用不同方法檢測(cè)水泥與減水劑的相容性

全美蓮,孫換美

（蒙西建筑工程試驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 蒙西016014）

1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

水泥Marsh 時(shí)間、放置1 小時(shí)的Marsh 時(shí)間、初始凈漿流動(dòng)度及放置1 小時(shí)后的流動(dòng)度、混凝土流態(tài)、坍落度、坍落度損失、保水性、抗壓強(qiáng)度等性能。

2 實(shí)驗(yàn)依據(jù)

通用硅酸鹽水泥（GB 175—2007）

水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（GB/T 17671—1999）

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法（GB/T 1346—2001）

水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定方法（GB/T 2419—2005）

水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法·篩析法（GB/T 1345—2005）

普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程 （JGJ55-2011）

普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50080—2002）

普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（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(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（JGJ 52—2006）

通用硅酸鹽水泥（GB 175—2007）

水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（GB/T 17671—1999）

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法（GB/T 1346—2011）

水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定方法（GB/T 2419—2005）

水泥比表面積測(cè)定方法·勃氏法（GB/T 8074—2008）

水泥化學(xué)分析方法（GB/T 176—2008）

水泥與減水劑相容性試驗(yàn)方法（JC/T1083-2008）

3 實(shí)驗(yàn)原材料

3.1 水泥

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

3.2 砂子

中砂；細(xì)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(xué)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果 %

表2 水泥物理性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4 混凝土試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果分析

4.1 水泥化學(xué)分析及物理性能實(shí)驗(yàn)

見(jiàn)表1，表2。

4.2 減水劑在泵送混凝土中的性能實(shí)驗(yàn)

4.2.1 實(shí)驗(yàn)方法

仿現(xiàn)場(chǎng)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(shí)驗(yàn)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(yàn)結(jié)果

見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)結(jié)果

4.3 結(jié)果分析

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

①水泥編號(hào)10019 表現(xiàn)出與外加劑最好的相容性，拌合物初始流動(dòng)性好，經(jīng)時(shí)損失后，拌合物還有較好的流動(dòng)性，能夠滿(mǎn)足泵送要求；拌合物初始坍落度大，半小時(shí)、1 小時(shí)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?chē)兴诔觯@說(shuō)明水灰比在0.435 時(shí)，外加劑摻量為1.0%時(shí)，在混凝土中達(dá)到過(guò)飽和現(xiàn)象。

②水泥編號(hào)10018 水泥表現(xiàn)出與外加劑較好的相容性，拌合物初始流動(dòng)性較大，經(jīng)時(shí)損失后，有一定的流動(dòng)性；拌合物初始坍落度大，但1 小時(shí)后坍落度損失較大，這說(shuō)明1%減水劑摻量已滿(mǎn)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(hào)10014、10017 水泥表現(xiàn)出與外加劑不好的相容性，拌合物初始沒(méi)有流態(tài)，經(jīng)時(shí)損失后，拌合物漿體發(fā)硬，完全沒(méi)有流動(dòng)性，不能滿(mǎn)足泵送要求；拌合物初始坍落度小，半小時(shí)、1 小時(shí)坍落度經(jīng)時(shí)損失很大，這說(shuō)明水灰比在0.435 時(shí)，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(diǎn)。

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

5 水泥與減水劑Marsh 時(shí)間相容性試驗(yàn)

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

從表4和圖1、圖2的試驗(yàn)結(jié)果可以看出：

（1）Marsh 時(shí)間： 隨著FDN 摻量的增加，水泥漿體Marsh時(shí)間逐漸減小，在外加劑摻量達(dá)到一定量下，Marsh 時(shí)間隨著FDN 摻量的增加不再有明顯的變化，此時(shí)的外加劑摻量也就是飽和點(diǎn)摻量；在相同外加劑摻量下，四個(gè)編號(hào)水泥有不同的Marsh 對(duì)應(yīng)時(shí)間，其中，水泥編號(hào)為10018、10019 對(duì)應(yīng)時(shí)間較小，水泥編號(hào)10014、10017 對(duì)應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，這說(shuō)明在外加劑摻量相同情況下，水泥編號(hào)10018、10019 的流動(dòng)性較大。

表4 水泥與減水劑Marsh 相容性試驗(yàn)結(jié)果

圖1 減水劑摻量與初始Marsh 時(shí)間的關(guān)系

圖2 減水劑摻量與60min 后Marsh 時(shí)間的關(guān)系

（2）水泥飽和點(diǎn)：通過(guò)做趨勢(shì)線(xiàn)得出,編號(hào)為10014 的水泥飽和點(diǎn)摻量為1.2%，編號(hào)為10017 的水泥飽和點(diǎn)摻量為1.1%，編號(hào)為10018 的水泥飽和點(diǎn)摻量為0.9%，編號(hào)為10019 的水泥飽和點(diǎn)摻量為0.8%。

