膠凝材料和混凝土外加劑相容性試驗(yàn)研究

張小鵬

（中鋼集團(tuán)鄭州金屬制品研究院有限公司）

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑工藝技術(shù)的不斷提高，各種高難度和極具創(chuàng)意的建筑應(yīng)運(yùn)而生，隨之作為建筑行業(yè)最主要的原材料之一混凝土也在不斷地改變，為了能夠更好地滿足建筑行業(yè)的需求，混凝土外加劑被在行業(yè)中被廣泛應(yīng)用[1]?；炷镣饧觿┠軌蛟诒３只炷劣盟坎蛔兊那闆r下不，能夠有效改善混凝土的和易性。加入混凝土拌合物后對(duì)水泥顆粒有分散作用，能改善其工作性，減少單位用水量，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性或減少單位水泥用量，節(jié)約水泥[2]。

由于現(xiàn)在市場上混凝土外加劑種類繁多，各商混站在生產(chǎn)中往往選取兩個(gè)或以上外加劑進(jìn)行生產(chǎn)，如今環(huán)保議題不斷加重，混凝土生產(chǎn)各種原材料緊缺。在生產(chǎn)中不同外加劑和混凝土的原材料的適應(yīng)性成為現(xiàn)如今商混站的正常生產(chǎn)所面臨的一個(gè)難點(diǎn)。

1 原材料和試驗(yàn)方法

水泥：華潤P·Ⅱ42.5R，粉煤灰：珠江電廠Ⅱ級(jí)灰，礦粉：砂潤S95，混凝土外加劑為萘系混凝土外加劑和聚羧酸混凝土外加劑，性能見表1。

表1 混凝土外加劑性能高指標(biāo)

本實(shí)驗(yàn)采用生產(chǎn)用C30、C50 混凝土配合比膠材比例，觀察兩種不同混凝土外加劑和膠凝材料的相容性試驗(yàn)，從而得出不同配合比膠凝材料與兩種不同混凝土外加劑的相容性，為生產(chǎn)用配合比提供技術(shù)支持。

試驗(yàn)方法采用JC/T1083－2008《水泥與混凝土外加劑相容性實(shí)驗(yàn)方法》中凈漿流動(dòng)度法，通過調(diào)整不同混凝土外加劑的摻量觀察膠凝材料漿體的流動(dòng)度和30min 流動(dòng)度損失率，從而得到不同混凝土外加劑與材料適用性。在試驗(yàn)環(huán)境溫度（20±2）℃，相對(duì)濕度大于50%條件下，將一定比例的膠凝材料、混凝土外加劑和水倒入凈漿攪拌鍋中經(jīng)過攪拌后倒入圓模中，提起圓模漿體在重力作用下在玻璃板上自由擴(kuò)展，穩(wěn)定后測量漿體的流動(dòng)度，然后將漿體倒入塑料容器中，用濕布蓋住容器口放置60min 后重新攪拌1min 后測定漿體的流動(dòng)度?；炷僚浜媳群蛢魸{配合比見表2，其中膠凝材料總用量為500g，各材料占比同混凝土配合比中各材料所占總膠凝材料的比例，用水量為145mL。

表2 混凝土和凈漿配合比

2 結(jié)果分析

⑴C30 配合比的凈漿在不同混凝土外加劑和不同摻量下流動(dòng)度和60min 流動(dòng)度見表3，摻量-流動(dòng)度曲線見圖1。

從表3 中可以看出當(dāng)摻量為1.0%時(shí)，聚羧酸混凝土外加劑初始流動(dòng)度達(dá)到150mm，而萘系混凝土外加劑則無流動(dòng)度，當(dāng)摻量達(dá)到1.3%時(shí)流動(dòng)度達(dá)到120mm，小于聚羧酸摻量為1.0%時(shí)的流動(dòng)度，說明在用水量相同的情況下聚羧酸混凝土外加劑有更好的減水效果。

