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【摘要】一种高分子多功能性外加剂产品，以提高混凝土砂石包裹性，增加粘聚性，增强保水性；降低坍落度损失，输送泵压，水泥成本绿色节能环保科技产品，号称混凝土外加剂技术的第四次科技革命成果。
【关键词】功能性 增效 绿色环保 节能降耗
中图分类号：TE08文献标识码： A
一、前言
水泥行业是一种破坏环境，不可持续高能耗的产业。每生产1万吨水泥，需要1.55万吨石灰石，1200吨煤，80万度电，会产生1万吨二氧化碳。二十一世纪以来，我国住宅产业与基础设施高速发展，大量使用混凝土及水泥制品等建筑材料。而据住建委专家说：“相对较发达国家，我国每立方米混凝土要80公斤水泥。”因此，如何降低每立方混凝土中水泥用量是工程技术人员持续研究的课题。未来的混凝土行业必将在产业转型升级可持续生态化发展中朝着高性能、低碳化和绿色环保的方向前进。本课题针对保证工程质量的前提下如何有效节约水泥用量方面实验研究。
二、原材料
（1）细骨料
表1砂主要性能指標
细度 含泥量 石粉含量 MB值 <0.315
机制砂 3.2 - 8.8 2.2 13.8
细砂 1.7 2.7 - - 45.7
（2）粗骨料
采用南岙石场生产的大石子，粒径16~31.5mm；小石子，粒径5~20mm。
（3）水泥
采用象山港的P.O42.5水泥，其主要性能见表2
表2水泥性能指标
标准稠度用 水量（%）
安定性
细度
(%)
烧失量
(%) 凝结时间（min） 抗压强度MPa 抗折强度MPa
初凝 终凝 3d 28d 3d 28d
26.7 合格 1.1 3.63 168 210 27.5 50.6 5.6 8.5
（4）粉煤灰
采用北仑电厂的Ⅱ级F类粉煤灰，其主要性能见表3
表3粉煤灰性能指标
细度（%） 需水量比（%） 烧失量（%） 含水量（%）
21.4 102 2.92 0.2
表4磨细粒化高炉矿渣粉性能指标
（5）矿粉
采用恒昌的S95级磨细粒化高炉矿渣粉，其主要性能见表4
活性指数（%） 流动度比
（%） 烧失量
（%） 含水量
（%）
7d 28d
76 99 105 0.4 0.3
（6）外加剂
采用五龙外加剂，其主要性能见表5
表5外加剂性能指标
形状 密度 减水率 PH 含气量 型号
减水剂（2.1%） 黄褐色 1.09±0.02 18% 10±1 1.5% -
增效剂（0.6%） 浅色透明 1.03±0.02 1%~9% 9±1 2%-6% 1#、2#、3#、4#
增效剂是一种新型的高分子多功能型外加剂产品。外观普遍是浅色透明液体，少量气味、节能环保的新型高分子材料。目前尚无相应国家标准及行业标准执行，检测参照GB8076,GB/T8077执行。名称也不统一有增效剂、强效剂、减胶剂等多种称呼，还处于比较混乱的情况。
三、配合比比对试验
依据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011设计的C25、C30、C35、C40混凝土配合比见表6，利用该配合比拌制的混凝土拌合物坍落度符合SL=200±20.扩展度D=420±30。
表6配合比
强度
等级 水泥 粉煤灰 矿粉 细砂 机制砂 小石子
G5~20 大石子
G16~31.5 外加剂 增效剂
(型号) 水 R7d R28d 28d百分比%
C30 215 80 90 265 495 450 570 8.10 - 190 18.4 36.4 100
C30 185 80 90 265 495 480 570 8.10 2.13(1#) 190 17.0 34.0 93
C30 185 80 90 265 495 480 570 8.10 2.13(2#) 190 17.9 36.0 99
C30 185 80 90 265 495 450 600 8.10 2.13(3#) 190 19.0 36.4 100
C30 185 80 90 265 495 450 600 8.10 2.13(4#) 190 18.3 32.4 89
