摘要：随着社会经济的发展，我国的工程建设越来越多，对混凝土的应用也越来越广泛。通过对掺合料的作用机理、应用技术效果、生产制作要求，为了充分利用混凝土掺合料，同时使混凝土掺合料的各种技术综合使用的更佳，认为混凝土掺合料的生产必须工厂化，合理生产使用掺合料，要按混凝土性能要求制造需要的外加剂，按现行外加剂规范执行。只有这样才能做到科学、合理、有效的充分利用混凝土掺合料。
关键词：粉煤灰；矿粉；混凝土；碳化
引言
在预拌混凝土中掺入大量矿物掺合料，虽然有利于实现混凝土材料可持续发展，但是由于周围环境CO2浓度和温度偏高、原材料水泥中混合材料掺量偏高、预拌混凝土掺合料掺量高，以及混凝土浇筑后养护不当等原因，均会加速混凝土碳化，直接影响到钢筋混凝土结构使用年限。从我国钢筋混凝土结构工程实际调查和应用工程实例中可得知，混凝土碳化将要或者已经带来一定经济损失。因此，研究掺合料预拌混凝土抗碳化性能，在此基础上对混凝土配合比进行优化，避免因混凝土碳化导致混凝土结构破坏具有实际意义。
1试验部分
1.1试复合胶凝材料
自制，由P•H…52.5硅酸盐水泥及快硬早强水泥等复合加工而成；矿粉：上海宝田新型建筑材料有限公司提供的S105矿粉，需水量比为96%，其28d活性指数为…107%；硅灰：上海天恺硅粉有限公司生产，平均粒径0.15μm~0.20μm，比表面积15000~20000m2/kg，需水量比为116%，其28d活性指数为106%；减水剂：巴斯夫Melflux系列聚羧酸系减水剂；缓凝剂：山东潍坊某厂家生产的工业级柠檬酸钠，含量为99%；消泡剂：AGITAN-P803粉体消泡剂；砂：石英砂，粒径为0.15mm~0.25mm，含泥量小于0.2%；拌合水：洁净自来水。
1.2配合比
分别用粉煤灰和矿粉等量取代水泥，其中粉煤灰掺量为0、15%、25%、35%、45%、55%、60%，矿粉掺量为0、20%、30%、40%、50%、60%、70%。C60~C90高强度等级混凝土采用磨细石英砂配制，由于磨细石英砂的活性需经高压养护环境才能激发，因此，相应混凝土试件需高压养护，磨细石英砂等量取代水泥，掺量为0、20%、40%、60%。
1.3试验方法
（1）流动度的测试：参照GB50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》中规定的方法。（2）抗折、抗压强度试验：参照GB/…T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》规定进行。
2碳化试验结果分析
2.1碳化基础数据分析
由于掺合料掺量和掺加种类不同，使其加速碳化深度有明显差异。编号N无掺合料的混凝土28d加速碳化深度为8.0mm、编号10F～40F单掺粉煤灰混凝土28d加速碳化深度在8.0～9.2mm、编号10S～50S单掺矿粉混凝土28d加速碳化深度在7.4～8.6mm、粉煤灰/矿粉按照1∶1复掺混凝土28d加速碳化深度在8.8～10.7mm范围内，总体评定抗碳化性：单掺矿粉＞单掺粉煤灰＞1∶1复掺粉煤灰/矿粉。Ⅱ级粉煤灰和S95矿粉等质量取代水泥后，为了保证相同强度等级，需要降低水胶比，在混凝土28d加速碳化深度中，仅有3组配合比不大于取代前混凝土28d加速碳化深度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，总体上看，同强度等级条件下，掺合料等质量取代水泥后降低混凝土28d加速碳化深度，也就是降低混凝土抗碳化性能。编号50S混凝土28d加速碳化深度为7.4mm，在同强度等级中碳化深度最低，而编号15F15S混凝土28d加速碳化深度为10.7mm，在同强度等级中碳化深度最高。
2.2混凝土中碱度分布