（3）60min 經(jīng)時(shí)損失率：FDN 摻量較小時(shí)，水泥經(jīng)時(shí)損失率較大，隨著FDN 摻量的增加，四個(gè)編號(hào)水泥的經(jīng)時(shí)損失率都有明顯的減小，在達(dá)到飽和點(diǎn)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(dòng)度試驗(yàn)

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

表5 水泥與減水劑的凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)結(jié)果

圖3 減水劑摻量與初始凈漿流動(dòng)度的關(guān)系

從表5和圖3、圖4的試驗(yàn)結(jié)果可以看出：

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

（2）水泥飽和點(diǎn)：通過(guò)做趨勢(shì)線(xiàn)得出,編號(hào)為10014 的水泥飽和點(diǎn)摻量為1.2%，編號(hào)為10017 的水泥飽和點(diǎn)摻量為1.0%，編號(hào)為10018 的水泥飽和點(diǎn)摻量為0.9%，編號(hào)為10019的水泥飽和點(diǎn)摻量為0.9%。

（3）60min 后凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失：放置1 小時(shí)后四個(gè)編號(hào)水泥凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失率都較大，其中最大的為編號(hào)10017，其次為10014，編號(hào)10018、10019 一小時(shí)損失相對(duì)較小，流動(dòng)性較大。說(shuō)明達(dá)到飽和點(diǎn)后，繼續(xù)增大外加劑摻量后，能夠保證水泥有較大的流動(dòng)度，在混凝土中具有保坍性能。

7 結(jié)論

通過(guò)用混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法、水泥凈漿流動(dòng)度法、Marsh 試驗(yàn)法三種對(duì)比方法驗(yàn)證水泥與減水劑的相容性，總結(jié)如下：

（1）三種試驗(yàn)方法檢測(cè)結(jié)果一致，能夠從不同側(cè)面檢測(cè)出水泥與減水劑的相容性，但各有其特點(diǎn)，Marsh 試驗(yàn)方法主要是反映漿體黏度，通過(guò)時(shí)間來(lái)衡量，在試驗(yàn)中數(shù)據(jù)比較敏感，影響因素較多，本次試驗(yàn)繪制出的曲線(xiàn)圖有不光滑的特點(diǎn)，這就要求我們?cè)囼?yàn)室具備穩(wěn)定的試驗(yàn)條件，穩(wěn)定的試驗(yàn)手法；凈漿流動(dòng)度法主要檢測(cè)漿體的流態(tài)，在試驗(yàn)過(guò)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(diǎn)，如達(dá)到飽和點(diǎn)后漿體有泌水、氣泡等試驗(yàn)現(xiàn)象；混凝土拌合物的工作性檢測(cè)是水泥與外加劑相容性最終的表現(xiàn)，試驗(yàn)結(jié)果比較滯后，不能及時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)。

（2）Marsh 筒法采用大水灰比為0.35，與混凝土的實(shí)際水灰比接近，凈漿流動(dòng)度法采用小水灰比0.29，與混凝土的實(shí)際水灰比有一定的差距，本次試驗(yàn)結(jié)果顯示Marsh 筒法所測(cè)得的結(jié)果和凈漿流動(dòng)度檢測(cè)的結(jié)果與混凝土的流動(dòng)性都具有較好的對(duì)應(yīng)性，用Marsh 檢測(cè)出各水泥飽和點(diǎn)與凈漿流動(dòng)度檢測(cè)的飽和點(diǎn)基本一致。

（3）隨減水劑摻量的增加凈漿流動(dòng)度法所測(cè)經(jīng)時(shí)損失率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Marsh 筒法所測(cè)經(jīng)時(shí)損失率，這是因?yàn)閮魸{流動(dòng)度法的水灰比小于Marsh 筒法。

（4）Marsh 試驗(yàn)數(shù)據(jù)較敏感，試驗(yàn)條件范圍苛刻，影響因素較多，如要長(zhǎng)期指導(dǎo)生產(chǎn)，需要在試驗(yàn)溫濕度條件穩(wěn)定、設(shè)備配套等情況下檢測(cè)。

（5）用Marsh 檢測(cè)出各水泥飽和點(diǎn)與凈漿流動(dòng)度檢測(cè)的飽和點(diǎn)基本一致。

（6）Marsh 試驗(yàn)法適合指導(dǎo)生產(chǎn)，跟蹤出廠水泥檢驗(yàn)；凈漿流動(dòng)法具有檢測(cè)方便、快捷、直觀等特點(diǎn)，適用于施工現(xiàn)場(chǎng)、技術(shù)服務(wù)指導(dǎo)等試驗(yàn)檢測(cè)。