LJ混凝土增强剂的使用和经济技术分析

摘 要：LJ混凝土增强剂是一种新型的混凝土外加剂，它的反应性能极强。本文通过试验，主要研究了LJ混凝土增强剂和减水剂双掺的混凝土与减水剂单掺的混凝土的工作性能和强度性能的对比和成本分析，对LJ混凝土增强剂使用进行经济技术分析，具有一定的实用价值和效益，可供业内同行借鉴。

关键词：LJ混凝土增强剂；性能对比；成本分析；经济效益

LJ concrete strengthening agent use and economic and technical analysis

Lian Hua1 Li Xin-jun1 Feng Bin1 Song Xia-ping2

（1. Zhejiang huzhou city construction group co.， LTD.； 2. Zhejiang Qiao Xing construction group co.， LTD.， zhejiang）

Abstract： LJ concrete strengthening agent is a kind of new concrete admixture， the strong reaction performance. Through experiment， this paper mainly studies the LJ concrete strengthening agent and water reducing agent mixed with concrete and water reducing agent list of working performance and strength of concrete comparison of performance and cost analysis， use economic and technical analysis on LJ concrete strengthening agent， has a certain practical value and benefits of reference in the industry peers.

Keywords： LJ concrete reinforcement； performance comparison； cost analysis； economic

前言：

近几年，随着我国房地产业的蓬勃发展，预拌混凝土也得到了很大的发展空间，各地的混凝土搅拌站数量日益增多，这也加大了预拌混凝土生产企业的市场竞争，比质量、比价格已逐渐成为业内的共识。国内外研究资料表明，在常规的环境下，混凝土中约有20%～30%的水泥是不能正常发挥功效的，这部分只能起到填充料作用的水泥，是混凝土应用中最大的成本浪费。

LJ混凝土增强剂是一种新型的混凝土外加剂，它的反应性能极强，掺入混凝土中能够充分分布至混凝土骨料及水泥浆体的界面区域，充分激发SiO2和AL2O3与水泥水化生成的Ca（OH）2发生多次水化，产生CSH凝胶体，使CSH凝胶体比普通混凝土多出数倍，从而大大提高了混凝土的强度、耐久性等性能。在保证混凝土综合性能的情况下，掺量为胶凝材料的0.6%～1.0%，与基准混凝土比对，可减少水泥用量12%～20%。

本文主要是笔者根据LJ混凝土增强剂在浙江湖州建工集团商品混凝土搅拌站使用过程中遇到的工程技术问题进行研究分析，如减水剂适宜掺量多少、配合比应如何调整等。以此获得强度较高、耐久性良好且经济性好的高性能预拌混凝土，提高企业的生产质量和经济效益。

