用不同方法檢測水泥與減水劑的相容性

全美蓮,孫換美

（蒙西建筑工程試驗室，內(nèi)蒙古 蒙西016014）

1 實驗項目

水泥Marsh 時間、放置1 小時的Marsh 時間、初始凈漿流動度及放置1 小時后的流動度、混凝土流態(tài)、坍落度、坍落度損失、保水性、抗壓強度等性能。

2 實驗依據(jù)

通用硅酸鹽水泥（GB 175—2007）

水泥膠砂強度檢驗方法（GB/T 17671—1999）

水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法（GB/T 1346—2001）

水泥膠砂流動度測定方法（GB/T 2419—2005）

水泥細度檢驗方法·篩析法（GB/T 1345—2005）

普通混凝土配合比設計規(guī)程 （JGJ55-2011）

普通混凝土拌合物性能試驗方法標準（GB/T 50080—2002）

普通混凝土力學性能試驗方法標準（GB/T 50081—2002）

混凝土外加劑（GB 8076—2008）

普通混凝土用砂、石質(zhì)量檢驗方法標準（JGJ 52—2006）

通用硅酸鹽水泥（GB 175—2007）

水泥膠砂強度檢驗方法（GB/T 17671—1999）

水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法（GB/T 1346—2011）

水泥膠砂流動度測定方法（GB/T 2419—2005）

水泥比表面積測定方法·勃氏法（GB/T 8074—2008）

水泥化學分析方法（GB/T 176—2008）

水泥與減水劑相容性試驗方法（JC/T1083-2008）

3 實驗原材料

3.1 水泥

蒙西P·O42.5R，編號：10014、10017、10018、10019。

3.2 砂子

中砂；細度模數(shù)：2.52；含泥量：4.5%； 泥塊含量：2.0%。

產(chǎn)地：蒙西砂石廠。

3.3 石子

5 ～31.5mm 碎石，含泥量：1.3%； 泥塊含量：0.8%。

產(chǎn)地：蒙西砂石廠。

3.4 水

飲用水。

3.5 外加劑

萘系高效減水劑FDN，減水率18%。

表1 水泥化學分析實驗結果 %

表2 水泥物理性能實驗結果

4 混凝土試驗過程及結果分析

4.1 水泥化學分析及物理性能實驗

見表1，表2。

4.2 減水劑在泵送混凝土中的性能實驗

4.2.1 實驗方法

仿現(xiàn)場施工，相同條件下 （水泥、砂石、外加劑、用水量相同）。

4.2.2 配合比

每方混凝土原材料用量，水泥：330kg，砂子：783kg，石子：1131kg，水：143.5kg。實驗用量：水泥：砂子：石子：水=7：13.51：20.3：2.41。外加劑摻量C×1.0%，固定用水量。

4.2.3 試驗結果

見表3。

表3 試驗結果

4.3 結果分析

（1）與減水劑相容性：固定用水量，通過四個編號水泥在混凝土中的拌合物性能對比得出：

①水泥編號10019 表現(xiàn)出與外加劑最好的相容性，拌合物初始流動性好，經(jīng)時損失后，拌合物還有較好的流動性，能夠滿足泵送要求；拌合物初始坍落度大，半小時、1 小時坍落度損失最小，而且初始拌合物表面有大量氣泡、拌合物周圍有水泌出，這說明水灰比在0.435 時，外加劑摻量為1.0%時，在混凝土中達到過飽和現(xiàn)象。

②水泥編號10018 水泥表現(xiàn)出與外加劑較好的相容性，拌合物初始流動性較大，經(jīng)時損失后，有一定的流動性；拌合物初始坍落度大，但1 小時后坍落度損失較大，這說明1%減水劑摻量已滿足原材料的吸附量，但在部分水泥水化后，減水劑摻量又表現(xiàn)出一定的不足。

③水泥編號10014、10017 水泥表現(xiàn)出與外加劑不好的相容性，拌合物初始沒有流態(tài)，經(jīng)時損失后，拌合物漿體發(fā)硬，完全沒有流動性，不能滿足泵送要求；拌合物初始坍落度小，半小時、1 小時坍落度經(jīng)時損失很大，這說明水灰比在0.435 時，外加劑摻量為1.0%，在混凝土中表現(xiàn)出外加劑摻量不足的特點。

（2）混凝土抗壓強度：編號10017、10018、10019 三個水泥樣在混凝土中的強度相差不大，編號10014 水泥混凝土的3d、28d 混凝土強度相對較低。

5 水泥與減水劑Marsh 時間相容性試驗

水泥：蒙西P·O42.5R ，編號：10014、10017、10018、10019；水泥用量：500g, 水：175g, 水灰比：0.35，外加劑：FDN，試驗方法：依據(jù)《水泥與減水劑相容性試驗方法》JC/T1083-2008。

