外加剂及其复合使用对蒸养混凝土制品强度的影响

李德亮 鹿振涛 曹继康

山东鲁碧建材有限公司

1 前言

在现代的建筑行业，混凝土已经成为不可或缺的一部分，如何进行混凝土高效、快捷、低成本的制造是大家关心的问题；但在另一方面，对于混凝土制品的强度要求，更是工程质量标准的硬性规定，只有混凝土制品的强度越高，建筑的稳定性和耐久度才能越好，越安全。对混凝土进行蒸养工艺的创造使混凝土制品在水泥水化、提高混凝土早期强度、加快生产制造和施工速度、缩短混凝体制品养护周期等方面都有极大地提升。在混凝土制造中，混凝土外加剂的使用越来越广泛，而常温养护混凝土更是必须使用外加剂，但是如何正确、适量的使用外加剂关系到最终的蒸养效果，正确适量使用外加剂可以提升蒸养强度，某些外加剂过量使用反而会降低强度，如引气剂。本文对在进行蒸养混凝土制品时复合使用外加剂进行研究，分析不同外加剂、不同用量对蒸养混凝土制品强度的影响，确定有良好效果的优化方案，现将研究过程和结果阐述如下。

2 原材料的选用

2.1 水泥原料

所用水泥原料为山西某公司生产的P·O 42.5级水泥。水泥的物理性能测试见表1。

表1 水泥物理性能测试表

2.2 砂石选择

所选用的砂为普通河砂，含泥量为3.1%，细度模数2.5；所选用的石子为普通碎石，含泥量1.1%，粒径为5.4mm～26.2mm。

2.3 外加剂选择

使用山东某公司生产的氨基磺酸盐高效减水剂、聚羧酸高效减水剂和萘系高效减水剂；使用的早强剂和膨胀剂为山西某公司生产，引气剂和缓凝剂为河南某公司生产。

3 试验方法和测试标准

3.1 试验方法

所使用原料制造混凝土的配比为水泥：砂：石=1：1.2：2.6；进行减水剂测试时混凝土中的水灰比为0.43；对混凝土进行添加早强剂、缓凝剂、引气剂、膨胀剂的测试时，混凝土中的水灰比为0.35。试验用混凝土制品为50mm×50mm×50mm 的正方体。蒸汽养护制度为在混凝土制品成型后进行2h～4h 的静置，静置结束后按3h 升温—80℃恒温蒸养—取出放置，待混凝土制品自然冷却至室温后，进行抗压强度的测定。

3.2 抗压强度测定标准

混凝土制品测定标准参照GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行。

4 试验结果情况

4.1 高效减水剂对蒸养混凝土强度的影响

在混凝土的水灰比为0.43 的情况下，使用不对剂量的高效减水剂对蒸养混凝土强度的影响也是不同的。以试验所用的剂量为观察对象，相同的水灰比的情况下，萘系高效减水剂添加的越多，对于蒸养混凝土制品强度的提升就越大；而氨基高效减水剂在0.5%剂量的添加下获得的效果最好，过量添加反而会导致蒸养混凝土制品的强度下降，在1.5%的剂量下蒸养混凝土制品变为原强度，继续过量使用的话还会起到反效果；聚羧酸高效减水剂按1%的剂量添加取得的效果最好，超过剂量则会使蒸养混凝土的强度不断降低。

4.2 早强剂、缓凝剂、引气剂和膨胀剂对蒸养混凝土制品强度的影响

在混凝土的水灰比为0.35 的情况下，使用不同剂量的早强剂、缓凝剂、引气剂、膨胀剂对蒸养混凝土制品强度的影响是不同的。以试验所使用的剂量为观察对象，在相同的水灰比情况下，早强剂、缓凝剂的使用量和蒸养混凝土制品的强度变化是成正比的，一定的剂量配比条件下，使用的早强剂、缓凝剂越多，蒸养混凝土制品的强度就越高；引气剂和膨胀剂在剂量配比至0.5%的情况下对蒸养混凝土制品的强度能够起到提升的作用，其中膨胀剂在1%配比的情况下也会有提升强度的作用，但效果相对减弱，在进行混凝土制品蒸养的过程中如果使用了过量的引气剂和膨胀剂，会降低混凝土制品的强度。

