一、 引言

有研究显示，目前外加剂在水泥中的减水作用仍然存在一定的局限性，导致外加剂掺量到达一定程度后便难以继续发挥减水作用，致使超过20%的水泥无法充分水化来起到增加强度的作用[1]，在这种前提下若能最大限度地利用该部分水泥，无疑具有节能环保和提高企业经济效益的积极意义。

增效剂的出现对解决该难题提供了一个新的研究方向。据试验表明，增效剂可以有效激发外加剂的减水作用，同时分散胶凝材料以提高混凝土及预拌砂浆的工作性能和强度，同时能够适当降低水泥用量来减少相关企业的生产成本。有文献验证，增效剂亦可提高混凝土及预拌砂浆的耐久性，提升后者对冻融、氯离子、渗透和裂缝、空鼓等外界侵蚀的抵抗能力[2-3]，延长混凝土及预拌砂浆产品的使用期限。本文采用某品牌的Point-ZX增效剂进行试验，探讨了不同增效剂及湿拌砂浆保水增塑剂掺量、砂浆强度等级和温度下增效剂对湿拌砂浆性能的影响情况，并对增效剂能否提高湿拌砂浆的抗渗能力做了研究，希望能起抛砖引玉之效。

增效剂的出现对解决该难题提供了一个新的研究方向。据试验表明，增效剂可以有效激发外加剂的减水作用，同时分散胶凝材料以提高混凝土及预拌砂浆的工作性能和强度，同时能够适当降低水泥用量来减少相关企业的生产成本。有文献验证，增效剂亦可提高混凝土及预拌砂浆的耐久性，提升后者对冻融、氯离子、渗透和裂缝、空鼓等外界侵蚀的抵抗能力[2-3]，延长混凝土及预拌砂浆产品的使用期限。本文采用某品牌的Point-ZX增效剂进行试验，探讨了不同增效剂及湿拌砂浆保水增塑剂掺量、砂浆强度等级和温度下增效剂对湿拌砂浆性能的影响情况，并对增效剂能否提高湿拌砂浆的抗渗能力做了研究，希望能起抛砖引玉之效。

二、 试验原料及试验方法

1. 试验原材料

(1) 水泥

采用闽福42.5普通硅酸盐水泥，其主要物理指标如下：

(2) 细骨料

采用过5mm筛的河砂，其细度模数2.6，含泥量1.6%，泥块含量0.2%。

(3) 粉煤灰

采用后石电厂II级粉煤灰，其需水量比96%，含水量0.3%，烧失量2.9%。

(4) 增效剂

采用Point-ZX增效剂，为半透明液体，无毒且不含氯离子等对预拌砂浆有害的组分。

(5) 添加剂

采用KZJ-M300湿拌砂浆保水增塑剂（复合型）和某品牌防水剂。

2 .试验方法

(1) 于砂浆中依次加入胶凝材料总量0.2-1.4%的增效剂(每0.3%掺量作为一组)，测试砂浆 的工作性能，其配合比如下：

(2) 保持增效剂用量不变，于砂浆中依次加入胶凝材料总量2.0-3.5%（每0.3%掺量作为一组），测试砂浆的工作性能，其配合比如下：

(3) 保证砂浆初始稠度及防水剂用量不变，往砂浆中加入胶凝材料总量的0.8%的增效剂，测试在M5、M10、M15、M20四个强度等级下砂浆的工作性能，配合比如下：

(4) 保证砂浆初始稠度不变，往砂浆中加入胶凝材料总量的0.8%的增效剂，测试其在5-45℃下对砂浆的增强效果，配合比同表2。

三、 试验结果及分析

1. 不同增效剂掺量对砂浆性能的影响

从表5和图1可以看出，随着增效剂掺量逐渐上升，其对湿拌砂浆的工作性能和强度的贡献呈现出先上升后平稳的趋势：增效剂掺量在0-0.8%的范围内时，湿拌砂浆的稠度、损失、保水率、28d抗压强度及14d拉伸粘结强度等指标亦随之增加；掺量超过0.8%后，砂浆的各项性能指标值逐渐平稳；湿拌砂浆的容重则全程未发生太大波动。

浅析该现象发生的原因，可作如下解释：一般来说，当水泥进行水化反应时，其体系内仍有约20%以上的水泥颗粒因未充分水化，最终无法形成致密水化硅酸钙凝胶和Ca(OH)2[W1] 晶体结构来提高强度，只能作为填充料存在。增效剂中所含的醇胺类物质[4]可通过内部的原子基团与水泥颗粒进行吸附重构，赋予水泥颗粒以极性，以此增大水泥颗粒间的静电斥力[5]，使游离水在体系中的比例逐渐提高来保证砂浆初始稠度的增加。另外在保证砂浆容重（含气量）不发生波动的情况下，增效剂能往砂浆内引入大量微小气泡，该部分微小气泡均匀分布于砂浆内，提高了砂浆的柔软度，减少泌水并延缓砂浆稠度损失的速度。

增效剂的加入促进了未水化水泥颗粒的水化进程，有助于后者形成致密的晶体结构，增大了砂浆与基层界面的粘结面积，从而在未降低水泥用量的前提下提高砂浆的28d抗压强度和14d拉伸粘结强度。当增效剂掺量在0-0.8%范围内时，增效剂对于水泥的分散作用随着掺量的提高而上升，并于0.8%掺量时达到顶峰；当掺量超过0.8%时，多余的增效剂分子不再对水泥颗粒进行分散促进，此时砂浆强度无明显增长而呈现平缓趋势。