试验过程中从上表面到下表面分0~20mm、20~40mm、40~60mm、60~80mm、80~100mm五个深度层取样进行试验，试验中发现，不同强度等级的混凝土中孔溶液碱度分布规律基本类似。图3为C30强度等级混凝土中孔溶液碱度分布情况。由于20~40mm、40~60mm、60~80mm层的混凝土碱度基本相同，因此，将三层碱度值的平均值作为混凝土试件内部的碱度。由图3可知，混凝土中碱度分布相对较均匀，不同深度差值较小，内部和下表面的碱度稍大于上表面。这可能与混凝土宏观结构的分层现象有关，混凝土在静置养护过程中，大颗粒下沉，水分被挤上升或积聚于粗骨料下方，进而稀释上表面孔溶液中Ca（OH）2的浓度。
2.3最优配合比确定
通过掺合料对混凝土抗压强度和抗碳化性能影响分析，本试验所有配合比均满足抗碳化性能Ⅳ级要求，满足C30强度等级的要求。配合比成本初步分析仅从成本角度考虑，从28d强度对成本贡献度角度考虑，按照每立方米成本价格/28d抗压强度计算，假设达到某一设定强度，成本越低性价比越高，即每立方米成本价格/28d抗压强度数值越小性价比越高，28d抗压强度贡献度越大，通过计算推荐配合比编号为N＞5F5S＞50S＞10S。但现行JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》规定，当水胶比大于0.4时，采用普通硅酸盐水泥配制钢筋混凝土时，最大掺量为45%，因此本文不推荐采用编号为50S配合比。
3混凝土掺合料使用重视问题
掺合料使用不当会对混凝土性能产生不良影响，因此混凝土掺合料生产应用要重视的是：（1）首先，混凝土掺合料不是最终产品，使用时还要根据其水泥品种，减水剂性能及混凝土性质来确定合理的掺人量。同时混凝土掺合料不同于水泥熟料，它仅是掺合料颗粒表面层发生水化反应，通过强化界面层粘结强度达到节省水泥目的，其本质相当于增大水泥熟料胶凝材料的体积，在经济条件的允许下，适当增加混凝土掺合料用量是可行的，即是掺合料超量取代应用措施。（2）其次，虽说混凝土掺合料的活性较低，其活性也会因为存放的时间延长而降低，因而尽量使用新生产的掺合料，对存放时间要严格规定且有保护措施。对于加人混凝土掺合料的混凝土也会由于水化速度慢而造成强度降低，也表现在表面泌水．碳化起砂在低强度混凝土的表现尤其明显，对此在施工的混凝土未达到终凝结前，进行二次抹压效果最优。（3）最后，是掺加混凝土掺合料的混凝土，常会因为流动性大和水化慢，施工中易产生过振而导致部分轻质混合料上浮形成分层问题。这需要调整混凝土和易性，提高混凝土粘结度防止振动时产生的离析现象。同时对于掺人混凝土掺合料的混凝土，也因水灰比大和水化慢造成施工中表面系数大构件表面产生大量裂缝，此种现象只有采取二次振捣来解决效果最好，还要及早覆盖保温及养护，防止早期塑性裂缝的产生，不要以掺加微膨胀剂的方法处理。
结语
综上所述，掺加混凝土外掺合料仍然不是十分广泛，缺乏生产和使用配套的技术，混凝土掺合料在工程中的优势并不十分明显，还需要在工艺各个环节得到提升。为了更有效的运用掺合料技术，掺合料生产在专业厂家进行，而且按混凝土的性能要求生产，使矿物外掺合料的使用更加科学合理，发挥更大使用效应。
参考文献：
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[3]徐海涛，等.混凝土抗碳化性能的研究[J]商品混凝土.2010（6）：27-30.
论文作者:王瑛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/16
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