從表4和圖1、圖2的試驗結果可以看出：

（1）Marsh 時間： 隨著FDN 摻量的增加，水泥漿體Marsh時間逐漸減小，在外加劑摻量達到一定量下，Marsh 時間隨著FDN 摻量的增加不再有明顯的變化，此時的外加劑摻量也就是飽和點摻量；在相同外加劑摻量下，四個編號水泥有不同的Marsh 對應時間，其中，水泥編號為10018、10019 對應時間較小，水泥編號10014、10017 對應時間較長，這說明在外加劑摻量相同情況下，水泥編號10018、10019 的流動性較大。

表4 水泥與減水劑Marsh 相容性試驗結果

圖1 減水劑摻量與初始Marsh 時間的關系

圖2 減水劑摻量與60min 后Marsh 時間的關系

（2）水泥飽和點：通過做趨勢線得出,編號為10014 的水泥飽和點摻量為1.2%，編號為10017 的水泥飽和點摻量為1.1%，編號為10018 的水泥飽和點摻量為0.9%，編號為10019 的水泥飽和點摻量為0.8%。

（3）60min 經(jīng)時損失率：FDN 摻量較小時，水泥經(jīng)時損失率較大，隨著FDN 摻量的增加，四個編號水泥的經(jīng)時損失率都有明顯的減小，在達到飽和點以后，損失率變化不再隨著FDN 摻量的增加而明顯變化，基本趨于穩(wěn)定。

6 水泥與減水劑在凈漿流動度試驗

水泥：蒙西P·O42.5R，編號：10014、10017、10018、10019；水泥用量：500g, 水：145g,水灰比：0.29，外加劑：FDN，試驗方法：依據(jù)《水泥與減水劑相容性試驗方法》JC/T1083-2008 凈漿試驗方法。

表5 水泥與減水劑的凈漿流動度試驗結果

圖3 減水劑摻量與初始凈漿流動度的關系

從表5和圖3、圖4的試驗結果可以看出：

（1）凈漿流動度：隨著減水劑摻量的增加，四個編號水泥樣的凈漿流動度都有不同程度的增加，在達到一定摻量下，凈漿流動度增加緩慢趨于穩(wěn)定，摻量再增加時，凈漿表面開始泌水，有大量氣泡出現(xiàn)。

（2）水泥飽和點：通過做趨勢線得出,編號為10014 的水泥飽和點摻量為1.2%，編號為10017 的水泥飽和點摻量為1.0%，編號為10018 的水泥飽和點摻量為0.9%，編號為10019的水泥飽和點摻量為0.9%。

（3）60min 后凈漿流動度經(jīng)時損失：放置1 小時后四個編號水泥凈漿流動度經(jīng)時損失率都較大，其中最大的為編號10017，其次為10014，編號10018、10019 一小時損失相對較小，流動性較大。說明達到飽和點后，繼續(xù)增大外加劑摻量后，能夠保證水泥有較大的流動度，在混凝土中具有保坍性能。

7 結論

通過用混凝土拌合物性能試驗方法、水泥凈漿流動度法、Marsh 試驗法三種對比方法驗證水泥與減水劑的相容性，總結如下：

（1）三種試驗方法檢測結果一致，能夠從不同側面檢測出水泥與減水劑的相容性，但各有其特點，Marsh 試驗方法主要是反映漿體黏度，通過時間來衡量，在試驗中數(shù)據(jù)比較敏感，影響因素較多，本次試驗繪制出的曲線圖有不光滑的特點，這就要求我們試驗室具備穩(wěn)定的試驗條件，穩(wěn)定的試驗手法；凈漿流動度法主要檢測漿體的流態(tài)，在試驗過程中表現(xiàn)出較直觀的現(xiàn)象，從漿體中就能判斷出飽和點，如達到飽和點后漿體有泌水、氣泡等試驗現(xiàn)象；混凝土拌合物的工作性檢測是水泥與外加劑相容性最終的表現(xiàn)，試驗結果比較滯后，不能及時指導生產(chǎn)。

（2）Marsh 筒法采用大水灰比為0.35，與混凝土的實際水灰比接近，凈漿流動度法采用小水灰比0.29，與混凝土的實際水灰比有一定的差距，本次試驗結果顯示Marsh 筒法所測得的結果和凈漿流動度檢測的結果與混凝土的流動性都具有較好的對應性，用Marsh 檢測出各水泥飽和點與凈漿流動度檢測的飽和點基本一致。

（3）隨減水劑摻量的增加凈漿流動度法所測經(jīng)時損失率遠遠高于Marsh 筒法所測經(jīng)時損失率，這是因為凈漿流動度法的水灰比小于Marsh 筒法。

（4）Marsh 試驗數(shù)據(jù)較敏感，試驗條件范圍苛刻，影響因素較多，如要長期指導生產(chǎn)，需要在試驗溫濕度條件穩(wěn)定、設備配套等情況下檢測。

（5）用Marsh 檢測出各水泥飽和點與凈漿流動度檢測的飽和點基本一致。

（6）Marsh 試驗法適合指導生產(chǎn)，跟蹤出廠水泥檢驗；凈漿流動法具有檢測方便、快捷、直觀等特點，適用于施工現(xiàn)場、技術服務指導等試驗檢測。