C25 167 85 76 320 450 480 610 6.56 1.97(3#) 190 19.0 35.8 -
C35 220 75 90 280 450 450 640 8.50 2.31(3#) 185 18.5 45.4 -
C40 270 50 85 260 440 460 650 8.91 2.43(3#) 180 18.0 46.7 -
四、实验结果分析
从28天强度数据来看都能达到配合比设计强度，其中C25、C35配合比强度效果较好，C30、C40配合比强度效果一般，但是C25、C30、C35、C40各配合比R7d到R28d强度增长效果较好，尤其C35、C40增长幅度较大，对比C30基准配合比与参入增效剂1#、2#、3#、4#配合比R7d强度基本接近，差异很小。从R28d强度来看2#、3#强度较好，达到基准配合比设计要求；而1#、4#强度较差，主要是R7d到R28d增长幅度有较大差异，2#、3#增效剂对后期强度增长效果较好；1#、4#增效剂对后期强度增长效果略差，相对C30基准配合比基础上减少30kg/m³水泥，增加30kg/m³碎石，增加2kg/m³较好增效剂的设计能达到设计要求。
增效剂作用机理浅析：首先通过改变混凝土中胶凝材料的分子晶形结构与排列方式作用，让胶凝材料分子充分分散，防止团聚在一起，增加胶凝材料的分散水化和包裹，胶结骨料的能力，进而减少混凝土内部不良的多相晶体结构，改善混凝土的孔结构和界面过渡区，使混凝土内部结构更加致密和均匀；其次通过提高水泥分散性与其他材料充分混合均匀，增加拌合用水有效分配和利用，减小泌水，使混凝土中部分未能参与水化的胶凝材料颗粒后期也能充分水化，从而大幅度提高R7d到R28d强度增长；再次，通过改善混凝土和易性、均匀性、可泵性，使混凝土浇筑成型过程中提高了粘聚稳定性，降低离散型，从而有效减少混凝土内部缺陷，减少混凝土裂缝机率，有效提高混凝土表观质量、提高混凝土使用寿命，最终能极大提高混凝土耐久性。
五、结论
本实验通过在混凝土中使用增效剂能起到节约胶凝材料，尤其是节约水泥用量，有利于建筑工业中打造更经济、更环保的绿色高性能混凝土，为增强建筑工业可持续发展做一份实实在在的贡献，为我们的天空变得更蓝、大地变得更绿，行动起来吧！
【关键词】功能性 增效 绿色环保 节能降耗
中图分类号：TE08文献标识码： A
一、前言
水泥行业是一种破坏环境，不可持续高能耗的产业。每生产1万吨水泥，需要1.55万吨石灰石，1200吨煤，80万度电，会产生1万吨二氧化碳。二十一世纪以来，我国住宅产业与基础设施高速发展，大量使用混凝土及水泥制品等建筑材料。而据住建委专家说：“相对较发达国家，我国每立方米混凝土要80公斤水泥。”因此，如何降低每立方混凝土中水泥用量是工程技术人员持续研究的课题。未来的混凝土行业必将在产业转型升级可持续生态化发展中朝着高性能、低碳化和绿色环保的方向前进。本课题针对保证工程质量的前提下如何有效节约水泥用量方面实验研究。
二、原材料
（1）细骨料
表1砂主要性能指標
细度 含泥量 石粉含量 MB值 <0.315
机制砂 3.2 - 8.8 2.2 13.8
细砂 1.7 2.7 - - 45.7
（2）粗骨料
采用南岙石场生产的大石子，粒径16~31.5mm；小石子，粒径5~20mm。
（3）水泥
采用象山港的P.O42.5水泥，其主要性能见表2
表2水泥性能指标
标准稠度用 水量（%）
安定性
细度
(%)
烧失量
(%) 凝结时间（min） 抗压强度MPa 抗折强度MPa
初凝 终凝 3d 28d 3d 28d
26.7 合格 1.1 3.63 168 210 27.5 50.6 5.6 8.5
（4）粉煤灰
采用北仑电厂的Ⅱ级F类粉煤灰，其主要性能见表3
表3粉煤灰性能指标
细度（%） 需水量比（%） 烧失量（%） 含水量（%）
21.4 102 2.92 0.2
表4磨细粒化高炉矿渣粉性能指标
（5）矿粉
采用恒昌的S95级磨细粒化高炉矿渣粉，其主要性能见表4
活性指数（%） 流动度比
（%） 烧失量
（%） 含水量
（%）
7d 28d
76 99 105 0.4 0.3
（6）外加剂