1.试验原材料与测试方法

1.1原材料

本次研究所用的水泥、粉煤灰、砂、碎石和减水剂，均取自浙江湖州建工集团商品混凝土搅拌站。

（1）水泥：采用南方水泥有限公司生产的南方牌P·O42.5水泥，其物理性能和化学成分见表1。

表1 水泥主要物理性能指标和化学成分

物 理 性 能 化 学 成 分

R80筛余（%） 3.60 成 分 含量（%）

比表面积（m2/kg） 356 SiO2 21.8

密度（g/cm3） 3.13 Al2O3 5.12

初凝（min） 208 Fe2O3 3.80

终凝（min） 250 CaO 63.5

抗压强度 3d 26.7 MgO 2.86

28d 49.8 SO3 2.20

（2）粉煤灰：采用湖州长兴电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，主要性能指标见表2

表2 粉煤灰的化学成分与物理性能

SiO2

（%） Al2O3

（%） Fe2O3

（%） CaO

（%） MgO

（%） SO3

（%） 细度

（%） 烧失量

（%） 密度

（g/cm3） 比表面积

（m2/kg）

53.9 24.6 8.6 4.2 1.0 0.3 22 1.8 2.31 498

（3）砂：采用长江砂，细度模数2.8，含泥量0.2%，表现密度2630kg/m3。

（4）碎石：采用粒形良好的花岗岩碎石，5～25mm连续级配，表观密度2700kg/m3，堆积密度1550kg/m3。

（5）减水剂：采用大东吴萘系高效缓凝减水剂（TA202），液体无沉淀。

（6）LJ混凝土增强剂：浙江湖州绿色建材开发有限公司研发和生产，淡红色液体。

1.2基准混凝土配合比

采用浙江湖州某一混凝土搅拌站C30、C40泵送混凝土生产配合比，如表3所示。

表3 C30 、C40基准混凝土

等级 胶凝材料总量（kg/m3） 配合比（kg/m3） 减水剂掺量（%） 砂率（%） 表观密度（kg/m3）

水泥 粉煤灰 砂 石 水 减水剂

C30 400 332 68 706 1049 200 7.2 1.8 40.0 2360

C40 465 398 67 660 1042 200 8.4 1.8 38.5 2370

1.3测试方法

按照GB/T8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行水泥（复合）净浆流动度试验，按照85：15的比例分别称取水泥、粉煤灰，合计300g。

按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行和易性、工作性能试验，按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行抗压强度试验。

按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》采用逐级加压法，通过逐级施加水压力来测定，以抗渗等级来表示硬化后混凝土的抗水渗透性能；使用混凝土碳化试验箱，通过充入二氧化碳，以28d碳化深度来表示混凝土抗碳化能力。

2.使用LJ混凝土增强剂优化混凝土配合比

2.1减水剂TA202最佳掺量分析

减水剂的掺量是减水剂应用中的重要问题。超过一定掺量后，混凝性效果不再增加，还会使混凝土产生泌水、离析现象。只有在一个狭小的掺量范围内减水剂量增加，混凝土拌和物的流动性才有显著提高，即高效减水剂的掺量存在一个最佳值。从流变学的观点讲，最佳掺量的物理意义是使水泥颗粒完全分散的最小掺量，超过这一掺量，不但不会

带来流变性能的进一步改善，反而会增大水与固体颗粒的离析、泌水倾向，从而丧失稳定性。因此，最佳掺量可以理解为：使混凝土拌和物获得最佳工作性能时的掺量。

根据目前预拌混凝土搅拌站普遍使用的材料来看，进行水泥净浆流动度测定，能更有效地分析减水剂对水泥颗粒分散作用的影响。减水剂TA202最佳掺量，经试验，如图1所示，掺入2.0%时达到饱和点，最佳掺量为2.0%。

2.2LJ混凝土增强剂与减水剂双掺优化混凝土配合比

根据减水剂最佳掺量试验结果，在水胶比不变的情况下，适当调整减水剂掺量，混凝土配合比设计如表4

表4 混凝土配合比设计试验

试验号 序 等级 水胶比 水泥 粉煤灰 砂 石 水 减水剂 LJ 减水剂掺量（%） 增强剂

掺量（%） 砂率（%）

1 基准 C30 0.50 332 68 706 1049 200 7.20 / 1.8 / 40.0

2 比对 C30 0.50 320 60 733 1056 190 7.60 / 2.0 / 41.0

3 比对 C30 0.50 292 68 764 1056 180 5.40 2.16 1.5 0.6 42.0

4 基准 C40 0.43 398 67 660 1042 200 8.40 / 1.8 / 38.5

5 比对 C40 0.43 388 65 688 1034 195 9.06 / 2.0 / 40.0

6 比对 C40 0.43 350 67 727 1047 179 6.67 2.50 1.6 0.6 41.0

3.结果与对比分析

3.1混凝土的工作性能与强度性能

表5 混凝土工作性能和强度性能

试验号 序 等级 混凝土

和易性 坍落度经时变化（mm） 凝结时间（min） 抗压强度（Mpa）

初始 90min 初凝 终凝 3d 7d 28d

1 基准 C30 较好 190 155 520 635 13.5 24.3 35.1

2 比对 C30 中等、包裹性一般 200 175 580 685 12.6 23.5 34.5

3 比对 C30 良好 195 180 615 720 20.4 27.6 37.8

4 基准 C40 较好 195 165 505 610 19.6 37.6 48.0

5 比对 C40 流动性一般 190 170 565 705 17.2 35.4 46.0

6 比对 C40 良好 200 185 635 740 25.3 40.1 51.8

通过提高减水剂的掺量，可减少混凝土的用水量，水泥用量也可相应减少。虽然通过调整砂率，可以适当提高混凝土和易性，但由于混凝土浆体总量变小，影响了混凝土拌和物的包裹性和流动性。表5的试验结果说明，2#、5#配合比提高了减水剂的掺量，减少了相应的用水量和胶凝材料用量，包裹在骨料表面和骨料间隙的浆体总量减小，影响了混凝土的和易性，与基准配合比对比，28d抗压强度也有所降低。

