彭孟啟 曾毅 李正茂 孫國(guó)彬

（深圳市為海建材有限公司，廣東 深圳 518114）

水泥混凝土在我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用，近年來，混凝土技術(shù)也得到快速的發(fā)展，人們對(duì)混凝土的性能要求也越來越高。自密實(shí)混凝土具有良好的施工性能而受到施工單位的青睞[1-3]。但自密實(shí)混凝土有膠凝材料種類多、用量大、自密實(shí)等特點(diǎn)，對(duì)外加劑性能的要求也比普通混凝土更加苛刻。因此，如何選擇性能良好的外加劑，受到眾多學(xué)者的關(guān)注[4-5]。本文通過正交試驗(yàn)研究了四種巴斯夫外加劑組分對(duì)自密實(shí)混凝土性能的影響，優(yōu)化各組分外加劑摻量，獲得相容性良好的外加劑。

2 試驗(yàn)原材料與試驗(yàn)方案

2.1 試驗(yàn)原材料

1）水泥：海螺P·Ⅱ52.5水泥。3d抗折強(qiáng)度6.3MPa，抗壓強(qiáng)度 34.3MPa；28d 抗折強(qiáng)度 8.5MPa，抗壓強(qiáng)度59.6MPa。

2）細(xì)骨料：中砂，細(xì)度模數(shù)2.7，含泥量0.9%。

3）粗骨料：篩分洗凈，級(jí)配5mm-10mm、10mm-20mm。

4）礦物摻合料：粉煤灰Ⅱ級(jí)，細(xì)度11.3%，含水率0.6%；礦粉S95，28d活性指數(shù)≥95%。

5）外加劑：巴斯夫聚羧酸減水劑，改善流動(dòng)度組分410、保坍組分412、減水組分415、降粘組分416，固含量分別為56%、50%、44%、56%。

6）水：自來水，符合JGJ 63-2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》要求。

2.2 試驗(yàn)方案

選取表1為自密實(shí)混凝土的基準(zhǔn)配合比，目標(biāo)擴(kuò)展度按（600±50）mm控制。采用正交設(shè)計(jì)方法，選擇四個(gè)正交因素：改善流動(dòng)度組分410摻量、保坍組分412摻量、減水組分415摻量、降粘組分416摻量，每個(gè)因素選擇四個(gè)水平，選擇L16（45）正交表進(jìn)行試驗(yàn)，其表頭如表2所示。

表1 自密實(shí)混凝土基準(zhǔn)配合比（kg/m3）

表2 因素水平表

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析討論

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果如下表所示。

3.2 各組分摻量對(duì)用水量的影響

圖1 各組分摻量與用水量的關(guān)系

根據(jù)表3的試驗(yàn)結(jié)果，繪制出各外加劑組分摻量與混凝土用水量的關(guān)系如圖1，從圖中可以看出，改善流動(dòng)度組分410、減水組分415、降粘組分416三個(gè)組分外加劑隨著摻量增加，減水效果明顯，而保坍組分412在摻量為0.05%出現(xiàn)極小值。

表3 試驗(yàn)結(jié)果

3.3 各組分摻量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

采用極差和方差分析各因素對(duì)混凝土7d、28d抗壓強(qiáng)度的影響，結(jié)果如表4、表5所示。

從表3和表4可以看出，各組分按摻量對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響的大小排列，順序?yàn)椋?15摻量＞410摻量＞416摻量＞412摻量，組分415和組分410的摻量對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度影響比較顯著，外加劑整體優(yōu)化方案為：415（0.2%）、410（0.2%）、412（0.05%）、416（0.15%）。

3.4 膠水比與28d抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

圖2 混凝土膠水比與28d抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，繪制混凝土膠水比與28d抗壓強(qiáng)度的關(guān)系如圖2所示。從圖中可以看出，混凝土膠水比與28d抗壓強(qiáng)度成正比例關(guān)系。這表明，膠凝材料總量不變時(shí)，合理復(fù)配各組分外加劑，盡可能減少混凝土用水量，可最大限度的提高混凝土抗壓強(qiáng)度，提高單位用量膠凝材料的強(qiáng)度貢獻(xiàn)。

表4 抗壓強(qiáng)度極差分析結(jié)果

表5 抗壓強(qiáng)度方差分析結(jié)果

3.5 用水量與T50的關(guān)系

圖3 混凝土用水量與倒桶時(shí)間的關(guān)系

依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，繪制混凝土用水量與T50的關(guān)系如圖3所示。從圖中可以看出，膠凝材料總量不變時(shí)，混凝土用水量越小，T50越長(zhǎng)，在混凝土用水量小于160kg/m3（水膠比小于0.33）時(shí)，T50隨混凝土用水量的減小增幅加大，混凝土靜置一段時(shí)間后易出現(xiàn)“抓底”現(xiàn)象。這主要是由于水膠較小，混凝土中顆粒之間的水膜層厚度減小，導(dǎo)致混凝土粘度增大。

4 結(jié)論

1）配合比不變情況下，設(shè)定目標(biāo)工作性能，四種外加劑摻量的優(yōu)化方案為：415（0.2%）410（0.2%）412（0.05%）416（0.15%），其中415摻量和410摻量對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度影響比較顯著。

2）四種巴斯夫外加劑復(fù)配對(duì)混凝土的含水量影響較小，引氣作用較小。

3）混凝土膠水比與28d抗壓強(qiáng)度成正比例關(guān)系，合理的復(fù)配各組分外加劑，可最合理的發(fā)揮單位膠凝材料對(duì)抗壓強(qiáng)度的貢獻(xiàn)值。