粉煤灰對(duì)聚羧酸系減水劑與水泥相容性影響的試驗(yàn)研究

冉彥立

【摘 要】通過(guò)試驗(yàn)，研究了不同粉煤灰摻量下，砂漿在聚羧酸系減水劑摻量變化時(shí)的擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失情況。經(jīng)研究分析發(fā)現(xiàn)，40%粉煤灰摻量時(shí)，砂漿的擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失及減水劑的用量最符合實(shí)際工程應(yīng)用。

【Abstract】Through the experiment， the paper studies the expansion degree of the mortar in the process of the variation of polycarboxylic acid series water reducing agent with different fly ash content. It is found that when 40% fly ash content， the expansion degree of mortar and the dosage of water reducing agent are the most suitable for practical engineering.

【關(guān)鍵詞】粉煤灰；聚羧酸；擴(kuò)展度；相容性

【Keywords】fly ash； polycarboxylic； extension degree； compatibility

【中圖分類號(hào)】TU5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）03-0147-02

1 引言

質(zhì)量良好的粉煤灰內(nèi)部富含球形玻璃微珠顆粒，拌制自密實(shí)混凝土等高性能混凝土?xí)r，可摻入適量的粉煤灰，利用其中的球形顆粒起到潤(rùn)滑作用或分散水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)，釋放多余的自由水進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減水效應(yīng)，從而降低減水劑的用量[1]。但當(dāng)粉煤灰過(guò)細(xì)或摻量過(guò)多時(shí)，反而會(huì)使得漿體變得黏稠，增加減水劑用量 [2-3]。這一問(wèn)題一直是工程界的關(guān)注熱點(diǎn)，本文在不同粉煤灰摻量條件下，通過(guò)試驗(yàn)研究其對(duì)高效減水劑與水泥相容性所產(chǎn)生的影響，從而確定拌制自密實(shí)混凝土?xí)r的最佳粉煤灰摻量值。

2 試驗(yàn)研究

2.1 試驗(yàn)材料

水泥為邯鄲太行山普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)為P.O42.5；粉煤灰為Ⅱ級(jí)灰；水為自來(lái)水；砂為普通河砂，細(xì)度模數(shù)為2.74；減水劑為PC3型聚羧酸系減水劑。

2.2 試驗(yàn)方法及儀器設(shè)備

試驗(yàn)方法：按照GB50119-2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”）中的相關(guān)要求和步驟實(shí)現(xiàn)快速相容試驗(yàn)。

試驗(yàn)儀器設(shè)備：JJ—5砂漿攪拌機(jī)；砂漿擴(kuò)展度筒；鋼尺；高精度電子秤，感量 0.001g；取水量筒一套。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按照自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程中粉煤灰摻量不小于20%的要求，本次試驗(yàn)?zāi)z凝材料中的粉煤灰分別按照20%、40%、60%的摻量加入，通過(guò)調(diào)整減水劑的加入量，改變砂漿的和易性，并分別測(cè)量砂漿在0min、10min、30min、60min 時(shí)刻的流動(dòng)度。膠砂比為1：1.4，水膠比為0.41。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 不同粉煤灰摻量減水劑與水泥的相容性

通過(guò)0、10、30、60min 等四個(gè)時(shí)刻測(cè)量的砂漿擴(kuò)展度繪制砂漿擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失曲線，如圖1～圖3所示，分別表示粉煤灰摻量20%、40%、60%時(shí)，PC3減水劑與水泥的相容性。分析可知，隨著減水劑摻量的增多，砂漿的初始擴(kuò)展度逐漸增大，且末時(shí)（60min時(shí)）擴(kuò)展度也變大，說(shuō)明PC3減水劑能有效增加砂漿的流動(dòng)性。比較不同減水劑摻量情況下的砂漿初始擴(kuò)展度和末時(shí)擴(kuò)展度的值的大小可知，砂漿的末時(shí)擴(kuò)展度接近初始擴(kuò)展度，說(shuō)明PC3減水劑能夠有效延緩砂漿的凝結(jié)時(shí)間，改善并保持砂漿的流動(dòng)性。

