0 引言
混凝土是目前用量最大的建筑材料,混凝土技術伴隨著國家創新驅動和低碳節能的政策要求不斷向前發展,降低混凝土生產過程的能耗勢在必行。國內外研究表明,常規環境下混凝土中約有20%~30%的水泥水化反應不充分,只起到填充作用,不能有效發揮水泥強度[1],是混凝土應用中最大的成本浪費。因此,如何充分利用水泥資源,對實現節能減排、可持續發展具有非凡的意義。
混凝土增效劑是近年來新出現的一種混凝土外加劑,其一面世便引起許多爭論,看好的認為它給市場競爭日趨激烈的商品混凝土行業帶來了一線希望,尚如此,建議將其名稱改為“混凝土減膠劑”更加貼切,而擔憂者則心存懷疑,并擔心其與其它外加劑(尤其是減水劑和泵送劑等)的適應性以及因膠凝材料減少而帶來的耐久性等問題。據多家推廣單位介紹,摻加混凝土增效劑能在降低一定量膠凝材料(每立方米混凝土可減少30kg左右的水泥)和保持工作性能不變的前提下,還能使混凝土強度和耐久性能與原有配合比的混凝土相當,因而能降低混凝土的原材料成本。混凝土增效劑推廣應用后,也引起了市場上褒貶不一的評價。原因主要在于對其增效機理研究不夠深入,缺乏產品標準和對應的應用技術規范,以及增效劑的應用效果對混凝土原材料、配合比等具有一定的選擇性等多方面。
應行業內廣大混凝土制備者的要求,本文從中立的角度,收集資料,綜述混凝土增效劑的研究進展,包括混凝土增效劑的成分、作用機理以及對混凝土性能的影響,以幫助大家深入了解混凝土增效劑。
1 混凝土增效劑的成分及作用機理
混凝土企業希望通過技術手段降低生產成本,作為用量較大的水泥自然成為關注的重點,已有的外加劑如減水劑能夠降低混凝土水膠比,也能夠降低水泥用量,但面臨著與原材料的適應性問題,原材料的差異以及外加劑摻量的敏感性給混凝土生產企業質量控制造成困擾。而據介紹,市場上出現的混凝土增效劑有CTF增效劑、LBD增效劑和LSY增效劑等,它們與其他外加劑協同配伍能夠改善混凝土的工作性能,降低水泥等膠凝材料用量。
由于混凝土增效劑生產廠家對其產品的組成采取嚴格保密措施,其產品說明書中不提供準確的成分表。這為生產廠家隨意改變組成提供了方便,同時也使用戶和建筑工程質量監督檢驗單位無法對其進行質量檢驗和品質監管,因此造成了混凝土增效劑的成分和性質的不確定性。關于混凝土增效劑的成分和性質,目前還未有完整定論。胡偉偉等人[2]認為混凝土增效劑是一種高聚物,帶有很多離子鍵,既有親水基團,又有憎水基團,還有一些保水基團。劉斌等人[3]利用三乙醇胺、酒石酸、馬來酸酐為主要材料添加苯酚等輔助添加劑制備了混凝土增效劑。王強[4]利用三異丙醇胺、聚合醇胺、改性聚羧酸高效減水劑、紙漿黑液提取物和水制備了混凝土增效劑。王鎮[5]公開的增效劑專利中,含有三異丙醇胺、聚合醇胺、脂肪酸脂等。
從已公開的資料來看,混凝土增效劑的主要作用就是分散,通過降低水泥的表面能,提高水泥顆粒的分散性。其中醇胺類物質可作為水泥助磨劑的組分,通過原子基團與水泥顆粒的吸附和重構效應,使得水泥顆粒成為極性分子,增大水泥顆粒間的靜電斥力,提高水泥漿體的流動性。另外醇胺類物質還能促進水泥中C3A和C4AF的水化,具有一定的激發作用。
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