1前言

现代的现浇混土工程、大型预制构件(装配式建筑构件、城市制管、管柱、地铁管片、高铁预无砟轨道板等)，几乎100％在应用混凝土外加剂，主要用于改新拌混土的性能、满足现浇施工(或制品成型)工艺的要求，达到设计所需的力学性能及耐久性要求。可以说外加剂早已成为混凝土不可或缺的第五组分”类原材料。

目前在我国，非配筋、干硬性混凝土、即时脱模成型工艺生产的小型制混凝土产品(块、路面砖等)受成型工艺特殊要求、新拌混凝土无流动性等因素影响，外加剂应用还处于摸索阶段。干硬性混凝土外加剂研究论文，中文检索也基本难览踪迹。最近几年来，有混凝土副块(砖)生产企业开始应用外加剂做了许多尝试，例如将减水剂用于自透水混凝土路面砖(板)生产，收到良好的效果。但对于我国混凝土块(砖)全行业而言，外加剂有效应用仍处于起步阶段，缺乏大量的应用实践数据和效果分析;各家生产企业往往对某种外加剂的应用效果，反映不

本文针对近期热门的PC仿石面板(面砖)，简要介绍如何合理应用混凝土外加剂，大幅提高其强度和品质，在干法振压成型、湿法浇注成型工艺上进行的些探索实践情况。

2混凝土外加剂作用机理

2.1振动成型“”混土的外加剂作用机理

混凝土外加剂的学术定义:在成型前的生产过程中加入、能够显著改善或改变混凝土的初始状态、施工性能、力学性能或耐久性能，且修加量不超过10％的

物质，称之为混凝土外加剂。在混凝土PC仿石面板(面砖)生产过程中，可能会用到的减水剂、密实、增剂、着色剂(颜料)等，都可以归属于外加剂的范畴。

减水剂、密实剂类外加剂大多属于表面分散剂，它们在新混凝土中起到降低粉体物质颗粒表面性能，达到更加均匀分、润滑的作用，从在不增加用水量的前提下，能大幅度提高新拌混凝土的流动性;或保持流动性不变，可大幅度减少用水量，降低水比，使硬化混凝土的孔隙率降低、密实度增加、力学性能及耐久性(抗、抗冻融、耐腐蚀)均明显高的的。这种效果在“湿”混凝土，尤其在流动性混凝土中非常明显。需要指出:绝大多数外加剂在混土合物中起到的并非化学作用，面是物理作用它不参水泥的水化反应，只是通过分散、润滑、填充等功效降低水胶比，提高混凝土的密实度。

2.2 PC仿石面板(砖)成型用混土外加剂的作用原理

     根据JC2604-2021《仿石型混凝土面板和面砖》标准对PC仿石砖的定义，该类产品仍归属于混凝土制品范。在我国目前的生产实践中，PC仿石砖类产品实际上存在相差较大的四种成型工艺:①干硬性混凝土振压成型一一使用混凝土块成型机成型PC砖;②半湿法压制成型一一底料为干料、面料为湿料，加压、快速脱模成型;③湿料压滤成型:④“湿”混凝土浇注振动成型。目前采用第四种成型方法生产PC仿石砖的数量很少，主要是生产效率太低。

前三种PC仿石砖的成型工艺，决定了它与传统混凝土制品成型工艺存在着本质差别。主要是成型后还要保证能即时快速脱模、制品坯形状不改变，显然完全区别于“湿”混凝土成型工艺的带模养护。实际上对PC仿石用外加剂，提出一个全新的、在传统“湿”混凝土应用中所没有的性能要求:在使颗粒物料能更加均匀分散、润滑，成型过程中要有一定“流动性”来提高密实性的同时，又不能使成型后坯体混凝土具有流动性。

3  外加剂对PC仿石砖工艺的适用性

目前工程或大型预制构件生产，外加剂主要以各种功能型减水剂为主:或通常是在减水剂基础上，通过加入其它功能性材料的“复配”技术，使外加剂具备所需要的多重技术功能，满足成型工艺和制品技术性能要求。然国内已有很多复配型外加剂品种，但不适宜在PC仿石砖中直接使用——工程领域对“流动性“混凝土成熟的外加剂品种、工作原理等，并不一定适用于前文所述PC仿石砖的前三种成型工艺。

目前国内缺乏针对干硬性混凝土或半湿法压制成型工艺，开展专用外加剂或复配型外加剂的深人研究工作。这就需要针对特殊的成型工艺特点，在生产实践中去尝试、探索。

3.1 PC仿石用外加剂的技术思路

宜采用“复配”技术来寻找出适用于PC仿石砖的外加剂，要充分考虑成型用新拌混凝土基本无流动性、快速脱模等工艺特点，在满足成型工艺要求的前提下，还要能提高坯体密实性。

