外加剂对不同水泥混凝土的适应性研究

关键词:外加剂;水泥混凝土;适应性;研究

中图分类号:TV42.4 文献标识码:A文章编号:1007－7596(2006)06－0024－02

　　大顶子山航电枢纽工程位于松花江干流哈尔滨下游46km处，北岸属于呼兰区，南岸属于宾县，是以航运、发电和改善哈尔滨市水环境为主，同时具有交通、水产养殖和旅游等综合利用功能的低水头航电枢纽工程，库容5.97 x 1护耐，初选装机容量60MW。为满足该工程船闸连接处等部位混凝土结构强度、耐久性及抗渗性等要求，大顶子山航电枢纽工程采用不同厂家生产的水泥品种及外加剂、骨料、优质粉煤灰进行混凝土配合比设计及性能试验，确定粉煤灰、外加剂掺量以改善混凝土的性能，从而优选出不同施工部位所需的混凝土施工配合比。

1 原材料

1.1 水泥品种

　　本次试验采用哈尔滨第二水泥厂生产的太阳岛牌42.5级普通硅酸盐和冀东水泥扶余有限公司生产的盾石牌42.5级普通硅酸盐水泥。其水泥的化学成份及物理力学性能检验结果见表1、表2。

1.2 粉煤灰

　　本次试验采用哈尔滨热电三厂生产的1级粉煤灰。技术指标详见表3，其品质满足《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》DUT5055－1996要求。

1.3 砂、石骨料

　　细骨料为当地的天然河砂，细度模数为2.42，技术指标(详见表4)满足《水工混凝土施工规范》(DUT5144－2001)控制指标要求。

　　粗骨料为当地人工碎石。经检验，除5mm－20mm骨料含泥量和针片状含量超标外，其它指标符合《水工混凝土施工规范》DUT5144 - 2001的规定。由于泥含量超标，试验前已对5mm一20mm骨料进行清洗，并将其含泥量控制在规定范围内。针对5mm一20mm骨料针片状含量超标这一情况，在进行混凝土配合比试验时，我们采用锷式破碎机对骨料进行了二次破碎，获得了满足规程要求的针片状骨料。

1.4 外加剂品种

　　沈阳东融新型建筑材料有限责任公司生产的GR－YQ-5(简称YQ - 5)引气高效减水剂;长春东勘新型建筑材料有限公司生产的SKY型引气高效减水剂。[Page]

2 配合比设计

　　混凝土配合比设计采用绝对体积法进行计算。根据以往的工程应用经验，通过对混凝土施工用水泥、粉煤灰、砂石骨料、混凝土外加剂等原材料进行优选，在满足工程规定的强度等级、抗渗、抗冻等耐久性的前提下，优选出满足施工和易性要求的经济合理的面板混凝土施工配合比，以降低混凝土工程造价，试验所用混凝土配合比见表6。

3 混凝土外加剂与水泥的适应性

　　混凝土外加剂与水泥的适应性问题，涉及水泥化学、高分子材料学、表面物理化学和电化学等多方面的知识，是一个极其复杂的问题。外加剂与水泥不相适应主要表现在减水效果差或流动性效果不好、凝结速度太快或缓凝、坍落度损失快，甚至降低混凝土强度等。这些不适应问题与外加剂的品种、作用机理、原材料的选用与制造工艺、胶凝材料的成份、细度、水泥磨细阶段工艺的差异有关，其他如环境温度、加料方式和外加剂用量也会产生一定影响。

3.1 粉煤灰的影响

　　粉煤灰是混凝土中常用的掺合料，掺人适量的优质粉煤灰后，既可以降低混凝土的水泥水化热温升、减少混凝土单方水泥用量，又可以改善混凝土的和易性，抑制骨料碱—硅酸反应。试验结果显示，同一级配的混凝土，掺人粉煤灰后均具有减水的作用，且减水量随着粉煤灰掺量的增加而增力口。

3.2 对混凝土减水效果的影响

　　水泥的矿物成份和化学成份对外加剂吸附量的多少，对于混凝土流动性有极大的影响。外加剂吸附量越少，混凝土流动度越大。表6是相同或接近水(灰)胶比，采用不同水泥及不同外加剂所配制的混凝土配合比。在外加剂最佳掺量的情况下，使用YQ－5外加剂与冀东水泥配制的混凝土比SKY外加剂与冀东水泥配制的混凝土单方用水量增加9kg;而使用YQ -5外加剂与哈尔滨水泥配制的混凝土比SKY外

加剂与哈尔滨水泥配制的混凝土单方用水量却减少3kg。因此，外加剂品种与水泥品种具有明显的适应性问题，在混凝土施工配合比设计时需要进行混凝土原材料的比选和配合比设计。

3.3 对混凝土力学性能的影响

　　外加剂与水泥混凝土的适应性好坏将直接影响混凝土水灰比的大小，进而影响混凝土构筑物的力学性能。外加剂与水泥适应性好可以明显改善水泥混凝土匀质性，提高混凝土的流动性，提高混凝土力学性能。试验结果表明，哈尔滨水泥与两家外加剂的适应性比冀东水泥好，特别是在不掺粉煤灰的情况下，当单方用水量超出10kg时，即使哈尔滨水泥的胶砂强度比冀东水泥胶砂强底低15.1M Pa，且单方水泥用量减少25吨，但当水灰比相同时，采用哈尔滨水泥配制的混凝土抗压强度基本与冀东水泥配制的抗压强度(相同具体详见表7)相同。

4 结论

　　(1 )外加剂对水泥的适应性研究结果表明，不同外加剂对水泥品种具有一定的适应性，影响混凝土单方用水量和和易性，进而影响混凝土的力学性能，因此，在混凝土施工配合比设计试验时应充分进行混凝土原材料的优选，以达到节约水泥、降低成本，改善混凝土和易性，提高混凝土物理力学性能和耐久性能。

　　(2) 在混凝土中掺人优质的粉煤灰可以有效地改善外加剂与水泥的适应性不良而导致的混凝土和易性及减水效果差的问题。