掺加了LJ混凝土增强剂之后，3#、6#配合比的坍落度比1#、4#基准配合比有所提高，并且观察混凝土拌和物无泌水、离析现象，浆体数量增多，包裹性好。说明LJ混凝土增强剂能够充分激发各胶凝材料的机理作用，促使多次水化形成CSH凝胶体，从而改善混凝土拌和物的工作性能。由于LJ混凝土增强剂中含有硅粉、超细二氧化硅等成分，尤其是硅粉由于能与C3S水化产生CH发生二次水化反应，生成更多的水化产物增加胶凝材料体系的固体体积，改善集料界面结构和水泥石的孔结构，使混凝土更加密实，因此对混凝土强度的增长有很大帮助。从表5的试验结果可以看出，3#、6#配合比与基准配合比相比较，28d抗压强度大约增加3～4Mpa。

3.2混凝土的耐久性能

表6 混凝土耐久性能

试验号 抗渗等级 碳化深度（mm）

28d 7d 28d

1# P10 0 0.5

3# P12 0 0

4# P16 0 1

6# P20 0 0

由于LJ混凝土增强剂可以激发出比普通混凝土多出数倍的CSH凝胶体，充分包裹在骨料表面和间隙处，因此能够形成较高密实度的结构，从而能够经受住更大的水压力而具有较好的抗渗性能；混凝土的碳化就是混凝土所受到的一种化学腐蚀，时间越长，会对混凝土内部的钢筋产生锈蚀，造成结构的安全隐患。通过表6的试验结果说明，LJ混凝土增强剂与减水剂TA202双掺拌制的混凝土抗水渗透性能、抗碳化能力均优于单掺减水剂TA202的混凝土。LJ混凝土增强剂具有一定的减水性能，在保持水胶比不变的情况下，减少了水泥用量，有利于提高混凝土的体积稳定性，减少混凝土开裂机率，提高和改善了混凝土的耐久性能。

3.3经济成本分析

表7 混凝土成本测算

序 等级 名称 水泥 粉煤灰 砂 石 TA202 LJ 合计 差价

基准 C30 用量（kg） 332 68 706 1049 7.2 / 5.27

金额（元） 106.90 12.65 46.60 53.50 13.90 / 233.55

比对 C30 用量（kg） 292 68 764 1056 5.4 2.16

金额（元） 94.02 12.65 50.42 53.86 10.42 6.91 228.28

基准 C40 用量（kg） 398 67 660 1042 8.4 / 6.92

金额（元） 128.16 12.46 43.56 53.14 16.21 / 253.53

比对 C40 用量（kg） 350 67 727 1047 6.67 2.25

金额（元） 112.70 12.46 47.98 53.40 12.87 7.20 246.61

通过表7结果可以看出，LJ混凝土增强剂和减水剂TA202双掺的每立方米混凝土的原材料成本比减水剂TA202单掺的混凝土大约节省5～6元/m3，所以采用LJ混凝土增强剂和减水剂TA202双掺配制预拌混凝土，在原材料成本方面是经济的，相对而言具有一定的技术经济效益。

4.结论

4.1经过多次试验，使用LJ混凝土增强剂的配合比，充分激发SiO2和Al2O3与水泥水化生成的Ca（OH）2发生多次水化，可以节省12%的水泥用量，同时满足混凝土的工作性能和强度性能。

4.2LJ混凝土增强剂具有一定的减水性能，提高了混凝土的密实度，减少了混凝土开裂机率，从而提高了混凝土的耐久性能。

4.3通过成本分析对比，LJ混凝土增强剂和减水剂TA202双掺的每立方米混凝土的原材料成本比减水剂TA202单掺的混凝土大约节省5～6元/m3，并且可以节省水泥，为实现工业的可持续发展，节能提供了有力的支撑，并能产生相当的的利润空间，具有一定的经济效益。

参考文献

[1] 鲁文斌.复掺粉煤灰和硅灰在自密实混凝土中的应用.混凝土，2009（8）：82-84.

[2] 吴燮铭、胡鉴等.BTL混凝土强效剂对C30预拌混凝土性能的影响.混凝土，2012（3）：73-76.

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【文章编号】1006-2688（2013）06-0040-03