從圖1 可以看出聚羧酸混凝土外加劑的摻量-流動(dòng)度曲線無明顯的拐點(diǎn)，整體趨于上升趨勢。而奈系混凝土外加劑摻量-流動(dòng)度曲線則有明顯的拐點(diǎn)，當(dāng)摻量小于1.5%時(shí)，曲線斜率稍大，呈直線上升趨勢，而當(dāng)摻量大于1.9%時(shí)，曲線趨于平緩，基本無上升趨勢，當(dāng)摻量為1.5%時(shí)，60min 后流動(dòng)度曲線趨于直線，說明摻量的增加對(duì)于凈漿的流動(dòng)度保坍已無明顯的作用。

表3 C30 凈漿流動(dòng)度

圖1 C30 凈漿流動(dòng)度

對(duì)于萘系混凝土外加劑當(dāng)摻量在1.3%～1.9%變化時(shí)，流動(dòng)度曲線斜率較大，說明混凝土外加劑對(duì)于C30配合比膠凝材料比較敏感，當(dāng)混凝土中原材料有變化時(shí)（把包括粗、細(xì)骨料）對(duì)混凝土和易性影響較大，導(dǎo)致混凝土外加劑摻量波動(dòng)較大。

⑵C50 配合比的凈漿在不同混凝土外加劑和不同摻量情況流動(dòng)度和60min 流動(dòng)度見表4，摻量-流動(dòng)度曲線見圖2。

從表4 中可以看出當(dāng)混凝土外加劑摻量為1.8%時(shí)，聚羧酸混凝土外加劑初始流動(dòng)度達(dá)到211mm，而萘系混凝土外加劑則無流動(dòng)度，當(dāng)摻量達(dá)到2.0%時(shí)流動(dòng)度達(dá)到165mm，小于聚羧酸摻量為1.6%時(shí)的流動(dòng)度，說明在用水量相同的情況下聚羧酸混凝土外加劑有更好的減水效果。

表4 C50 凈漿流動(dòng)度

圖2 C50 凈漿流動(dòng)度

從圖4 可以看出兩種混凝土外加劑摻量-流動(dòng)度曲線均有比較明顯的拐點(diǎn)，當(dāng)摻量達(dá)到2.4%時(shí)兩個(gè)曲線均趨于平緩，流動(dòng)度不在隨著摻量的增加有著明顯的變化。在摻量到拐點(diǎn)前，隨著摻量的增加，兩種混凝土外加劑的初始流動(dòng)度曲線和60min 流動(dòng)度曲線的間距不斷增大，尤其萘系混凝土外加劑更加的明顯，說明在摻量到達(dá)拐點(diǎn)前，隨著摻量的增加混凝土外加劑的保坍效果會(huì)更好。

隨著摻量的增加萘系混凝土外加劑流動(dòng)度最大值不超過330mm，而聚羧酸混凝土外加劑的60min 流動(dòng)度可以達(dá)到408mm，說明對(duì)于C50 的混凝土用膠凝材料聚羧酸混凝土外加劑有更強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠更好地適應(yīng)混凝土中其他原材料變化（粗、細(xì)骨料）對(duì)混凝土的影響，保證混凝土有更好的和易性。

3 結(jié)論

⑴對(duì)于C30 配合比用膠凝材料，萘系混凝土外加劑的摻量-流動(dòng)度曲線有明顯的拐點(diǎn)，且在達(dá)到拐點(diǎn)前曲線斜率較大，膠凝材料對(duì)混凝土外加劑的摻量比較敏感，混凝土膠凝材料本身和其他原材料的變化對(duì)混凝土自身和易性影響較大。

⑵聚羧酸混凝土外加劑含固量雖然低于萘系混凝土外加劑，但較高的膠砂減水率使其在較低的摻量下也可以帶來較好的流動(dòng)度。

⑶對(duì)于C50 配合比用膠凝材料，兩種混凝土外加劑的摻量-流動(dòng)度曲線都有明顯的拐點(diǎn)，且相同摻量條件下聚羧酸外加劑的拐點(diǎn)明顯高于萘系，說明聚羧酸減水劑對(duì)于C50 混凝土能夠提供更好的和易性。