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混凝土增效剂对混凝土性能的影响探讨翟方恒

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2020年11月上作者：翟方恒

[导读] 混凝土做为建筑重要材料之一，对建筑施工项目质量影响十分关键。混凝土的配比，是保障混凝土质量的重要因素。混凝土配比中胶凝材料的成本占总材料成本约40%以上，作为新型材料的混凝土增效剂，掺量虽然不到胶凝材的1%，但是能够降低约10%~15%的胶凝材料，能够降低混凝土生产成本，并能有效改善混凝土的工作性能和耐久性能。

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摘要：混凝土做为建筑重要材料之一，对建筑施工项目质量影响十分关键。混凝土的配比，是保障混凝土质量的重要因素。混凝土配比中胶凝材料的成本占总材料成本约40%以上，作为新型材料的混凝土增效剂，掺量虽然不到胶凝材的1%，但是能够降低约10%~15%的胶凝材料，能够降低混凝土生产成本，并能有效改善混凝土的工作性能和耐久性能。
关键词：混凝土；材料；增效剂；性能
        一、前言
        混凝土在建筑工程中的使用量较大，应用范围也极其广泛。水泥是混凝土中极其重要组分，其掺量的大小与混凝土强度及工作性能有着直接的影响。众所周知，水泥的生产过程对能源的消耗非常巨大。我国目前随着低碳节能政策的实行，为更好的响应低碳环保节能效应，水泥混凝土行业走向低碳可持续发展的道路已势在必行。目前已有许多公司通过运用新技术、新材料不断对混凝土配合比进行优化，在保证混凝土各项性能的同时，降低水泥的掺量，节约能耗降低成本。混凝土增效剂正是近几年顺应时代要求而产生的一种新型混凝土外加剂。
        在混凝土中加入混凝土增效剂，可以减少单方混凝土的水泥用量降低建筑成本，而且能够改善混凝土的性能。但是在实际使用的过程中，还有一些问题不够明确，如掺入混凝土增效剂后是否会对混凝土耐久性产生影响等，本文将对这些问题进行简单地分析与探讨。
        二．混凝土增效剂的作用机理
        一般认为，在混凝土加水搅拌时，因为水泥颗粒极为细小，使部分水泥颗粒粘聚成团，导致水泥水化不完全，另外，还有部分水泥颗粒较大，也只有表面部分参与水化，因此，硬化混凝土中水泥的水化程度仅为80%，其余部分只起到了填充料的作用，这样势必造成水泥的浪费。而混凝土增效剂具有强力分散作用，能使水泥颗粒充分与水接触，提高水泥水化程度，达到节约水泥的作用。另外，也有人认为，混凝土增效剂中可能含有某些激发成分，能促进活性混合材参与水化反应，提高混凝土强度。
        三、增效剂对混凝土性能的影响
        通过对多家混凝土增效剂产品进行大量试验，试验结果显示混凝土增效剂一般都与聚羧酸及萘系减水剂相容性均较好，对混凝土的凝结时间几乎无影响，对混凝土工作性能有一定的改善，掺入混凝土增效剂的新拌混凝土增加了浆体对骨料的包裹，有较好的保水性，无离析、泌水现象出现。特别是对高强度混凝土，初始流动度大，保坍性能良好，初始坍落度一般均在240mm以上，最大能达到260mm，经时坍落度损失一般均小于20mm/小时。而且掺入混凝土增效剂后，能避免高强混凝土拌合物黏稠的问题，大大提高了高强混凝土的施工性能。通过对C60以上强度等级的混凝土掺加混凝土增效剂进行试验，可发现在降低约10%的水泥时，混凝土早期强度略有下降，但28天强度与对比混凝土基本持平甚至略有提高。

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        四、增效剂对混凝土耐久性能的影响作用
        耐久性能也是衡量混凝土性能质量的重要指标之一，耐久性指的是混凝土凝固后在建筑结构中保持一定强度，随着时间的变化强度不变或改变较小，包括抗渗性能、抗碳化及抗冻融等几方面。混凝土的耐久性的主要决定因素是混凝土的密实程度与抗渗透能力，混凝土的持久性主要是指耐外界的侵蚀因素的抵抗能力。
        在混凝土中掺入占胶凝材料质量0.7%的混凝土增效剂，并减少10%的水泥用量后，混凝土拌合物容重比对比混凝土略有增加，说明加入增效剂后混凝土密实性较好，而且混凝土增效剂在一定程度上缩小了混凝土拌合物中的气泡体积增加了气泡数量，均匀分布的细小气泡不但有效地阻断了混凝土中毛细孔的渗水通道，而使混凝土的抗渗性能增加，还增强了混凝土的抗冻融性能。
        另外，通过对硬化混凝土进行碳化深度测试发现，相同条件下，掺增效剂的混凝土碳化深度均比未掺增效剂的混凝土要小，说明掺增效剂后混凝土抗碳化性能更好。大家知道，碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。因此加入增效剂后对提高混凝土的耐久性能具有积极的意义。
        五、使用混凝土增效剂存在的问题
        混凝土增效剂是一种新型材料，一般认为增效剂属于一种表面分散剂，具有强力分散作用，加入混凝土中能够提高胶凝材料的分散性，从而一定程度上提高了水泥矿物的水化程度，达到提高了混凝土强度，降低水泥用量的目的。但是上述结论缺乏足够的理论与数据支撑，增效剂的增效机理还需要深入研究。
同时，由于混凝土增效剂与市面上的减水剂和缓凝剂不同，增效剂的主要功能是协同作用，所以对质量要求较高。而增效剂生产厂商由于商业原因对其配方严格保密，导致人们对混凝土增效剂的成分了解十分有限，有关混凝土增效剂的相关标准与规范还未制定，这也使得增效剂的质量保障有所不足。因此，在使用混凝土增效剂时还需持谨慎的态度。
        结束语：
        混凝土增效剂可以改善混凝土拌合物的工作性能，拌合物流动性，保水性，粘聚性均有提高。混凝土增效剂对提高混凝土强度有明显作用，在配制相同强度等级的混凝土时，可降低胶凝材料约10%。混凝土增效剂对提高混凝土抗水渗透性及抗碳化性能均有一定的作用。
        据有关资料统计，水泥的生产对能源、资源的消耗非常巨大，生产1万吨水泥需要消耗约1.55万吨石灰石及其它一些辅助原材料，1200吨煤和80万kW.h电能，同时会产生约1万吨二氧化碳，14吨氮氧化物，13吨二氧化硫及大量工业粉尘，水泥混凝土产业的温室气体排放量占了人类活动总碳排放量的10%左右。因此，在混凝土中掺入混凝土增效剂，降低水泥用量，不仅能改善混凝土的工作性能，节约生产成本，还对保护生态环境具有非常积极的社会意义。
参考文献：
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[3]刘娟红.文烨.LSY混凝土增效剂对水泥基材料性能影响的研究[J].混凝土世界.2012（12）：72-76
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