水泥混凝土中外加劑的試驗(yàn)研究分析

郭鵬飛

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院,山西太原 030000)

水泥混凝土中外加劑的試驗(yàn)研究分析

郭鵬飛

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院,山西太原 030000)

原材料要求、各項(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)要點(diǎn)、各種外加劑試驗(yàn)區(qū)別、勻質(zhì)性試驗(yàn)難點(diǎn)。

外加劑混凝土性能檢驗(yàn)

1 外加劑混凝土性能檢驗(yàn)原材料要求

(1)水泥:基準(zhǔn)水泥是檢驗(yàn)砼外加劑性能的專用水泥P．I42．5型硅酸鹽水泥,必須由經(jīng)中國建材聯(lián)合會(huì)砼外加劑分會(huì)與有關(guān)單位共同確認(rèn)具備生產(chǎn)條件的工廠供給。

(2)砂:符合GB/T14684中Ⅱ區(qū)要求的中砂,但細(xì)度模數(shù)為2．6～2．9,含泥量小于1%。

(3)石子:符合GB/T14685要求的公稱粒徑為5～20mm的碎石或卵石,其中10～20mm:5～10mm=60%:40%,滿足連續(xù)級(jí)配要求,針片狀含量小于10%,空隙率小于47%,含泥量小于0．5%,如有爭議,以碎石結(jié)果為準(zhǔn)。

(4)外加劑摻量:按生產(chǎn)廠家指定摻量。如果沒有推薦摻量可以根據(jù)水泥與減水劑相容性試驗(yàn)方法做出飽和摻量點(diǎn)。

(5)配合比:高性能減水劑或泵送劑的水泥用量為360kg/m3,砂率為43～47%,坍落度控制在(210±10)mm。摻其它外加劑的水泥用量為330kg/m3,砂率為36～40%,坍落度控制在(80±10)mm。

2 各項(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)重點(diǎn)

(1)坍落度測定:當(dāng)砼坍落度為(210±10)mm時(shí),分兩層裝料,每層用插搗棒插搗15次,其它為分三次裝料,每層用插搗棒插搗25次。測定1h經(jīng)時(shí)變化量時(shí),先把預(yù)留砼裝入濕布擦拭過的筒內(nèi),加蓋靜置1h,然后到出,在鐵板上用鐵鍬翻拌均勻,再進(jìn)行測試。用出機(jī)時(shí)的坍落度減去1h后的坍落度即為坍落度1h經(jīng)時(shí)變化量。

(2)減水率:按規(guī)定的水泥、砂率和假定的砼容重,進(jìn)行配合比計(jì)算,往攪拌機(jī)里加水可以緩慢適量的加入,目測砼坍落度,倒出進(jìn)行坍落度測試,然后進(jìn)行調(diào)整用水量和砂率,直到一次性加入水可以達(dá)到需要坍落度的砼,再進(jìn)行三次平行試驗(yàn)。

(3)泌水率:吸水前5min應(yīng)將筒底一側(cè)墊高20mm,吸水后再放平。試驗(yàn)時(shí)前60min,每隔10min吸水一次,以后每隔20min吸水一次,直至連續(xù)三次無泌水為止。

(4)含氣量:測試方法和砼含氣量試驗(yàn)一樣,氣壓表一定時(shí)間需要進(jìn)行自校,并繪制對(duì)應(yīng)坐標(biāo)圖,保證測得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(5)凝結(jié)時(shí)間差:將砼拌合物用5mm圓孔篩篩出砂漿,測試針分為三種100mm2,50 mm2,20mm2,對(duì)應(yīng)的單位面積貫入阻力范圍分別為(0．2-3．5)MPa,(3．5-20．0)MPa,(20．0-28．0)MPa,換算為貫入阻力,要及時(shí)換針。以貫入阻力為縱坐標(biāo),測試時(shí)間為橫坐標(biāo),繪制貫入阻力值與時(shí)間關(guān)系曲線,求出貫入阻力值達(dá)到3．5MPa時(shí),對(duì)應(yīng)的時(shí)間為初凝時(shí)間,貫入阻力值達(dá)到28MPa時(shí),對(duì)應(yīng)的時(shí)間為終凝時(shí)間。注意,從水泥與水接觸時(shí)開始計(jì)算凝結(jié)時(shí)間,測試時(shí)要扣除筒和砼的自重。