2. 增效剂对不同保水增塑剂掺量下砂浆的性能影响

表6和图2的结果说明，在增效剂掺量不变但保水增塑剂掺量逐步上升的情况下，砂浆的工作性能和强度发展呈现出如下趋势：湿拌砂浆的稠度、损失、保水率及14d拉伸粘结强度逐步上升；28d抗压强度虽比基准高，但和容重一起呈现下降态势。

由于保水增塑剂中的引气和保塑组分含量较高，一方面引气组分作为表面活性剂，其界面活性作用主要发生在气-液界面上能显著降低水的表面张力和界面能，使湿拌砂浆内部存在大量微小的封闭球状气泡(直径大多小于200μm)，这些微气泡如同滚珠一样，减少集料颗粒间的摩擦阻力，且引气剂分子可定向吸附于气泡表面形成较为牢固的液膜保证气泡稳定而不易破裂，同时由于水分均匀分布在大量气泡的表面，使得能自由移动的水量减少，从而减少砂浆泌水量及稠度损失、降低砂浆容重、提高砂浆保水和粘聚性。另一方面保水组分作为高分子化合物，其分子链无限连接，分子之间呈现复杂具有一定交联度的三维网状结构，该网络中的亲水基团遇水发生解离并在网络和水之间产生浓度差，进而吸收水分以维持浓度平衡；再者网络吸水扩张且亲水基团可与水分子形成氢键，所以保水剂遇水后可以迅速吸收和贮存较多的水，形成水凝胶以提高砂浆体系的粘性、保水性和拉伸粘结强度。由于引气和保水增塑组分的共同作用，当保水增塑剂的掺量上升而增效剂掺量不变时，增效剂对砂浆抗压强度的促进作用被其掩盖，砂浆抗压强度下降，这也是为何出现上述现象的原因。

3. 不同温度下增效剂对砂浆性能的影响

不同温度下增效剂对湿拌砂浆性能的影响如下所示。从中可以看出，随着温度上升，砂浆的稠度、保水率、抗压强度和拉伸粘结强度也随之提高，但损失亦慢慢增大，并在45℃时达到峰值湿拌砂浆和干混砂浆的区别，这说明了随着温度的上升，增效剂及保水增塑剂的起效时间开始缩短。造成该结果的原因与增效剂掺量对于湿拌砂浆性能的影响机理类似：砂浆强度增长其实与混凝土一般，实质上都是水泥从水泥浆体到水化物膜层再到凝聚结构最终发展为结晶结构的过程。当环境温度较低时，增效剂活性受到抑制，对于砂浆中未水化水泥颗粒的分散作用减弱，延缓了水泥颗粒水化过程；随着温度升高，增效剂和保水增塑剂的活性亦有所提高，溶胀分散效应所需的时间随之降低，此时增效剂的激发作用还可以促进粉煤灰玻璃体活性物质在早期溶出以激发粉煤灰的早期活性[6]，所以在同样搅拌时间的前提下，砂浆体系内的胶凝材料更容易发生水化反应以得到和易性更好、强度更高、粘聚性更佳的砂浆成品。另外由于温度升高，砂浆体系失水的速度开始加快，故砂浆稠度损失也随之增大。

4. 不同强度等级下增效剂对砂浆性能的影响

增效剂对于不同强度等级的砂浆增效情况如表8所示。试验数据说明，随着湿拌砂浆强度等级上升湿拌砂浆和干混砂浆的区别，砂浆的稠度、损失、保水率、强度等指标亦随之变好，且强度等级越高，强度增长幅度越大。究其原因可以从两方面来阐述：一是强度等级高的水胶比小，胶凝材料和增效剂用量大。当砂浆水胶比小时，水泥颗粒间相互连接形成骨架结构所需时间更短，凝结硬化过程中多余水分蒸发后形成的孔隙少；而且当胶凝材料用量高时，砂浆体系中存在更多的未水化水泥颗粒，增效剂的分散作用可降低其表面能，增大其反应活性，最终提高砂浆抗压强度。另一方面，由于高强度等级砂浆的保水增塑剂用量更大，此时砂浆的保水性和粘聚性也更好，表现在宏观方面就是砂浆的稠度、损失、保水率和拉伸粘结强度的数值更高。

加入增效剂后，砂浆的渗透压力均有所增大，这说明了砂浆的抗渗能力也随之提高。究其原因是因为增效剂的分散作用有助于水泥与其他材料充分混合均匀，增加拌合水的有效分配和利用，使砂浆中未参与水化的水泥颗粒也能充分水化，最终提升单位体积内有效水泥颗粒的比例；其次通过改变砂浆中胶凝材料的分子晶形结构与排列方式，增强其包裹胶结集料的能力，进而减少砂浆内部不良的多相晶体结构、孔结构和界面过渡区，使其更加致密和均匀，从而有效减少砂浆内部缺陷，抑制外界水分渗透，提高砂浆的渗透压力。由于强度等级越高，砂浆的致密程度也越高，故掺加增效剂后，高强砂浆的抗渗压力增长幅度要高于低强砂浆的增长幅度。

四、 结论

1. 增效剂可以分散砂浆中的未水化水泥颗粒以促进其水化进程，其作用效果与其掺量和温度正相关；当增效剂掺量为0.8%，环境温度为45℃时，增效剂对砂浆稠度、保水率、抗压强度和粘结强度的促进作用最佳，但温度过高会导致砂浆稠度损失变大。

2. 当增效剂掺量不变而保水增塑剂掺量上升时，增效剂对砂浆抗压强度的贡献减弱，砂浆容重降低，但其他指标呈现上升态势。

3. 增效剂对砂浆的增强作用随着砂浆的强度等级增加而增加，且强度等级越高，强度增长幅度越大；增效剂通过分散作用和减少砂浆内部不良的多相晶体结构、孔结构和界面过渡区来使砂浆更加致密和均匀，从而抑制外界水分渗透，提高砂浆的渗透压力。

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