研究認為,加入增效劑能改善混凝土的工作性能,尤其是改善保水性和粘聚性,使得混凝土可泵性提高。鄭平[8]研究了LBD增效劑在混凝土中的使用效果,在保持混凝土水膠比不變的情況下,減少10%的水泥用量,測試結果表明混凝土坍落度較基準組增大,擴展度與基準一致,增效劑的加入對混凝土凝結時間無明顯影響。劉輝[9]研究了增效劑對不同強度等級混凝土工作性能的影響,發現增效劑的加入均能有效改善混凝土的工作性能,避免較高強度等級混凝土出現粘聚抓底等現象,且能減少水泥用量,節省成本。趙家聲[10]通過試驗發現增效劑與聚羧酸系減水劑和萘系減水劑的相容性較好,可使混凝土泌水率降低,水泥漿體對骨料的包裹性增強,擴展度明顯增加?;炷猎鲂┳鳛檩o助外加劑,其摻量對混凝土工作性能有影響,研究表明[11, 12]混凝土增效劑佳摻量為膠凝材料質量的0.6%時混凝土工作性能良好,單方混凝土生產造價低。
一般認為增效劑的加入對混凝土強度無不良影響,但不同研究者的試驗結論也略有差異。潘亞波等人[13]測試了增效劑摻量0.6%、水泥用量減少15%時,C30和C50兩種等級的混凝土強度,加入增效劑的混凝土3d和7d強度高于基準混凝土,28d強度則比基準組略低。彭春元[14]研究了混凝土增效劑對C60以上混凝土強度的影響,增效劑摻量為膠凝材料質量的0.6%,水泥用量減少10%,測得的混凝土強度與基準混凝土相當。胡偉偉等人[15]通過外摻方式研究了增效劑對礦物摻合料及山砂混凝土強度的影響,發現增效劑能激發礦物摻合料的活性,同時對山砂混凝土表現出良好的適應性,強度均明顯提高。該研究也發現添加增效劑并減少膠凝材料用量后對混凝土強度無負面影響。
3 增效劑對混凝土收縮的影響
混凝土由于自身水化、塑性收縮和環境濕度變化會產生體積變化,膠凝材料是引起混凝土干縮的重要原因?;炷猎鲂┮话隳軠p少10%~15%的膠凝材料,對混凝土收縮變形必定造成一定影響。
減少膠凝材料的用量,降低水泥水化熱能夠降低混凝土構件在干燥環境下的體積變形。許富[16]研究了增效劑對水泥基材料收縮率的影響,發現加入增效劑、降低水泥用量能減少水泥基材料的收縮率。鄭平等人[8]的研究表明加入增效劑對混凝土收縮的降低作用在后期較明顯。
混凝土增效劑對混凝土的減縮作用主要來源于膠凝材料用量的減少,而膠凝材料的水化易引起混凝土自身收縮;其次使用混凝土增效劑可提高混凝土拌合物的工作性能和均勻性,減少毛細孔率;此外有些混凝土增效劑能夠鎖水保水,使得混凝土具有部分自養護的功能。這幾種效應共同提供了混凝土增效劑的減縮功能。
混凝土耐久性包括抗滲性、抗碳化及抗凍性等,混凝土耐久性與混凝土密實度相關,成型越密實的試件其抵抗滲透壓力和外界介質侵蝕的能力越強。目前國內已取得有關混凝土增效劑對耐久性影響的研究進展。
(1)抗滲性
劉道勝[17]在外摻0.6%的混凝土增效劑,減少10%水泥用量情況下測試了混凝土抗滲性。該研究發現與基準組相比,混凝土的平均滲透高度降低,細小均勻的孔結構阻止了毛細孔水分壓力的釋放,混凝土的抗滲性能得到提高。程臻贊[18]在測試混凝土耐久性時同樣發現,在相同的滲透壓力下,混凝土滲透高度較基準組降低,同時發現混凝土的致密度較高。
(2)抗碳化
混凝土結構在長期服役過程中,空氣中的CO2和SO2等氣體通過毛細孔進入混凝土內部,發生碳化反應,對混凝土長期耐久性不利。鄭平[8]研究了LBD增效劑對混凝土抗碳化性能的影響,發現加入LBD增效劑后混凝土碳化深度降低,混凝土抗碳化能力提高。劉道勝[17]系統研究了增效劑在不同強度等級混凝土中的應用情況,測試了混凝土碳化深度,發現混凝土增效劑的加入能夠顯著抑制混凝土的碳化。
(3)抗凍性
夏熱冬冷地區混凝土不僅面臨干濕交替,在溫度低于0℃以下時,會出現由于孔隙水凍融引起構件劣化?;炷猎鲂┑募尤朐谝欢ǔ潭壬显黾恿宋⑿馀莸臄盗?,使混凝土含氣量略有增加,改善了拌合物的和易性、自流平能力和抗凍性。劉道勝[17]等人利用快速凍融法測試了混凝土抗凍性能,發現在經歷100次凍融試驗后,混凝土質量無明顯損失,混凝土完整性良好,強度能夠保持。