减胶剂在普通混凝土生产中的应用及性能研究

2020-11-30齐勇戴爱生惠玲

商品混凝土 2020年7期

齐勇，戴爱生＊，惠玲

（泰安中联混凝土有限公司，山东泰安 271000）

0 引言

随着我国经济建设的飞速发展及各类基建项目的快速推进，现代建筑对预拌混凝土的需求不断增大，尤其是随着以砂石为代表的原材料资源短缺，优质砂石资源越来越少，导致砂石市场供不应求，价格暴涨，质量劣化，混凝土企业生产成本越来越高。同时由于环保力度的加大，水泥、矿粉、粉煤灰胶凝材料的品质也发生了较大的变化，在这种现状下，混凝土的质量稳定性、生产成本及各项性能必然面临空前的困难及挑战。

混凝土减胶剂是在混凝土外加剂基础上研发的一种新型外加剂。JC/T 2469—2018《混凝土减胶剂》对混凝土减胶剂定义为：在水胶比基本不变条件下、混凝土的坍落度和 28d 抗压强度不降低情况下，能够有效减少胶凝材料用量的化学外加剂。本文结合我公司使用常规原材料及混凝土生产工艺，使用混凝土减胶剂和聚羧酸外加剂复掺技术生产普通预拌混凝土，围绕混凝土拌合物和易性、坍落度损失、泵送性、力学性和耐久性开展了系统的试验研究。

1 试验原材料

（1）水泥：选用泰安中联水泥有限公司 P·O42.5硅酸盐水泥，物理性能见表 1。

表 1 水泥的物理性能

（2）矿物掺合料：复合掺用粉煤灰、磨细矿渣粉矿物掺合料。粉煤灰由于珠形玻璃体的填充密集作用、微集料作用和滚珠作用，可改善混凝土和易性；矿粉因独特的化学组成及颗粒尺寸有潜在的水硬性和活性。二者复合掺用可大幅度提高混凝土后期强度、流动性能和耐久性。

选用肥城电厂 F 类 Ⅱ 级粉煤灰，细度 19.3%，烧失量 3.8%，含水量 0.5%，需水量比 99%，28d 活性指数 80%。

选用肥城滨胜矿粉，烧失量 0.8%，流动度比103%，7d 活性指数 82%，28d 活性指数 106%。

（3）粗骨料：粗骨料选用泰安中联水泥有限公司骨料线 5～25mm 石灰岩碎石，连续级配，含泥量0.5%，泥块含量 0.2%，针片状含量 3.7%。

（4）细骨料选用泰安中联水泥有限公司骨料线风选后机制砂和聊城阳谷的黄河面砂混合，搭配配制成Ⅱ区混合砂使用，细度模数为 3.1，MB 值 1.3，表观密度2680kg/m3。

（5）外加剂：选用日照易和外加剂公司生产的聚羧酸减水剂，掺量为胶凝材料总量的 2.4%，减水率为26.1%，泌水率比 48%，28 天抗压强度比 129%。

（6）减胶剂：选用基业长青牌 BTL-7.0 型混凝土减胶剂，减胶率 7.0%，掺量为胶凝材料重量 0.6%，其他性能参数符合 JC/T 2469—2018《混凝土减胶剂》标准要求。

（7）水：泰安市地下水。

2 试验方法和试验方案

2.1 试验方法

本文以 C30 和 C45 两个强度等级普通混凝土为例，通过对使用减胶剂前后混凝土拌合物的坍落度测试、和易性观察和抗压强度试验，研究混凝土减胶剂对混凝土拌合物和易性、坍落度、扩展度、坍落度损失、泵送性、抗压强度及工程实体质量验收的影响规律，试验过程参照 GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》、GB/T 50081—2019《普通混凝土抗压强度试验方法》、JGJ/T 23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》进行。

2.2 试验方案

根据减胶剂的使用方法，掺减胶剂的 C30 混凝土配合比方案可分为两种：

方案一：C30 胶材用量较基准减少 25kg/m3（减水泥 15kg/m3，减矿粉 10kg/m3），增加砂 10kg，增加石子 20kg，水减少 5kg。

方案二：C30 胶材用量较基准减少 20kg/m3（减水泥 20kg/m3，减矿粉 10kg/m3，增加粉煤灰 10kg/m3），增加石子 20kg，水减少 5kg。

掺减胶剂的 C45 混凝土配合比方案可分为两种：

方案三：C45 胶材用量较基准减少 35kg/m3（减水泥 20kg/m3，减矿粉 15kg/m3），增加砂 15kg，增加石子 25kg，水减少 5kg。

方案四：C45 胶材用量较基准减少 30kg/m3（减水泥 20kg/m3，减矿粉 10kg/m3），增加砂 10kg，石子20kg，为了水胶比不变，水减少 5kg。

详见表 2 所示。

3 试验结果分析

3.1 减胶剂对混凝土工作性能的影响

使用减胶剂的不同试验方案对 C30 和 C45 混凝土工作性能影响结果见表 3、图 1 所示。从表中可以看出，在不掺减胶剂时，C30 和 C45 混凝土工作性能一般，和易性一般、粘聚性稍大，表面包裹性良好，无泌水现象；加入减胶剂后混凝土坍落度、扩展度变大，坍落度经时损失变小，流动性变好，混凝土粘聚性、包裹性一般，稍有泌水现象，但混凝土的泵送性能良好，工作性能未受到影响。减胶剂对 C30 和 C45 两个等级的混凝土工作性能影响规律一致，只在胶材数量不同、砂率不同时状态略微发生变化：胶材较少时，坍落度、扩展度变化小，胶材用量较多时，混凝土坍落度、扩展度变化大；砂率升高时，混凝土粘聚性、包裹性稍好，当砂率降低，混凝土粘聚性、包裹性稍差。减胶剂在混凝土的掺量为胶凝材料总量 0.6%，减胶率不大于 7%。

使用减胶剂的不同试验方案对 C30 和 C45 混凝土坍落度和扩展度影响结果见图 1 所示。从图中可以看出，减胶剂对 C30 和 C45 坍落度、扩展度影响规律一致，使用减胶剂后混凝土坍落度、扩展度均增大，胶材总量减少幅度越大，坍落度变化越大。

3.2 减胶剂对混凝土抗压强度的影响

使用减胶剂的不同试验方案对 C30 和 C45 混凝土抗压强度（7d、28d、56d）的影响试验结果见表 4、图2 所示。从图 2 可以看出，减胶剂对 C30 和 C45 抗压强度影响规律一致，混凝土加入减胶剂，混凝土抗压强度均有不同程度提高，且加入减胶剂的混凝土强度与胶材总量的多少成正比，胶材总量多，混凝土强度增长值较大，胶材总量少时，混凝土强度增长值较小。减胶剂的掺加、胶材用量的减少不会对混凝土工程实体质量产生不利影响。