砂漿擴(kuò)展度試驗(yàn)對混凝土工作性能影響

馬永勝，殷繼偉

（哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司，黑龍江　哈爾濱　150008）

砂漿擴(kuò)展度試驗(yàn)對混凝土工作性能影響

馬永勝，殷繼偉

（哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司，黑龍江哈爾濱150008）

在新標(biāo)準(zhǔn) GB50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中，規(guī)定了混凝土外加劑相容性檢測新方法——砂漿擴(kuò)展度法。這是因?yàn)楝F(xiàn)今的混凝土外加劑與任何一種原材的技術(shù)參數(shù)都有直接關(guān)系。采用砂漿擴(kuò)展度法檢測混凝土外加劑的相容性對混凝土的工作性能的驗(yàn)證較方便、快捷，且通過擴(kuò)展度法直接反映了混凝土外加劑在混凝土拌合物中的相關(guān)性能。更能有效地辨別不同外加劑相容性的差異，也能檢測出外加劑對其他原材料的相容性如何。本文按照 GB50119—2013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，證明標(biāo)準(zhǔn)中砂漿擴(kuò)展度法試驗(yàn)對混凝土拌合物性能的驗(yàn)證起到積極重要作用。

砂漿；擴(kuò)展度；混凝土外加劑；工作度；相容性

0　引言

隨著預(yù)拌混凝土的快速發(fā)展，需方對其拌合物工作度要求越來越高，更加重要的是預(yù)拌混凝土的經(jīng)時(shí)工作性能，這是評價(jià)其質(zhì)量“好壞”的參數(shù)。所以我們設(shè)計(jì)配合比和選用原材料時(shí)，混凝土外加劑與其它原材料的相容性是一項(xiàng)非常重要的工作。

GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中坍落度與擴(kuò)展度法，其方法簡單實(shí)用，對混凝土的拌合物性能檢驗(yàn)準(zhǔn)確直觀。但在預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)對進(jìn)廠的原材料檢測時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到樣品數(shù)量有限、時(shí)間緊、批次較多的時(shí)候。這時(shí)候需要一種既方便又省時(shí)，既省樣品，試驗(yàn)數(shù)據(jù)又準(zhǔn)確的一種快速檢驗(yàn)方法。

近幾年，隨著高性能混凝土的出現(xiàn)，高強(qiáng)混凝土的使用率提高，經(jīng)過大量試驗(yàn)研究與工程實(shí)踐證明：GB50119—2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)中的凈漿流動(dòng)度法已經(jīng)不能來驗(yàn)證混凝土外加劑在混凝土中混凝土工作性能，更加驗(yàn)證不出此類外加劑與其它原材料的相容性情況。

本文將按 GB50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的附錄規(guī)定：混凝土外加劑與其它原材料相容性試驗(yàn)，通過三種不同生產(chǎn)廠家、不同類別、不同減水組份的泵送劑（泵送劑中的減水組份除外，其它輔助成份名稱、數(shù)量均相同）采用砂漿擴(kuò)展度法，來反映該種混凝土外加劑在混凝土中的工作性能；混凝土坍落度與擴(kuò)展度試驗(yàn)，分析砂漿擴(kuò)展度試驗(yàn)在實(shí)際應(yīng)用中是否具有可參考性的驗(yàn)證。

1　試驗(yàn)原料、儀器及配合比

1.1原材料

水泥：安達(dá)亞太牌 P·O42.5水泥。

粉煤灰：大慶市乙烯熱電廠，Ⅱ 級粉煤灰。

細(xì)骨料：齊齊哈爾二區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)2.3。

粗骨料：齊齊哈爾5～20mm 卵石，哈爾濱16～31.5mm碎石。

泵送劑：①哈爾濱某外加劑生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的萘系泵送劑，減水率19%；

② 哈爾濱某外加劑生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的脂肪族系泵送劑，減水率21%；

③ 哈爾濱某外加劑生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的聚羧酸系泵送劑，減水率25%。

以下試驗(yàn)中，①、②、③所代指上述各系外加劑。

1.2主要試驗(yàn)儀器

行星式水泥膠砂攪拌機(jī)1臺(tái)，砂漿擴(kuò)展度筒（尺寸符合GB50119—2013中的要求）1個(gè)，搗棒2個(gè)。秒表、時(shí)鐘、天平、臺(tái)秤、抹刀、各一個(gè)。坍落度筒、混凝土攪拌機(jī)、剛直尺一個(gè)，玻璃板（500mm×500mm×5mm）、鐵板。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1砂漿擴(kuò)展度試驗(yàn)

試驗(yàn)中所有原材料均來自于實(shí)際工程中，并篩除粒徑大于5mm 以上的部分骨料，自然風(fēng)干至氣干狀態(tài)。其中砂漿采用與工程實(shí)際使用的混凝土配合比中去除骨料后的砂漿配合比，水膠比降低0.02，砂漿總量不小于1.0L。試驗(yàn)步驟依據(jù)GB50119—2013中附錄 A 中的 A.0.4進(jìn)行。當(dāng)砂漿擴(kuò)展度初始擴(kuò)展達(dá)到350mm±20mm，并觀察10min（聚羧酸系高性能減水劑）、30min、60min 的擴(kuò)展度損失情況并記錄。

