复合外加剂对自密实混凝土性能的影响研究

2020-02-25张小娟

建材与装饰 2020年18期

张小娟

（遵义黔通达检测试验有限责任公司，贵州遵义 563000）

0 引言

在工程项目建设中，混凝土是十分重要的原材料。现如今，混凝土技术逐渐发展，并逐渐涌现出很多类型，其中，自密实混凝土施工性能优越，应用范围广泛。自密实混凝土胶凝材料的种类和用量比较大，与常规混凝土材料相比对于复合外加剂的要求也比较高。因此，亟需对复合外加剂对自密实混凝土性能的影响进行深入研究。

1 自密实混凝土常用复合外加剂

1.1 减水剂

1.1.1 水泥粒子对减水剂的吸附作用以及减水剂对水泥的分散作用

对于水泥原料，在加水拌合后即可形成泥浆，即絮凝状结构。在水泥水化初期，水泥主要矿物可带不同电荷相互吸引，进而逐渐形成絮状水泥水化产物。水泥絮凝状结构中含有大量水，当浆体水泥颗粒吸附减水剂分子后，在水泥颗粒表面即可形成扩散双电层，即分子团，分子团的憎水端可吸附在水泥颗粒表面，而分子团的亲水端则靠近水溶液，水泥颗粒分散度比较高，能够有效释放出絮凝状结构中的水。表面活性剂具有定向吸附作用，在水泥颗粒表面，在朝外一侧含有大量的同种电荷，而同种电荷之间具有互斥作用，这样就会造成水泥浆体悬浮状态稳定性降低。

1.1.2 水泥颗粒表面润滑作用

在减水剂中，其极性亲水端靠近水溶液，其能够与水分子相结合，使得水泥颗粒表面可形成水膜，可有效避免水泥中颗粒之间相互接触，进而达到良好的润滑效果。另外，水泥浆中含有大量的微小气泡，其能够被减水剂分子包裹，在气泡之间以及气泡与水泥颗粒之间，在同电性互斥的影响下，类似于在水泥颗粒中加入了很多微珠。

1.1.3 减水剂与水泥颗粒间的立体吸附层结构

在水泥浆液中，如果加入高效减水剂，则在水泥微粒表面，有机分子长链为吸附状态，其分子链结构形式多样，因此吸附态也具有多样化特征，其能够对混凝土坍落度产生较大影响。

1.2 膨胀剂

1.2.1 膨胀剂对新拌混凝土性能的影响

在混凝土中，通过加入膨胀剂，能够有效降低混凝土流动性。混凝土膨胀剂的需水量比较大，在相同水灰比基础上，通过将膨胀剂加入至混凝土材料中，能够有效降低混凝土材料流动性以及坍落度。

1.2.2 膨胀剂对硬化混凝土性能的影响

膨胀剂对于硬化混凝土性能的影响主要体现在混凝土结构强度以及耐久性两点：①对于混凝土强度的影响。在混凝土中加入膨胀剂，不会对混凝土强度造成不良影响。②对于混凝土耐久性的影响。随着自密实混凝土结构不断硬化，混凝土材料中的膨胀剂能够起到填充的作用，进而有效改善混凝土孔结构，提升混凝土结构密实性、抗渗性以及抗冻能力。

2 复合外加剂对自密实混凝土性能影响的试验准备

某工程施工中，采用机制砂自密实混凝土，在自密实混凝土拌合施工中，需要应用大量的胶凝材料，但是由于砂率比较高，并且水胶比偏低，因此，自密实混凝土收缩量比较大，容易造成结构裂缝问题。对此，为了有效提升自密实混凝土结构耐久性，要求在自密实混凝土原材料配合比设计方案的基础上，加入适宜的复合外加剂，进而提升自密实混凝土使用性能。

在本次试验中，水泥材料采用普通硅酸盐水泥，粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，水为自来水。另外，对于复合外加剂，选择聚羧酸系高性能减水剂以及膨胀剂两种。

在自密实混凝土性能检测中，要求对自密实混凝土初始坍落度、强度、含气量、扩展性等进行检测。

3 复合外加剂对自密实混凝土性能影响的试验结果及分析

3.1 高性能外加剂原理分析

在自密实混凝土拌合施工中，胶凝材料类型比较多，掺合料购买难度较大，容易造成混凝土粘稠、重量大等问题，对此，要求采用有效的降粘型聚羧酸系高性能减水剂。

在减水剂设计中，要求通过侧链进行优化设计，进而有效减小缩短分子侧链的长度，与普通减水剂相比，混凝土水膜厚度比较小，能够有效释放出自由水，同时氢键数量也比较少。在用水量相同的基础上，能够有效增加自密实混凝土自由水，进而有效降低混凝土粘度。

另外，山砂含粉量放热比较提前，在自密实混凝土配合比设计中，如果加入普通聚羧酸系减水剂，依然很难满足自密实混凝土性能要求。对此，在自密实混凝土拌合过程中，可加入一定量的缓凝型聚羧酸系高性能减水剂。

在对减水剂进行优化设计时，可利用侧链接枝酯类官能团，在混凝土碱性环境中，酯类官能团可释放出大量羧基，进而达到良好的缓释效果。该减水剂可作为混凝土材料表面活性剂，但是引气比较少，因此，还需利用专业的引气剂，通过对分子结构设计方案进行优化调整，不仅能够保证混凝土的保坍性能，同时还可促进减水剂分子引气性能的提升，进而缓解混凝土材料早期收缩。