對(duì)圖1、圖2、圖3進(jìn)行橫向比較，即對(duì)不同粉煤灰摻量下的砂漿擴(kuò)展度進(jìn)行比較。由圖1可知，20%粉煤灰摻量下，減水劑摻量為0.16%～0.20%，且在0.18%摻量時(shí)，擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失曲線最為理想，說(shuō)明此時(shí)到達(dá)減水劑摻量飽和點(diǎn)；由圖2可知，減水劑摻量為0.18%～0.22%，在0.21%摻量時(shí)，經(jīng)時(shí)損失曲線較為理想；由圖3可知，減水劑摻量為0.18%～0.22%，在0.21%～0.22%摻量時(shí)，經(jīng)時(shí)損失曲線較為理想，整體情況較差。對(duì)比分析可知，隨著粉煤灰摻量的增大，砂漿擴(kuò)展度的經(jīng)時(shí)損失率逐漸變大，砂漿要想達(dá)到良好的流動(dòng)性和緩凝性所需的減水劑摻量逐漸變大，且在粉煤灰摻量達(dá)到60%時(shí)，PC3減水劑改善砂漿和易性、保持砂漿流動(dòng)性的效果逐漸變?nèi)酢?/p>

3.2 砂漿擴(kuò)展度殘存率

三種粉煤灰摻量下，對(duì)減水劑摻量分別為0.18%、0.19%、0.20%時(shí)的砂漿擴(kuò)展度殘存率進(jìn)行分析比較，具體情況如圖4，粉煤灰摻量為20%時(shí)，3種減水劑摻量的砂漿擴(kuò)展度殘存率均在100%附近，說(shuō)明此時(shí)砂漿和易性良好；粉煤灰摻量為40%時(shí)，砂漿擴(kuò)展度殘存率隨著減水劑摻量的增大而增大，最優(yōu)值為95%，說(shuō)明此時(shí)減水劑摻量尚未達(dá)到飽和點(diǎn)，但砂漿已具有較好的和易性；粉煤灰摻量為60%時(shí)，砂漿擴(kuò)展度殘存率隨著減水劑摻量的增大而小幅度增加，最優(yōu)值為53%，說(shuō)明此時(shí)減水劑摻量遠(yuǎn)未達(dá)到飽和點(diǎn)，不能有效保持砂漿的流動(dòng)性。

對(duì)比分析可知，減水劑摻量不變的情況下，隨著粉煤灰摻量的增大，砂漿的擴(kuò)展度殘存率降低，要想達(dá)到減水劑保持砂漿流動(dòng)性的功效，需增大減水劑摻量。

4 結(jié)論

①PC3型聚羧酸系減水劑能夠與邯鄲太行山普通硅酸鹽水泥良好相容，能夠有效保持砂漿流動(dòng)性，明顯改善砂漿和易性，且減水劑摻量達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)，用量較小。

②減水劑摻量不變，粉煤灰摻量增大時(shí)，會(huì)降低砂漿的流動(dòng)性，減弱減水劑的緩凝性，通過(guò)增大減水劑的摻量可改善砂漿和易性。

③外加劑摻量相差不大的情況下，40%粉煤灰摻量的砂漿表現(xiàn)出良好的流動(dòng)性保持能力，且和易性良好，實(shí)際工程應(yīng)用中，配制自密實(shí)混凝土?xí)r，從降低造價(jià)、保證質(zhì)量角度考慮，建議采用不超過(guò)40%的粉煤灰摻量。

【參考文獻(xiàn)】

【1】崔俊，衛(wèi)帥帥，王莉，侯旭軍.粉煤灰在自密實(shí)混凝土中的應(yīng)用探討[J].混凝土，2010（06）：98-100.

【2】嚴(yán)捍東.粉煤灰的粉體特性及其對(duì)減水效應(yīng)的影響[J].環(huán)境工程，2002（02）：48-52+4-5.

【3】史星祥，劉遠(yuǎn)祥，濮琦，等.高效減水劑和粉煤灰對(duì)自密實(shí)混凝土性能的影響[J].混凝土與水泥制品，2017（12）：14-18.