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1、三萜皂苷掺量对混凝土和易性及抗压强度的影响摘要：混凝土含气量大小影响拌合物和易性及硬化混凝土的多项理化性能， 针对特定配合比研究三萜皂苷掺量对混凝土性能的影响对施工生产有很好的指 导意义，本文通过调整引气成分三萜皂苷在聚羧酸系减水剂复配改性过程中的 引入掺量，研究其对混凝土拌合物和易性及硬化混凝土抗压强度的影响。关键词：三萜皂苷；含气量；和易性；抗压强度；减水剂1 实验背景减水剂能够提高混凝土拌合物坍落度的保持能力，即在维持坍落度不改变的 情况下，降低拌和用水量，由于决定混凝土强度的最大因素是水胶比，即水跟胶 凝材料的比例，所以加入减水剂能够间接达到节省水泥的效果。减水剂是目前工 程施工中必不
2、可少的一种混凝土外加剂。减水剂经过萘系、磺化三聚氰胺甲醛树 脂类等减水剂的发展沉淀，聚羧酸系高性能减水剂作为第四代产品，以其高减水 率、高保坍性等特点，越来越多的应用于混凝土施工生产，其中在 C50 及以上 标号的混凝土应用中有的不可替代的作用。1.1 三萜皂苷三萜皂苷指苷元为三萜类化合物的一类糖苷，主要分布于陆地高等植物中， 在某些低等海洋生物中也少量存在。三萜类成分是一类基本母核由 30个碳原子 所组成的萜类化合物，以游离形式或以与糖结合成苷或酯的形式存在于植物体内 三萜苷类化合物因多数可溶于水，且其水溶液振摇后能产生大量持久性肥皂样泡 沫，故被称为三萜皂苷。1.2 三萜皂苷引气优点根据三
3、萜皂苷的化学结构及特性，其引入减水剂复配改性过程，具有掺量小 引入气泡微小均匀，相比于其他引气成分，产生的气泡更稳定，在混凝土拌合物 中不易迁移，不易合并成有害的大气泡，有明显改善拌合物和易性、减小拌合物 坍落度损失等优点。三萜皂苷作为混凝土减水剂复配过程中比较流行且高效的引 气成分，在混凝土减水剂行业应用广泛。2混凝土减水剂达到减水效果的机理分散作用：加入减水剂后，减水剂分子的表面活性作用使其能定向吸附于水 泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带相同电荷，形成静电排斥作用，使水泥颗粒相互 排斥、分散，絮凝结构解体，释放出被包裹的拌合水参与流动，即混凝土流动性 增加。润滑作用：减水剂中的亲水基团，有定向
4、吸附作用，使附着于水泥颗粒表面 的减水剂与水分子缔合形成一层稳定水膜，具有很好的润滑效果。空间位阻作用：减水剂分子有亲水性支链，伸展在水溶液中，在水泥颗粒表 面构成亲水结构层。水泥颗粒相互靠近时，层结构开始相互重叠，产生空间位阻 作用，控制坍落度损失。3 聚羧酸系减水剂存在的缺点3.1 产品适应性较差。聚羧酸系减水剂在合成阶段对聚合物单体的选择性较大，在配置高标号、高 性能、自密实混凝土过程中，存在着黏性高、泵损大等缺点。3.2 减水剂的复配改性为了消除或降低减水剂存在的缺点，减水剂在投入使用前会进行试配实验， 通过掺入其他材料（简称小料）对减水剂复配改性，使拌合物达到理想的和易性 强度指标及