干硬性混凝土振压工艺成型，制品强度同样受配合比和水泥强度的影响，不过也取决于成型设备工艺参数(压力、振动類率)一密实度。在相同配合比、水胶比、水泥强度的情况下，干硬性混凝土密实度的大小，与制品强度值完全是正比关系。因此，选择在“”混凝土中使用的密实剂为基材，“复配”得到适用于PC仿石砖的外加剂。

目前适用于PC仿石砖的外加剂不外乎三种:①复合密实剂一适用于制品面层，具有高效减水和填充密实双重效果，可大幅度提高制品面层的密实度②高性能减水剂一一适用于振动成型、流动性大、高强度混凝土制品的生产，它具有高减水率和低收缩率特点可获得超高强度的混凝土制品;③高效减水剂一适用于湿法压滤成型的混凝土，具有高减水提高强度的技术效果。

3.2在千硬性混凝土PC仿石砖上的尝试

试验在盐城荣立新型建材有限公司生产线上进行。成型设备为日本虎牌公司TGV6型混凝土砌块成型机，生产成型仿石198mm98mmx60m路面砖;采用复合改性密实剂Ⅱ型，在底料、面料中的加量，根据原材料质量状况和工艺特点选择2.5％-4.5％(以水泥用量计)。生产线上的中试试验结果(见表1)，表中的抗压强度为将成型坯体存放在堆场上、养护28d后按GB/28635《混凝土路面砖》标准直接对整块砖加压测抗压强度，在荣立公司试验室压力试验机的实测值。

按GB/T28635-2012标准，则未加复合密实剂前规格198m98mmx6m伤石路面砖抗压强度标记为C40.加复合密实剂后的路面砖抗压强度标记变为C60。做试验时JC/T2604-2021标准还未布，若这个新须布的PC仿石砖产品标准，受抗压强度试验方法与CBT28635不同(试件大小不同、强度标识推定值不同)的影响，虽然当时没有做试验，仍可大致推算出:未加复合密实剂前，现格198mm mmx60mm仿石路面砖抗压强度标记约为30-35，未满足J/CT2604-2021标准对抗压强度最低值的规定;加复合密实剂后的抗压强度标记变为55(60，超出JCT2604-2021标准最小标识S0的要求。

3.2在“湿”混土浇江动成型PC仿石上的尝试

试验在甘肃武威松树建材有限公司的一条带中试性质生产线上进行。成型工艺为前文提到的第4种成型工艺浇注振动成型、带模养护，设备为企业自制用模具直接浇注振动成型生产6mom25mm的通体仿石面板(成型厚度约30mm，留出表面深加的高余量)。

采用高性能减水剂，兼有高减水、增塑、密实等效果，掺加量为:0.20％-0.30％(折固，以胶凝材料总量计);配合比设计重点考虑获得超高强、抗裂混凝土的技术路线。混凝土强度值评定采用传统的标准试件留样法，成型试件蒸养(50℃左右)6h，脱模养护14d后的抗压强度实测值(见表2)。图2是加高性能减水剂成型PC仿石面板，经磨面加工后的照片。

4. PC仿石砖成型工艺对外加剂应用的影响分析和建议

分析前文提到PC仿石砖的四种不同成型工艺无非分别采用到或组合采用到以下三种新拌混凝土:流动度大的＂湿＂混凝土、没有流动度的干硬性混凝土、有一定坍落度、振动后能流平的塑性混凝土。对于PC仿石砖产品而言，摻加外加剂主要是提高成型后混凝土密实度，从而达到同步提高强度和耐候性能等，也要有利于后期深加工。例如，半成品饰面层的气孔率越少越好。

4.1 要区别对待不同成型工艺生产PC仿石砖的外加剂

     研究与实践都证明:对不同类型的新拌混凝土，人同一种外加剂后的性能改善存在很大差异，不同类型新拌混凝土需要改善或提高的性能也不完全相同。个人认为:生产成型PC仿石砖外加剂的作用可归纳为:1)对于流动性混凝土(无论是单层，或双层布料)的实际效果非常明显，能够明显增加混凝土的密实度和强度，提高深加工抛光面的光洁度。2)对于塑性混凝土，可以起到提高密实度和强度的作用，但实际使用效果与成型时设备参数关系也很大。3)单一功能的减水剂对于干硬性混凝土，目前应用效果并不明显。外加剂在干硬性混凝土中无法提高材料分布均匀性问题。

4.2宜尝试掺加超细矿物掺合料来提高PC仿石砖的密实度

理论上讲，当混凝土单位体积具有最大骨料填充系数时，即密实度最大时，其强度值最高、吸水率最低。目前国内采用干硬性或塑性混凝土成型生产的PC仿石砖产品，成品的干密度在2100kgm-2400kgm之间。