5 分析讨论

5.1 高效减水剂对蒸养混凝土制品强度的影响分析

通过试验发现，在此蒸养制度下，萘系高效减水剂的适应性更好，在较宽的掺量范围内对混凝土强度提升更大。经过研究发现，萘系高效减水剂多为低浓产品，成分中含有较多的硫酸钠，对混凝土经停后进行蒸养的初始结构强度起到增强的效果；而氨基高效减水剂和聚羧酸高效减水剂成分中含有大量的羟基（-OH0）或是醚键（-O-），过量添加时会在水泥颗粒表面吸附生成吸附膜，阻碍水泥粒子与水接触，不利于混凝土早期的强度发展。

5.2 早强剂对蒸养混凝土制品强度的影响分析

在进行蒸养混凝土制品的过程中，加入一定剂量的早强剂有助于提高混凝土制品的抗压强度。通常在进行混凝土制品的蒸养中，都希望通过加入早强剂使混凝土制品的强度得到提高，但过量的早强剂加入会导致混凝土制品蒸养中凝固速度过快，凝固程度不均匀，混凝土制品过脆，进而影响强度。

5.3 缓凝剂对蒸养混凝土制品强度的影响分析

一般在进行蒸养混凝土制品的过程中，很少会用到缓凝剂，缓凝剂的主要作用是减慢混凝土制品的凝固，运用不得当会导致混凝土制品假性凝结，极大地影响混凝土制品的强度。在试验中研究发现，如果只是使用一定剂量范围内的缓凝剂，不会导致混凝土制品的强度降低，反而可以起到提高强度的作用，所以在进行蒸养混凝土制品是对使用缓凝剂的剂量要把控好，达到合适的平衡点。

5.4 引气剂对蒸养混凝土制品强度的影响分析

要对混凝土制品进行蒸养，加入少量的引气剂可以达到提升混凝土制品强度的效果，引气剂的加入使混凝土内部产生少量的气泡，供应混凝土制品与空气进行交换作用，可以加快混凝土制品的自然凝结，提升混凝土制品的抗压强度[3]；但如果引气剂加入的量过多，就会引起明显的反效果，混凝土制品内部因引气剂产生大量的气泡，导致混凝土蒸养过程中，在发生硬化作用的初期气泡受热膨胀，混凝土制品开裂，或者是混凝土制品成型后，内部存在大量的气泡，混凝土制品内部结构破坏，抗压强度降低。

5.5 膨胀剂对蒸养混凝土制品强度的影响分析

在进行的试验中发现，使用0.5%配比剂量的膨胀剂对于蒸养混凝土制品的强度提升效果最好，继续进行添加使用会使混凝土制品强度效果发生下降，直至产生倒退作用。使用一定剂量的膨胀剂，可以在蒸养混凝土制品的过程中，混凝土发生膨胀作用，由于外部存在着一个约束力，膨胀作用在混凝土制品内部形成了一个压应力，增加混凝土制品的密实程度，从而提高混凝土制品的抗压强度；但是如果使用了的过量的膨胀剂，会使混凝土内部的膨胀作用扩大，在外部存在约束力的情况下，内部膨胀的力度不断扩大，压应力相互作用，导致混凝土内部开裂，影响混凝土制品的去强度。

6 优化方案

在混凝土的水灰比为0.35的情况下，使用常规的、符合标准的水泥和砂石等，可以选用萘系高效减水剂，相对于氨基高效减水剂和聚羧酸高效减水剂，能够起到更好地效果；缓凝剂和早强剂进行约2%的剂量添加，可以有效提高混凝土制品的抗压强度；引气剂在0%～0.5%的剂量，膨胀剂在0%～1%的剂量进行添加，可以提高混凝土制品的抗压强度。

7 结语

通过试验可以知道，外加剂及其复合使用对于提升蒸养混凝土制品的强度可以起到帮助，只要对外加剂的种类和使用剂量进行合理的把控，就能够达成目想要的效果。在现代社会的建筑过程中，越来越注重混凝土的强度，高强度混凝土也成为人们的必然需求和判断标准，我们要合理把控混凝土制造的环节，做好混凝土制品的蒸养，使混凝土制品的强度得到有效提高。