(6)抗壓強(qiáng)度比:以受檢砼與基準(zhǔn)砼同齡期抗壓強(qiáng)度之比表示。

(7)收縮率比:試件成型后應(yīng)帶模養(yǎng)護(hù)(1-2)d,并保證拆模時(shí)不損傷試件,拆模后應(yīng)立即送至溫度為(20±2)℃、相對(duì)濕度為95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù),試件在3d時(shí)從標(biāo)養(yǎng)室取出立即測試初始長度,此后按(20±2)℃,相對(duì)濕度為(60±5)%進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和試驗(yàn)。一個(gè)試塊要重復(fù)測試三次,共三個(gè)試塊進(jìn)行平行試驗(yàn),中間還需用標(biāo)準(zhǔn)桿進(jìn)行驗(yàn)證零點(diǎn)。初始長度測試后測釘不能掉下否則試塊作廢。測釘上需有凹型,3d和再過28d才能找到最佳“尖頂尖”位置,保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3 其它外加劑試驗(yàn)特點(diǎn)

(1)泵送劑:水泥用量采用卵石時(shí)為(380±5)kg/m3,采用碎石時(shí)為(390±5)kg/m3。砂率宜為44%,用水量應(yīng)使基準(zhǔn)砼坍落度為(100±10)mm,受檢砼坍落度為(210±10)mm。

(2)防水劑:砼坍落度可以選擇(80±10)mm,或者(180±10)mm,當(dāng)采用(180±10)mm坍落度砼時(shí),砂率宜為38%-42%。但需注意滲透高度比試驗(yàn)的砼一律采用坍落度為(180±10)mm的配合比。

(3)防凍劑:坍落度控制在(80±10)mm,抗壓強(qiáng)度比需要注意,摻防凍劑受檢砼在規(guī)定時(shí)間預(yù)養(yǎng)(20±3)℃后移入冰箱內(nèi)并用塑料布覆蓋試件,其環(huán)境溫度應(yīng)于3-4h內(nèi)均勻地降至規(guī)定溫度,養(yǎng)護(hù)7d后脫模,放置在(20±3)℃環(huán)境溫度下解凍,解凍時(shí)間按下表規(guī)定進(jìn)行,解凍后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)或轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。(如表1）

需要引起注意的是,防凍劑的抗壓強(qiáng)度比,基準(zhǔn)全為28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度,受檢砼強(qiáng)度為規(guī)定的負(fù)溫度養(yǎng)護(hù)7d或負(fù)溫度養(yǎng)護(hù)7d后再轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d或56d的強(qiáng)度。

(4)速凝劑。

1)凝結(jié)時(shí)間:攪拌鍋直徑400mm、高100mm,拌合鏟直徑100mm,按推薦摻量將速凝劑加入400g水泥中,干拌合均勻后,加入160ml水,迅速攪拌25-30s。凝結(jié)時(shí)間和水泥測試方法一樣。標(biāo)準(zhǔn)要求為一等品初凝≤3min,終凝≤8min,合格品初凝≤5min,終凝≤12min。

2)(1d)抗壓強(qiáng)度和(28d)抗壓強(qiáng)度比:為基準(zhǔn)水泥900g,標(biāo)準(zhǔn)砂1350g,水450ml,人工迅速攪拌40-50s,然后迅速裝入40×40×160mm的試模中,振動(dòng)30s,養(yǎng)護(hù)和試驗(yàn)方 法和水泥膠砂強(qiáng)度一樣,但強(qiáng)度數(shù)據(jù)取值可以去掉3個(gè),需要引起注意。受檢配比需摻入推薦摻量的速凝劑。標(biāo)準(zhǔn)要求為一等品1d強(qiáng)度≥7．0MPa,28d強(qiáng)度比≥75%,合格品1d強(qiáng)度≥6．0MPa,28d強(qiáng)度比≥70%。

表1

不管凝結(jié)時(shí)間還是強(qiáng)度試驗(yàn),液體速凝劑要從水中扣去速凝劑中的水量。

(5)膨脹劑:凝結(jié)時(shí)間和抗壓強(qiáng)度膨脹劑內(nèi)摻10%,試驗(yàn)方法和水泥一樣。限制膨脹率指標(biāo)為強(qiáng)制性的,配合比中水泥607．5±2．0g,膨脹劑67．5±0．2g,標(biāo)準(zhǔn)砂1350．0±5．0g,拌合水270．0±1．0g。制件時(shí)需放入縱向限制器。脫模時(shí)間以抗壓強(qiáng)度達(dá)到(10±2)MPa的時(shí)間確定,然后放入水中養(yǎng)護(hù),測量第7d的長度。再放入恒溫恒濕箱養(yǎng)護(hù),測第21d長度。取相近的2個(gè)試件測定值平均值作為限制膨脹率的測量結(jié)果。

