劑（ZS-3）的配比成分、比例出发，在确定好具体参数之后，研究外加剂的成分，对于混凝土性能的影响，最终根据相关实验，确定了此外加剂的最佳掺量为2%。总而言之，高性能植生型生态混凝土外加剂是一种前景非常良好的混凝土外加剂。

参考文献：

[1]高婷，尹健，桑正辉，等.绿色生态混凝土研究进展[J].商丘师范学院学报，2017，33（03）：46-50.

[2]沈宇，刘荣桂，谢吉民，等.高性能生态混凝土外加剂的复配试验研究[J].混凝土，2013（08）：133-136.

[3] 徐荣进，刘荣桂，薛冬杰，等.煤矸石植生生态混凝土的制备和性能研究[J].混凝土与水泥制品，2013（05）：81-84.

作者简介：

孙兵（1981.8-），女，汉，湖北武汉人，武汉科技大学城市学院讲师，硕士，研究方向：岩土工程。