1.3.2混凝土坍落度與坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)

試驗(yàn)步驟依據(jù) GB/T50080—2002中稠度試驗(yàn)，3.1.3進(jìn)行，記錄混凝土初始坍落度、擴(kuò)展度；30min、60min 后坍落度與擴(kuò)展度的變化，其中混凝土試驗(yàn)配合比均對應(yīng)砂漿配合比按文中表2配制。（注明：從試樣制備完畢到開始試驗(yàn)不超過5min）

1.4試驗(yàn)說明

砂漿擴(kuò)展度試驗(yàn)與混凝土坍落度、擴(kuò)展度試驗(yàn)中所有原材料應(yīng)均為同一品種規(guī)格、同一廠家、同一批次。整個(gè)試驗(yàn)在溫度為20℃±2℃ 下進(jìn)行。

混凝土坍落度試驗(yàn)樣品拌制量為20L。砂漿擴(kuò)展度試驗(yàn)樣品拌制量為2.0L。

1.5配合比

混凝土實(shí)際工程應(yīng)用配合比見表1，砂漿和混凝土試驗(yàn)配合比見表2。

表1　混凝土實(shí)際工程應(yīng)用配合比　　　　kg

表2　C30配合比砂漿、混凝土檢驗(yàn)樣品配制表　kg

2　試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果見表3及圖1～4。

2.2分析

觀察圖1中萘系泵送劑所拌制的砂漿，保水性較好并無明顯的泌水現(xiàn)象；圖2脂肪族系泵送劑所拌制的砂漿，保水性適中有少量的泌水；圖3、圖4聚羧酸系泵送劑所拌制的砂漿，保水性較差有明顯的大量泌水。在通過觀察表3中各系泵送劑，砂漿擴(kuò)展度的損失、混凝土坍落度的損失、混凝土擴(kuò)展度的損失，得知這三種泵送劑對于混凝土其它原材料的相容性：萘系好于脂肪族系，脂肪族系好于聚羧酸系。

圖1　萘系減水劑拌制的砂漿初始擴(kuò)展度

圖2　脂肪族減水劑拌制的砂漿初始擴(kuò)展度

圖3　聚羧酸減水劑拌制的砂漿初始擴(kuò)展度

表3　　試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖4　聚羧酸減水劑拌制的砂漿靜停時(shí)表現(xiàn)的情況

本文選取的原材料，使用的是大慶地區(qū)較為廣泛使用的品牌水泥與品牌粉煤灰，外加劑選用的是哈爾濱三個(gè)較有代表性的大型專業(yè)生產(chǎn)廠家產(chǎn)品。

所以本文認(rèn)為當(dāng)混凝土原材料屬于同一品種規(guī)格、同一廠家、同一批次時(shí)，試驗(yàn)方法、溫濕度等環(huán)境符合標(biāo)準(zhǔn)，在同一配合比的情況下，砂漿擴(kuò)展度損失越大，混凝土坍落度損失越大，混凝土擴(kuò)展度損失越大。

由此通過對比試驗(yàn)可以看出：砂漿擴(kuò)展度試驗(yàn)對混凝土工作度的檢驗(yàn)有較好的相關(guān)性，因?yàn)樗?、粉煤灰、砂子、對混凝土外加劑的相容性影響比較大，而粗骨料影響則比較小。

所以可以通過檢驗(yàn)砂漿擴(kuò)展度試驗(yàn)來辨別不同品種、規(guī)格、批次、廠家的外加劑，對混凝土其他原材料的相容性。而且可以通過觀察砂漿擴(kuò)展度試驗(yàn)中砂漿的保水性，大致了解混凝土拌合物的保水性。通過觀察砂漿的粘稠度大致了解混凝土拌合物的粘聚性。但和易性最終檢測結(jié)果還需要以拌合物試驗(yàn)為準(zhǔn)。當(dāng)然在外加劑不變的情況下也可以驗(yàn)證混凝土其他原材料間或與外加劑的相容性。

3　結(jié)語

隨著預(yù)拌混凝土的發(fā)展，外加劑對于混凝土的重要性不言而喻。而對外加劑的相容性檢測又是非常重要的一項(xiàng)工作，本文通過對比試驗(yàn)，驗(yàn)證了 GB50119—2013中的砂漿擴(kuò)展度法對混凝土拌合物的檢測是可行的，且對混凝土拌合物的驗(yàn)證也起到至關(guān)重要的作用。砂漿擴(kuò)展度法即方便又省時(shí)，是一種快速測試混凝土原材料與外加劑相容性的方法，在實(shí)際應(yīng)用中效果很好，應(yīng)更廣泛地被應(yīng)用于外加劑的日常檢測中。隨著科技的發(fā)展，會(huì)有越來越多既方便、快捷又實(shí)用的試驗(yàn)方法被研發(fā)出來，應(yīng)用于實(shí)踐中。

［通訊地址］黑龍江省哈爾濱市開發(fā)區(qū)（150008）

馬永勝，男，高級工程師，全國混凝土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員、中國土木工程學(xué)會(huì)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土分會(huì)混凝土質(zhì)量專業(yè)委員會(huì)委員、中國混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)專業(yè)委員會(huì)委員、中國商品混凝土行業(yè)企業(yè)專家委員會(huì)主任委員。