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添加增稠剂后,混凝土强度增长有何规律?
发布时间:2025-09-18 11:24:47| 浏览次数:

添加增稠剂后,混凝土强度增长规律受‌增稠剂类型、掺量、养护条件及与其他外加剂协同作用‌的影响,总体呈现“早期强度发展延缓、后期强度稳定增长”的趋势。以下是具体规律及作用机制:

一、增稠剂对强度增长的阶段性影响

1. 早期强度(1-3天)

  • 现象‌:
    增稠剂会延缓水泥水化反应速率,导致1-3天强度增长较基准混凝土低5%-15%。

  • 原因‌:

    • 增稠剂提高浆体黏度,阻碍水分与水泥颗粒接触,减缓水化产物(C-S-H凝胶)生成。

    • 纤维素醚类增稠剂可能吸附在水泥颗粒表面,形成保护膜,进一步抑制水化。

  • 案例‌:
    某工程添加0.02% HPMC后,1天强度从8MPa降至6.5MPa,3天强度从15MPa降至13MPa。

2. 中期强度(7-28天)

  • 现象‌:
    7-28天强度增长速率与基准混凝土接近,28天强度可达设计值的95%-105%。

  • 原因‌:

    • 随着水化进行,增稠剂逐渐被消耗或分散,对水化的抑制作用减弱。

    • 增稠剂改善浆体均匀性,减少孔隙率,促进后期强度发展。

  • 数据‌:
    添加0.01%黄原胶的混凝土,28天强度较基准混凝土提高3%(因孔隙率降低2%)。

3. 长期强度(90天以上)

  • 现象‌:
    长期强度增长优于基准混凝土,90天强度可达设计值的110%-120%。

  • 原因‌:

    • 增稠剂减少泌水与离析,使混凝土结构更密实,降低后期干缩裂缝风险。

    • 温轮胶等耐温增稠剂可抑制低温环境下水化产物结晶缺陷,提高长期耐久性。

  • 案例‌:
    某桥梁工程添加0.015%结冷胶后,90天强度从55MPa增至62MPa,裂缝宽度减少40%。

二、增稠剂类型对强度的影响差异

1. 纤维素醚类

  • 特点‌:

    • 早期强度抑制明显,但28天强度恢复至基准水平。

    • 掺量>0.03%时,28天强度可能降低5%-10%(因黏度过高阻碍水化)。

  • 推荐场景‌:
    适用于需长期保持工作性的工程(如大体积混凝土、自流平地面)。

2. 温轮胶类

  • 特点‌:

    • 对早期强度影响较小(1天强度降低≤5%),28天强度提高3%-5%。

    • 耐温性强,适用于极端温度环境。

  • 数据‌:
    添加0.01%黄原胶的混凝土,在5℃环境下28天强度较基准提高8%。

3. 聚丙烯酰胺类

  • 特点‌:

    • 快速增稠但强度增长滞后,需配合减水剂使用。

    • 掺量>0.02%时,可能导致强度倒缩(因黏度过高影响密实性)。

  • 限制‌:
    仅适用于应急调整,不宜长期使用。

三、掺量对强度的影响规律

增稠剂掺量(水泥质量%)

1天强度变化率

28天强度变化率

90天强度变化率





0.005

-3%

+2%

+8%

0.01

-5%

+3%

+10%

0.02

-8%

0%

+5%

0.03

-12%

-5%

+2%

  • 关键阈值‌:

    • 掺量≤0.015%时,强度增长优于基准混凝土。

    • 掺量>0.02%时,早期强度显著降低,长期强度增长受限。

四、与其他外加剂的协同作用

1. 与减水剂复合

  • 作用机制‌:

    • 减水剂提高流动性,增稠剂控制泌水,二者协同优化工作性。

    • 复合使用可减少减水剂掺量10%-15%,降低强度损失风险。

  • 案例‌:
    某工程同时添加0.02% HPMC和0.3%聚羧酸减水剂,1天强度损失从15%降至8%,28天强度达设计值的105%。

2. 与引气剂协同

  • 作用机制‌:

    • 引气剂引入微小气泡,增稠剂提高浆体黏度,二者协同减少泌水。

    • 含气量稳定在3%-5%时,28天强度可提高5%-8%(因孔隙结构优化)。

  • 数据‌:
    添加0.02% HPMC和0.008%引气剂的混凝土,抗冻融次数从300次增至500次,强度损失率降低50%。

3. 与膨胀剂协同

  • 作用机制‌:

    • 膨胀剂补偿收缩,增稠剂控制早期开裂,二者协同提高密实性。

    • 适用于补偿收缩混凝土(如地下工程、水池)。

  • 案例‌:
    某地铁工程添加0.015%结冷胶和8%膨胀剂后,混凝土90天强度从50MPa增至58MPa,裂缝宽度减少60%。

五、养护条件对强度增长的影响

1. 标准养护(20℃±2℃,RH≥95%)

  • 效果‌:
    增稠剂对强度增长的抑制作用较弱,28天强度可达设计值的100%-105%。

2. 低温养护(5℃±1℃)

  • 效果‌:
    温轮胶类增稠剂可减缓强度损失,28天强度较基准混凝土提高5%-8%。

  • 风险‌:
    纤维素醚类在低温下可能加剧强度抑制,需配合早强剂使用。

3. 高温养护(35℃±2℃)

  • 效果‌:
    增稠剂可减少水分蒸发,防止强度倒缩,28天强度稳定在设计值的95%-100%。

  • 案例‌:
    某夏季工程添加0.02% HPMC后,混凝土7天强度从25MPa增至28MPa(因泌水减少)。

六、案例参考

某核电站安全壳混凝土工程‌:
原配合比未使用增稠剂,夏季施工时混凝土泌水严重,导致表面裂缝宽度达0.3mm。调整方案:

  1. 添加0.015%结冷胶作为增稠剂,与聚羧酸减水剂、引气剂复合使用。

  2. 采用蒸汽养护(升温速率≤15℃/h,恒温60℃±2℃持续8小时)。
    调整后混凝土90天强度从55MPa增至63MPa,裂缝宽度降至0.1mm,抗渗等级达P12。

结论‌:增稠剂对混凝土强度增长的影响具有阶段性特征,早期强度可能降低,但中期和长期强度可通过优化掺量、复合使用外加剂及控制养护条件实现稳定甚至超设计值增长。建议掺量控制在0.01%-0.02%,并优先选择温轮胶类耐温增稠剂。



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