增效剂对C80 蒸压管桩蒸压强度的影响研究

苏伟东

（科之杰新材料集团福建有限公司）

0 引言

混凝土增效剂作为一种新型的混凝土外加剂，引起行业内外学者专家的关注。有些研究认为，某品种的混凝土增效剂能够明显改善混凝土和易性和可泵性，对水泥适应性好，能减少水泥用量，降低生产成本，保证混凝土强度和富裕强度[1]。

增效剂生产管桩后，C80 蒸压强度效果显著提高，且在不增加水泥用量的同时，混凝土的工作性和体积稳定性都有不同程度的提高。在保证混凝土工作性和体积稳定性时，可降低水泥用量，进而减少水泥熟料生产时二氧化碳、粉尘、二氧化硫、二氧化氮及其他污染物排放，又保证了蒸压强度[2]。通过在蒸压工艺下增效剂对不同材料的适应性试验验证，确定增效剂提高抗压强度的主要影响材料，并分析出增效剂激发何种材料能够提高蒸压强度。为了进一步研究增效剂对C80 蒸压管桩蒸压强度的影响，通过使用不同品种水泥、多种混凝土增效剂，及不同石子的含泥量和针片状，分析出增效剂激发何种材料能够提高蒸压强度。

1 原材料与试验依据

1.1 原材料

⑴水泥：采用闽福42.5R 水泥（代号C1）、华润42.5R 水泥（代号C2）、红狮42.5R 水泥（代号C3）、海螺42.5R 水泥（代号C4），物理性能指标见表1。

表1 水泥的性能指标

⑵石子：石子为厂内(代号G1)和客户端(代号分别为G2、G3、G4)取样的花岗岩碎石，级配为5～31.5mm 粒级花岗岩，性能指标如表2。

表2 石子的性能指标

⑶砂：采用厂内机制砂（代号S），细度3.0，堆积密度1520㎏/m3，含泥量：3.8%；

⑷矿粉：采用三钢S95 级矿粉（代号K），密度2.9g/cm3，比表面积400m2/㎏，烧失量0.9%；活性指数97%；

⑸水：自来水；

⑹减水剂：科之杰新材料集团福建有限公司所生产型号为Point-800S，含固量为17%的标准型高效减水剂。

⑺增效剂：泉州某公司的增效剂代号Z5；科之杰增效剂样品代号ZK1；北京荣达信新科技有限公司代号ZX1；北京和创新天公司代号ZX2。

1.2 试验依据

抗压强度测试试验，按照GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》；

新拌混凝土试验，按照GB/T 50080-2016《混凝土拌合物性能试验方法标准》；

减水剂检测，根据GB/T 8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行。

2 试验结果与分析

2.1 增效剂对比实验

以Point-800S 配方为空白基础，选取增效剂Z5、ZK1、ZX1、ZX2 推荐的母液用量(胶材用量的0.06%)测试其初始坍落度、1h 经时损失、蒸压强度、抗压强度。

试验配合比见表3。

表3 C80 混凝土配合比 （㎏/m3）

增效剂试验数据见表4。

表4 增效剂对混凝土性能影响

对比不同款增效剂对C80 管桩泵送混凝土的影响，控制初始流动度相当，从1h 经时损失看，Z5 效果最差，ZK1 效果最佳，其它几款增效剂相差不大。增效剂强度试验数据见表5。

表5 增效剂混凝土强度对比

根据表5 强度数据分析可以看出，增效剂对蒸压强度的提升较为明显，其中ZK1 蒸压强度最高，其次是ZX1；增效剂对蒸养强度无明显贡献。

实验表明，4 款增效剂对于蒸养强度的增长无明显的帮助，对于蒸压强度有较明显的提高效果，且不影响泵送性能。在增效剂的选型方面采用ZK1 作为提高蒸压强度组分。

2.2 不同水泥对增效剂的影响分析

选取表3 中C80 混凝土配合比，对掺入增效剂的混凝土进行不同水泥对比实验，对比掺入ZK1 混凝土增效剂与空白混凝土的强度，分析ZK1 增效剂对混凝土强度的影响规律。

性能影响试验数据见表6。

表6 不同水泥对混凝土性能影响

强度试验数据见表7。

表7 不同水泥下掺入增效剂混凝土强度对比

试验表明：不同水泥随着增效剂的掺入，混凝土的减水率、和易性和损失与空白混凝土相当，而混凝土的蒸压和抗压强度均不同，与空白试验对比，C2 华润水泥最高，依次是C1 闽福水泥、C3 红狮水泥及C4 海螺水泥。

2.3 不同水泥的化学影响分析

不同水泥的化学分析如表8。

表8 水泥的化学分析

实验数据表明，当水泥成分中SiO2的含量增加时，掺入增效剂的混凝土比空白组混凝土在蒸压强度上有明显效果，蒸压强度会随着水泥本身SiO2含量的增加而提高。

2.4 不同石子对掺入增效剂混凝土的影响分析

以C2 水泥为基准水泥，研究增效剂在相同配合比不同针片状颗粒下，对掺入增效剂ZK1 混凝土与空白混凝土的强度影响，分析增效剂ZK1 对混凝土强度的影响规律。石子的针片状相关性能指标见表2，试验配合比见表3。

试验数据见表9。

表9 不同石子对掺入增效剂混凝土性能影响

强度试验数据见表10。

表10 不同石子下掺入增效剂混凝土强度对比

上述试验可以看出，在混凝土的初始和易性相近的前提下，同种花岗岩材质的级配为5～31.5mm 的石子，G2 石子针片状3.2%、含泥0.8%时，掺入增效剂配方的C80 蒸压强度为86.9MPa，相反G1 石子针片状8.9%，含泥6.4%时，掺入增效剂配方的C80 蒸压强度为79.1MPa。结果表明，在不同的针片状颗粒和含泥量时，掺入增效剂Z7 混凝土与空白混凝土的蒸压强度随着石子针片状含量的降低而提高，随着含泥量的降低而提高。

3 结论

实验表明：

⑴4 款增效剂对于蒸养强度的增长无明显的帮助，对于蒸压强度有较明显的提高效果，且不影响泵送性能。在增效剂的选型方面采用ZK1 作为提高蒸压强度组分。

⑵当混凝土掺入增效剂后，不同水泥成分中SiO2含量越高导致混凝土蒸压强度越高。

⑶掺入增效剂的混凝土的蒸压强度随着石子针片状含量的降低而提高，随着含泥量的降低而提高。