高性混凝土复合剂对胶砂工作性及抗折强度研究

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发布时间：2021-09-15

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高性混凝土复合剂对胶砂工作性及
抗折强度研究
程朝霞，张自新，胡志超，杨健辉
(1．河南理工大学土木工程学院，河南焦作454000；
2．重庆大学材料科学与工程学院，重庆400045；
3．中平能化建工集团建井三处，河南平顶山467000)
摘要：为确定高性能混凝土复合剂对混凝土性能的影响，优选出最好的适应矿井建设的混
凝土复合剂，采用混合水平正交设计法设计试验方案，研究了掺加外加剂的胶砂流动性、3d和
28d试件抗折强度。结果表明：所选高性能混凝土复合剂及聚羧酸减水剂对混凝土流动性有显著
的影响，高性能混凝土复合剂和聚羧酸之间有交互作用。在复合剂同等质量替代水泥的胶砂试件
中，复合剂对水泥胶砂的抗折强度没有显著影响。
关键词：高性能混凝土复合剂；矿井建设；正交设计；工作性；抗折强度
中图分类号：TU528．53 文献标识码：A 文章编号：1671—0959(2012)o3-olll-03
随着矿井开采的加深，井筒穿越的深厚土层越来越大，
建设井筒所需要的混凝土强度逐渐加大⋯ 。虽然高性能混
凝土的研究已有几十年的历史，试验室能够配制的混凝土
强度已经能够达到500MPa。但工程中的混凝土，因为大规
模工程施工的限制，和试验室的水平仍相差很多。目前高
性能混凝土主要依靠外加剂和矿物掺合料实现，但在工程
中，增加混凝土原材料的组份给施工增加困难，而且容易
出现计量错误甚至漏加或错加。高性能混凝土复合剂是适
应混凝土矿井建设特点而产生的新型外加剂 J。这种新型
外加剂并没有统一的国家标准，在使用上还存在很多问题，
本试验基于混凝土复合剂的现状，将高性能混凝土复合剂
掺入胶砂中，研究了复合剂掺人后的工作性及强度的影响。
l 试验原材料及流程
1．1 试验材料
水泥：焦作市坚固水泥厂生产的P．0 42．5级水泥。3d
和28d强度分别为20．5MPa和49．8MPa。砂采用中砂，细
度模数2．65。
矿井建设用高性能混凝土外加剂外加剂分别为湖北武
汉某公司生产的A型和河南新乡生产的B型两种。产品含
有无机材料和有机材料，具有不同的程度的减水、提高混
凝土性能的作用。掺量稍有不同，一般强度越高，掺量越
大。在CA0以上的混凝土中推荐使用。两种矿井建设用高
性能混凝土外加剂都是粉状材料，颜色浅黄棕色。均推荐
单掺，有最优掺量，为减少水泥用量，均推荐替代水泥
使用。
聚羧酸减水剂，棕红色粘稠液体，固体含量32％～
35％，pH值为l0一l3。
1．2 试验流程
试验外加剂和水泥的相容性一确定试验因子一确定水
平数一选定正交设计表一水泥砂浆工作性测试一试件成型
一养护至龄期一强度测试一数据分析。
2 试验方案
2．1 初步试验
水泥和外加剂之间相容性良好，A型比B型具有更大
的减水率。
结果表明，当掺量超过15％的水泥用量的外加剂的时
候，水泥砂浆在20~C的养护箱内不凝结，当掺量达到20％
的水泥用量时，3d后发现还有水泥砂浆试件不凝结。
2．2 正交表的方案设计
本次试验主要是考察高性能混凝土外加剂掺入到混凝
土中的力学性能，研究不同外加剂之间是否存在交互作用，
在不减少用水量的情况下掺人外加剂对混凝土抗压强度的
影响。重点考察武汉厂家的A型外加剂，并对A型外加剂