(6)錨固劑。

1)凝結(jié)時(shí)間:錨固劑放試驗(yàn)室24h以上,稱量300g錨固劑,90ml水,進(jìn)行拌合?？招氖藉^固卷含骨料,在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)篩除骨料后進(jìn)行。

2)將300g錨固劑,90ml水1min內(nèi)迅速攪勻,夯棒夯實(shí)后,振動(dòng)60s,8min時(shí)拆模,測試0．5h,1h,24h的強(qiáng)度,抗壓強(qiáng)度用31．6×31．6×50mm三聯(lián)鋼模。

(7)水泥孔道壓漿劑。

1)攪拌器的轉(zhuǎn)速不低于1000r/min,一般水膠比0．26-0．28,水泥P．052．5,內(nèi)摻10%壓漿劑,進(jìn)行配合比試驗(yàn)。

2)凝結(jié)時(shí)間和膠砂抗折抗壓強(qiáng)度與水泥試驗(yàn)方法一樣。

3)流動(dòng)度試驗(yàn)前,需要用水對(duì)測試儀進(jìn)行校準(zhǔn),容積1725±5ml,水流出時(shí)間為8．0±0．2s。

4)壓力泌水裝置需保證能按相應(yīng)的時(shí)間穩(wěn)定在規(guī)定壓力下。

5)自由泌水率和自由膨脹率試驗(yàn)時(shí),需注意JTG/T F50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中符號(hào)標(biāo)識(shí)有誤,必須引起注意。試驗(yàn)結(jié)束后,需對(duì)試塊用硬物進(jìn)行用力按壓,防止表面形成虛裝泡沫層。

4 外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)難點(diǎn)

4.1 氯離子含量(電位滴定法)

先用蒸餾水滴定空白,加入4ml硝酸(1:1)和10ml氯化鈉(0．1000mol/L)溶液,然后用硝酸銀(17g/L)溶液滴定,電位突變后,再加入10ml氯化鈉(0．1000mol/L)溶液,電位再發(fā)生突變后試驗(yàn)終止,進(jìn)行計(jì)算。

4.2 總堿量(火焰光度法)

(1)分別向100ml容量瓶中注入0．00ml,1．00ml,2．00ml,4．00ml,8．00ml,12．00ml的氯化鉀和氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)行繪制氧化鉀及氧化鈉的工作曲線。

(2)用火焰光度計(jì)測試配制的外加劑溶液,先用蒸餾水進(jìn)入清洗,開始出水,打開燃?xì)忾y,按住點(diǎn)火不動(dòng),往小調(diào)直到火焰中心無黃色(應(yīng)該為藍(lán)色,實(shí)在不行換蒸餾水)。注意用合適的檔位,不能使儀器“打表”。

(3)測試完后再到工作曲線上找到相應(yīng)的溶液濃度,然后進(jìn)行計(jì)算。

4.3 氯離子和總堿量共同注意點(diǎn)

這兩個(gè)試驗(yàn)測試時(shí),都必須做空白試驗(yàn),而且最好用同一批的蒸餾水,減小誤差。

5 結(jié)語

現(xiàn)代混凝土是以外加劑和礦物摻和料的大規(guī)模使用為特征,摻外加劑后能賦予新拌混凝土和硬化混凝土優(yōu)良的性能,與時(shí)代特點(diǎn)有關(guān)。外加劑是在一種在混凝土攪拌之前或拌制過程中加入的、用以改善新拌混凝土和(或)硬化混凝土性能的材料,是生產(chǎn)各種高性能混凝土和特種混凝土必不可少的組分,而且對(duì)原材料特別敏感,所以試驗(yàn)時(shí)必須認(rèn)真、謹(jǐn)慎。

[1]《混凝土外加劑》GB 8076-2008.

[2]《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》GB 8077-2012.

[3]《混凝土泵送劑》JC473-2001.

[4]《砂漿、混凝土防水劑》JC474-2008.

[5]《混凝土防凍劑》JC475-2004.

[6]《噴射混凝土用速凝劑》JC477-2005.