混凝土强效剂对C60以上混凝土性能的影响

摘要：通过坍落度、强度及氯离子扩散性试验，探索了强效剂对大于C60强度等级的混凝土性能的影响。结果表明，掺强效剂的混凝土不但综合性能处于优势，且可以节省水泥和外加剂，具有显著的经济效益。

关键词：混凝土；强度；氯离子渗透性能；强效剂

1.引言

混凝土强效剂是一种在保证混凝土综合性能的情况下，掺量仅为胶凝材料的0.6%，可降低水泥用量10-15%水泥用量的新型外加剂。氯离子对钢筋的锈蚀是影响钢筋混凝土耐久性的主要因素，占混凝土耐久性破坏的33%^[1]。据Chlortest的研究，RCM法与其他非稳态扩散系数相关性较好,是目前试验室氯离子渗透性快速试验方法中可信度较好的方法^[2]。本研究正是从这一目标出发，设计出掺复合掺合料的混凝土配合比，并辅以混凝土强效剂，以此获得能应用于华南地区抗氯离子渗透性好且强度较高的高性能混凝土，满足铁路及水利等工程要求。

2.试验设计

2.1原材料

水泥（C）：广州金羊PO42.5R

粉煤灰（FA）:顺德II级粉煤灰

矿渣粉（SL）:柳州产矿渣微粉

细集料（S）:中砂，密度2.62

粗集料（G）：采用连续级配（5mm-25mm）,密度2.65

减水剂（A）:聚羧酸系高效减水剂

强效剂（ZX）:广东生产

2.2混凝土配合比设计

混凝土配合比设计如表1所示。

表1 混凝土配合比设计

2.3试验方法

2.3.1坍落度试验

按GB/T50080-2005《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》规定进行。

2.3.2抗压强度试验

按GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》规定进行。强度试件尺寸为150mm×150mm×150mm。

2.3.3混凝土的氯离子扩散系数试验

采用北京首瑞测控技术有限公司生产的RCM-6D型液晶屏显混凝土氯离子扩散系数快速测定仪。实验装置如图1所示。试验需要的时间按测得的初始电流确定为48小时。通电完毕取出试件，将其劈成两半，利用0．1mol／L的硝酸银喷涂劈开的试件，含氯离子部分不久即变成紫罗兰色，如图2所示，混凝土的氯离子扩散系数测试系统实验结果如图3所示。

图1 氯离子扩散系数测定实验装置

图2 显色分界线照片 

图3 混凝土的氯离子扩散系数测试系统结果

　3.结果与分析

　3.1 混凝土的工作性与强度性能

表2的实验结果说明，三种混凝土的坍落度都达到了大流动性混凝土的要求，强度等级全部超过了C60，但T02早期强度较低，后期强度增长较快， D02和D03的强度发展规律基本持平，如图4所示。值得注意的是，各龄期强度并非随水胶比增大而减小，说明此类混凝土中多种原材料的匹配效应发挥了作用，尤其是在DO3中加了强效剂后，比同等强度的D02混凝土节省水泥用量12%,减少减水剂用量9%。而强度却与D02持平。

表2 混凝土性能实验结果对比

图4 三种混凝土的强度变化曲线

3.2混凝土的抗氯离子扩散性能

由表2的实验结果和表3的抗氯离子扩散性能评定标准（由RCM方法发明人TangLuping提出）^[3]可以看出，上述三种混凝土的抗氯离子扩散性能都较好。但D03扩散系数和扩散深度最低，其次是D02和TO2。说明这三种混凝土的抗氯离子扩散性能按照T02、D02、D03次序逐渐增强。

表3  氯离子扩散系数评定标准

　3.3经济分析

表3是以广州市目前原材料单价进行核算的上述三种混凝土的售卖价格。从中可以看出，在采用双掺技术（即掺减水剂和掺合料）的高强混凝土（>C50）中掺入少量(0.6%)强效剂后，不但综合性能好，而且由于节省了水泥和高效减水剂的用量，使其售卖价格也最低。虽然T02节省水泥较多，但其价格仍然比掺强效剂的D03多1元钱，同时牺牲的是强度及抗氯离子扩散性。DO2虽然综合性能较T02好，但其价格最高，较D03多9元钱。因此DO3是性价比相对较好的混凝土。

表3  氯离子扩散系数评定标准

4.结论

（1）混凝土强效剂对大于C60的掺复合掺合料的混凝土具有增强效应，比同等强度的混凝土可节省水泥和减水剂的用量。

（2）混凝土强效剂能降低混凝土的氯离子扩散系数及扩散深度，从而提高混凝土的耐久性。

（3）在采用双掺技术（即掺减水剂和掺合料）的高强混凝土中掺入少量强效剂后，不但综合性能好，而且由其配制的混凝土的售卖价格也较低。

参考文献

[1]ALONSOC，ANDRADEC，CASTELLOTEM，eta1．ChloridethresholdvaluestodepassivatereinforcingbarsembeddedinastandardizedOPCmortar[J]．CementandConcreteResearch，2000，3(7)：1047-1055.

[2]吴建华，张亚梅.混凝土抗氯离子渗透性试验方法综述[J].混凝土,2009(2):38-41.

[3]唐路平，氯离子在混凝土中的输运——测试、模拟及应用，沿海地区混凝土结构耐久性及其设计方法科技论坛与全国第六届混凝土耐久性学术交流会论文集，2004-05-01：62-70.