如何改善干硬性或塑性混凝、振压成型PC仿石砖产品的性能呢?建议可先尝试掺加超细矿物摻合料、利用矿物颗粒产生的“滚珠”效应和“填充”效应，来增加混凝土密实度。该项技术的关键是:根据当地可用砂石骨料的级配和来源基础上，获取骨料配比后，选择合适的矿物掺合料品种，根据成型工艺控制好一定的加量。加密实剂等混凝土外加剂应该是放在第二位的选项，而且每家企业仍都需要经过多次试验验证。

4.3即时脱模成型工艺，掺外加剂仍要以大量试验实践为前置条件

采用干硬性或塑性混凝土、即时脱模工艺生产PC仿石砖的企业，相互之间所使用的原材料及配合比不尽相同;即使相同成型工艺和成型设备，也会存在成型机(或压机)操作参数上的差异，这些因素都会对外加剂品种、摻加量产生根本性的影响。企业应该在选择好外加剂品种后，通过反复试验确定外加剂最佳掺量，而不是采取“拿来主义”。

复配型外加剂是针对性非常强、需“量体裁衣”式的技术服务内容，它通常需外加剂供应商与用户起，通过生产性试验寻找出合适的具体复配技术参数。除了PC仿石砖的最终产品强度值、密实度等物理性能外，成型脱模时湿坯的“出浆”程度、粘模现象、不变形等实际操作经验，也是非常重要的判定性指标。

很多时候，加了外加剂的干硬性或塑性混凝土、即时脱模成型PC仿石砖时，可能仍需同步调整成型设备的振动频率和时间，来寻找出一个“契合点”协调好“出浆”(具有流动性)与脱模之间的矛盾。若在原有配合比基础上掺加外加剂，而不同时改变成型设备的运行技术参数，这需要生产线操作人员的经验积累。简单地认为外加剂就能改善提高产品技术性能，并不正确!

4.4应用外加剂的经济效益

人们对混凝土强度的认知往往存在某些误区，认为要获取高强度的途径则需要提高水泥用量，实际并非完全如此。当使用的水泥强度等级(P.042.5或P052.5水泥)确定后，水泥用量只需要浆体能满足对砂石骨料颗粒的“包裹性”成型所需的和易性要求。也就是说获取高强度混凝土并不一定要增加水泥用量。PC仿石砖产品生产过程，掺加外加剂主要是以提高密实度为目标。密实度增加，则产品硬度和弹性模量提高，成品表面也更易进行深加工来满足更好的仿石效果。单纯外加剂是会增加PC仿石砖的生产成本，不过若以达到相同强度值或密实度为对比的基础，则掺外加剂仍有可能会降低生产成本的效益一一提高了成型的半成品率以及深加工成品率和品质。

掺外加剂是有可能降低混凝土中水泥用量新拌浆料性能的改善、使用更少水泥量也可以保证其成型过程中的“包裹性”。表3是流动度大“湿”混凝土加入减水剂后、节约水泥和成本分析，对PC仿石砖具有一定的参考性，特别在采用塑性混凝土、即时脱模工艺时。

表1的数据表明:加减水剂、密实剂等外加剂，合理地调整混凝土的配合比、并不一定会增加制品的原材料成本。

当企业考虑选择价低、质劣的砂石骨料，来成型生产PC仿石砖时，掺加外加剂是改善混凝土性能、降低生产成本的技术手段之一。

5 小结

1) 混凝土外加剂(减水剂、密实剂)能够提高PC仿石砖的密实度、抗压强度，降低吸水率、提高耐候性等。从提高密实度、节约成本角度而言，优化粗、细骨料的比例搭配最大程度地减少孔隙率，采用添加矿物掺合料的措施也是一种很好的技术路线。

2) 外加剂最佳量，受到混凝土配合比、成型工艺、骨料颗粒级配和质量状况等因素影响，会产生很大的差异。PC仿石砖生产企业不宜完全照搬别人的经验，特别是采用干硬性(或塑性混凝土)、即时脱模成型工艺时。要根据本企业实际情况，通过反复试验总结经验，选择、确定外加剂品种和最佳掺量范围。

3) 混凝土外加剂应用仍存在局限性，它不能解决所有问题，并非一加就灵。更多需要与原材料、搅拌成型工艺技术参数进行协调、配套使用，才能产生1+＞2的效果。

4) 干硬性混凝土成型生产PC仿石砖时，应首先考虑选择使用复合型密实剂要根据新拌混凝土性能的改变，同步优化成型技术参数。

       本文来自建筑砌块与砌块建筑杂志202102期-段彬