采用五龙外加剂，其主要性能见表5
表5外加剂性能指标
形状 密度 减水率 PH 含气量 型号
减水剂（2.1%） 黄褐色 1.09±0.02 18% 10±1 1.5% -
增效剂（0.6%） 浅色透明 1.03±0.02 1%~9% 9±1 2%-6% 1#、2#、3#、4#
增效剂是一种新型的高分子多功能型外加剂产品。外观普遍是浅色透明液体，少量气味、节能环保的新型高分子材料。目前尚无相应国家标准及行业标准执行，检测参照GB8076,GB/T8077执行。名称也不统一有增效剂、强效剂、减胶剂等多种称呼，还处于比较混乱的情况。
三、配合比比对试验
依据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011设计的C25、C30、C35、C40混凝土配合比见表6，利用该配合比拌制的混凝土拌合物坍落度符合SL=200±20.扩展度D=420±30。
表6配合比
强度
等级 水泥 粉煤灰 矿粉 细砂 机制砂 小石子
G5~20 大石子
G16~31.5 外加剂 增效剂
(型号) 水 R7d R28d 28d百分比%
C30 215 80 90 265 495 450 570 8.10 - 190 18.4 36.4 100
C30 185 80 90 265 495 480 570 8.10 2.13(1#) 190 17.0 34.0 93
C30 185 80 90 265 495 480 570 8.10 2.13(2#) 190 17.9 36.0 99
C30 185 80 90 265 495 450 600 8.10 2.13(3#) 190 19.0 36.4 100
C30 185 80 90 265 495 450 600 8.10 2.13(4#) 190 18.3 32.4 89
C25 167 85 76 320 450 480 610 6.56 1.97(3#) 190 19.0 35.8 -
C35 220 75 90 280 450 450 640 8.50 2.31(3#) 185 18.5 45.4 -
C40 270 50 85 260 440 460 650 8.91 2.43(3#) 180 18.0 46.7 -
四、实验结果分析
从28天强度数据来看都能达到配合比设计强度，其中C25、C35配合比强度效果较好，C30、C40配合比强度效果一般，但是C25、C30、C35、C40各配合比R7d到R28d强度增长效果较好，尤其C35、C40增长幅度较大，对比C30基准配合比与参入增效剂1#、2#、3#、4#配合比R7d强度基本接近，差异很小。从R28d强度来看2#、3#强度较好，达到基准配合比设计要求；而1#、4#强度较差，主要是R7d到R28d增长幅度有较大差异，2#、3#增效剂对后期强度增长效果较好；1#、4#增效剂对后期强度增长效果略差，相对C30基准配合比基础上减少30kg/m³水泥，增加30kg/m³碎石，增加2kg/m³较好增效剂的设计能达到设计要求。
增效剂作用机理浅析：首先通过改变混凝土中胶凝材料的分子晶形结构与排列方式作用，让胶凝材料分子充分分散，防止团聚在一起，增加胶凝材料的分散水化和包裹，胶结骨料的能力，进而减少混凝土内部不良的多相晶体结构，改善混凝土的孔结构和界面过渡区，使混凝土内部结构更加致密和均匀；其次通过提高水泥分散性与其他材料充分混合均匀，增加拌合用水有效分配和利用，减小泌水，使混凝土中部分未能参与水化的胶凝材料颗粒后期也能充分水化，从而大幅度提高R7d到R28d强度增长；再次，通过改善混凝土和易性、均匀性、可泵性，使混凝土浇筑成型过程中提高了粘聚稳定性，降低离散型，从而有效减少混凝土内部缺陷，减少混凝土裂缝机率，有效提高混凝土表观质量、提高混凝土使用寿命，最终能极大提高混凝土耐久性。
五、结论
本实验通过在混凝土中使用增效剂能起到节约胶凝材料，尤其是节约水泥用量，有利于建筑工业中打造更经济、更环保的绿色高性能混凝土，为增强建筑工业可持续发展做一份实实在在的贡献，为我们的天空变得更蓝、大地变得更绿，行动起来吧！