溫度對聚羧酸系減水劑性能影響情況的研究

摘 要：用同一混凝土配合，在不同環境溫度（5℃、20℃、30℃）條件下，測定聚羧酸系減水劑混凝土拌合物坍落度、擴展度的變化情況，低溫時，表現為混凝土拌合物初始塌落度偏大，經時有坍落度增大現象；高溫時，表現為初始坍落度偏小，塌落度有經時損失現象。

關鍵詞：聚羧酸系減水劑；溫度；混凝土工作性能

中圖分類號：Q948.112+.2 文獻標識碼：A

1 概述

隨著科學技術的不斷進步， 最近幾年聚羧酸類減水劑應用技術也得到了長足的發展，其在混凝土施工中得到了廣泛的應用。相較萘系、脂肪族等普通減水劑，其減水率高、對水泥的適應性強、方便施工等優點也得到了業內人士普遍認可。但其在實際應用過程中也暴露出了自身的一些特殊問題，比如對集料含泥量的敏感性、受外界氣溫變化的情況等，都是需要我們去認真研究的問題。下面根據現場實際工作經驗，結合工程中的實際情況，就溫度變化對聚羧酸系減水劑性能影響情況作進一步的研究與探討。

由于本工程地處西安北郊的渭河之上，氣候屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，因而四季分明，夏季炎熱多雨，冬季寒冷少雨雪。年平均氣溫13.1℃至13.4℃。在近兩年施工期間，夏季最高氣溫超過40℃，施工環境溫度更是高達50℃以上，冬季最低溫度在-10℃以下。因此在施工中密切關注溫度變化對混凝土工作性能的影響，保證混凝土的順利施工和確保工程質量，就顯得格外重要。為此，我們用同一配合比在不同環境溫度下對混凝土的工作性能進行對比試驗。

2 試驗原材料

2.1 水泥：P.O42.5，其重要性能指標見表1

2.2 粉煤灰：華能銅川電廠 Ⅰ級粉煤灰，其重要性能指標見表2

2.3 礦渣粉： S95級，其重要性能指標見表3

2.4 集料：（1）細集料：Ⅱ區中砂 細度模數2.62，含泥量1.3%，（2）粗集料： 5～25mm連續級配碎石，含泥量0.4%，壓碎值10.6%，針片狀含量4.5%。

2.5 外加劑：GX-WZ聚羧酸高性能減水劑，摻量為0.9%，其主要性能指標見表4。

2.6 拌合水：飲用水

3 試驗方案

3.1 選定混凝土配合比

根據現場施工情況，我們選定了工程用混凝土方量大、施工周期長、施工難度較大的C50混凝土的配合比進行試驗，混凝土設計坍落度：180～200mm。其配合比具體如圖5。

3.2 試驗方法

為了準確驗證聚羧酸減水劑的溫度敏感性，本文選擇與當地環境實際情況相較而言具有代表性的5℃、20℃、30℃作為試驗溫度，在各種原材料均不變的情況下，在設定的環境條件下，驗證同一配合比拌合后混凝土拌合物的工作性能。為了確保試驗結果的準確性，所用原材料均在試驗前24小時放置在設定的溫度環境內，確保溫度的一致性。每次拌合的混凝土量為40L，攪拌時間均設為210s。拌合完成后，放在鐵板上測定其從加水時間算起30min、60min、120min時混凝土拌合物的坍落度、擴展度、初凝時間，并觀察混凝土拌合物的和易性等。試驗結果如表6。

從表6中的試驗結果我們發現，與常溫（20℃）條件下混凝土拌合物性能指標的測定值進行比較，5℃環境溫度條件下，減水劑有明顯的滯后效應，且出現了輕微的泌水現象，不利于混凝土現場施工；而在30℃環境條件下，混凝土不但出現了明顯的坍落度損失現象，且拌合物初始狀態也達不到配合比設計的初始狀態，不能滿足現場施工要求。由此，為了滿足施工的要求，我們針對不同溫度條件下，保持配合比不變，對減水劑摻量進行一定程度的調整，以使其初始狀態達到相同的水平。經過反復的試驗，我們得出在5℃環境溫度條件下，減水劑的摻量為0.7%（減水率為22%），在30℃環境條件下，減水劑摻量為1.3%（減水率為32.7%），才能達到與 20℃環境條件下，摻量為0.9%（減水率為27.2%）基本相同的狀態。（如表7）

4 結果分析

4.1 驗證了聚羧酸減水劑溫度敏感性的特征：同一配合比，同摻量的減水劑，隨著溫度的升高，水泥水化程度增高，消耗的水增多，混凝土拌合物的流動性呈下降趨勢。

4.2 聚羧酸減水劑對水泥水化程度的影響與溫度的關系：低溫下，水泥水化速度降低，聚羧酸減水劑對水泥漿體緩凝程度最大；高溫下，水泥水化速度加快，聚羧酸減水劑對水泥漿體緩凝效果較小。

4.3 與常溫條件下（20℃）相比較，隨著溫度的降低，隨著水泥水化速度明顯下降，且由于減水劑在水泥體系中的吸附性能和分散性能下降，而導致減水劑活性的降低對混凝土拌合物性能的影響大于水泥的水化速度降低對混凝土拌合物性能的影響，發生了滯后效應，從而出現了坍落度經時增大的“怪”現象；反之，隨著溫度的升高，水泥水化速度加快，水泥的水化加快對混凝土拌合物性能的影響大于減水劑活性的提高對混凝土拌合物性能的影響，造成混凝土初始狀態既達不到設計要求，又有明顯的坍落度經時損失。

結語

為滿足現場施工要求，對混凝土配合比尤其是使用聚羧酸系減水劑時，掌握溫度與聚羧酸系減水劑之間的變化規律，根據季節、溫度的變化，進行準確、及時調整，對更好的指導施工、確保工程質量有著重要的意義。

參考文獻

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