5、耐久性能。在减水剂的复配改性过程中，有各种不同功能的小料，如 能增加混凝土早期强度的硫酸钠，可延长混凝土凝结时间的三聚酸钠、六偏磷酸 钠、麦芽糊精、柠檬酸（钠），可在高温下延长混凝土凝结时间的葡萄糖酸钠， 可在低温下延长混凝土凝结时间的白糖，可起防冻作用的亚硝酸钠、亚硝酸钙， 以及起引气作用的十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺（硫）酸钠、松香皂化物、三萜皂苷等。另外有增稠作用、降黏作用、消泡作用的复合类产品也会运用在 减水 剂复配过程中。3.3 混凝土引气合理的含气量能增加新拌混凝土黏聚性，改善混凝土和易性，减少拌合物泌 浆泌水和分层离析，增强硬化混凝土的密实性，提高混凝土结构物抗渗、抗冻等 耐久性
6、。4 混凝土配合比表 1 混凝土配合比原材水河碎石（mm）减水料泥砂L_剂规格52中I 5-1河高性.5砂卜|卜1水能数量4673436571624.63(1) 聚羧酸减水剂引入三萜皂苷的掺量为0.5%。-0.7% (质量比)，根据此C50 配合比原材料，实验中发现在其他掺量下混凝土和易性极差，不存在施工参 考价值，本文不作探讨；(2) 减水剂复配过程中只调整三萜皂苷掺量，其他组分不变；( 3 )由于掺入三萜皂苷的减水剂会使混凝土含气量增加，拌合物流动性改 善，根据 GB 8076-2008混凝土外加剂，高性能减水剂的减水率是通过控制 加入受检减水剂拌制的混凝土的坍落度得到，所以加入三萜皂苷会
7、导致减水剂的 减水率变大，为不改变原有混凝土配合比，本次实验混凝土拌合物坍落度控制在 160mm 到 240mm。(4)由于三萜皂苷掺量区间为 0.5%-0.7%，在配制过程中称量质量只有0.05g-0.7g (按每次制备100g左右计算)，为了提高复配过程中的称量精度，三 萜皂苷粉剂用水稀释 100 倍；6 实验结果及分析引入不同掺量三萜皂苷下的实验结果图 3 混凝土出机扩展度及 1h 后扩展度 图 4 混凝土含气量及抗压强度变 化曲线(1)随着三萜皂苷掺量的增加，混凝土拌合物出机坍落度、扩展度随之增加，并在掺量为 2.0%之后，增加趋势明显；在三萜皂苷掺量为 2.0%以下时 1 小时后混凝
8、土拌合物的坍落度、扩展度损失严重，继续提高掺量后拌合物坍落 度、扩展度损失开始变慢，当三萜皂苷掺量达到4.0%。时，保持效果达到最佳, 一小 时基本无损失.（2）据图 4 可以发现，减水剂不掺加三萜皂苷时，由于骨料及减水剂本身 含气影响，混凝土的初始含气量为 0.5%；随着复配过程中三萜皂苷掺量的增加， 混凝土含气量不断提高，硬化混凝土 7 天及 28 天抗压强度不断提高；当三萜 皂 苷掺量为 4.0%时，混凝土含气量为 2.9%，此时混凝土抗压强度不再增长； 继续 增加三萜皂苷掺量后混凝土含气量继续增大，混凝土 7 天及 28 天抗压强 度开始 下降，且下降趋势更明显。（3）据图 4 可以发
9、现，当三萜皂苷掺量在 2.0%-5.0%范围内时，混凝土 试 配强度能得到保证，当三萜皂苷掺量为 3.8%左右时，混凝土抗压强度最佳（4）实验中发现随着三萜皂苷掺量混凝土拌合物黏聚性及保水性能也得到 改善，在掺量为 3.0%时达到最佳状态，随着掺量继续增加，混凝土拌合物和易 性变化不明显。7 结语聚羧酸系减水剂复配改性过程中，三萜皂苷掺入能明显改善混凝土拌合物的 和易性，其掺量与混凝土含气量存在正相关联系，通过调整三萜皂苷的掺量，可 以达到最佳的混凝土抗压强度。参考文献：1 胡庆华，李远，李艳红.三萜皂苷引气剂对混凝土性能的影响 A.2010,（2）.于孝民，混凝土引气剂优选试验研究A.河海大学学报.2009,（5）.1.
三萜皂苷掺量对混凝土和易性及抗压强度的影响
