聚羧酸系混凝土減水劑復配技術的試驗研究與分析

熊愛玲（上海城校工程檢測有限公司，上海 201315）

聚羥酸系減水劑，添加到新拌混凝土中，通常表現出不同的適應特征。通過復配手段，聚羧酸可能會出現坍落度大幅增加、和易性偏差這樣的弊病。復配技術之所以復雜，主要表現在各類添加劑的添加比例及添加劑品種的選擇上比較困難。具體而言，復配過程中消泡劑使用量控制不當，使用量偏多時，會降低新拌混凝土的流動性[1]；使用量偏少時，新拌混凝土中含有過多氣泡，混凝土含氣量增加，降低混凝土硬化后的強度等級。緩凝組分，能延緩混凝土原有的凝結時間，可滿足施工時連續澆筑的需求等；同時，過多的緩凝劑使用，會使凝結時間過長，從而影響施工進度。

1 試驗過程

1.1 原料選擇

選取某規格下的水泥；I級粉煤灰，粉煤灰需水量95%；選用細度模數為2.5的中砂；石子應符合特定規格要求的連續級配；外加劑選用聚羥酸系列的減水劑；液體引氣劑、液體消泡劑；緩凝劑，選用葡萄糖酸鈉；試驗用水為自來水。

1.2 方案設計

新拌混凝土坍落損失這種通病，覆蓋了所有的混凝土減水劑。按照預先設計好的復配方案，精確稱量所有添加劑，包括特定型號的消泡劑、引氣劑。稱好之后，攪拌均勻。根據預先設計的凝結時間需求（滿足運輸、施工等需求），設計變更緩凝劑在減水劑中所占的比例，從而實現控制凝結時間目的。

2 試驗結果

設計試驗流程時，需選用設定好的配合比方案。具體而言，水泥、砂、石及粉煤灰（外摻料），都要按設定好的比例來準確稱量。外加劑的稱量一般取最佳摻量，這里按膠凝材料總量的1%稱量。設計好的減水劑復配方案，任一組份的用量有變化，拌合出的混凝土，也會表現出不同的特性。在聚羥酸系列的減水劑中，添加選定的葡萄糖酸鈉這種試劑，可以改變混凝土原有的凝結時間。摻加量應按照特定比例，主要是根據設計的凝結時間長短來確定。

由試驗檢測結果反應的數值，可以發現如下規律：添加了制備好的引氣劑，隨著消泡劑用量的遞增，混凝土的初始坍落度值會減小；混凝土的7d抗壓強度，也會漸漸升高。這就意味著：合適的消泡劑使用，能限制混凝土中夾帶著的氣體含量，從而促使混凝土的抗壓強度提高。在這種情況，混凝土拌合初期，由于其粘度增加，其初始坍落度檢測值減小。

試驗過程中加入了某規格的減水劑（引氣型），能提升混凝土初始的坍落度，一般這種添加進來的試劑中均包含有分布均勻細小的氣泡，混凝土的抗壓強度因此會有所降低。

試驗室條件，溫度設定為30℃，相對溫度設定為50%，由于試驗室條件與所測的混凝土凝結時間有直接關系，為此，葡萄糖酸鈉用量的選擇應參考當時的使用環境的溫濕度條件來確定。同時，由于葡萄糖酸鈉的增加可增加減水劑的減水率，在使用時也需要特別注意，在給定的減水率的情況下，可采取取代聚羧酸減水劑的方法內摻使用。綜合以上試驗結果，使用聚羥酸復配而來的減水劑，混凝土坍落度損失小，凝結時間可控，各個齡期的抗壓強度比使用一般減水劑的偏高。

3 注意事項

3.1 溶液的相容性

把常用的減水劑，稀釋成特定濃度的溶液。依據所選用的復配方案稱量所選試劑，放入容器中，并攪拌均勻，加蓋密封并放置一段時間，仔細觀查，查驗是否有分層、沉淀、漂浮物或生成氣體，這樣做，能判別所選用試劑與減水劑是否有良好的相容性[2]。

例如：聚羧酸系列的減水劑，相互之間有良好的相容性。然而，聚羧酸減水劑與密胺系高效減水劑在混合時就會有明顯的分層現象。這就表示，這兩種添加劑不適合復配一起使用。因此，通過復配手段調整減水劑的性能這一方法，一定要先驗證各試劑之間是否相容。

3.2 水泥凈漿流動度

在復配之前，減水劑應通過凈漿流動度試驗進行檢測。在試驗過程中，固定聚羧酸減水劑的摻量，為膠凝材料的0.1%（折固計算），其它試劑在此基礎上外摻進來。膠凝材料的稱量數量為300g，膠凝材料按混凝土配合比的膠材料組分的比例混合而成。檢測用水選用87g（含減水劑中的水）[3]。

單一使用減水劑時，水泥凈漿流動值檢測結果為190mm。在此基礎上，復配其它試劑后，隨著復配試劑用量的增加，水泥漿流動度初始流動度也隨著變大。但是，并不是凈漿流動度越大超大，當凈漿流動性超過250mm至300mm以上時，凈漿流動度的增加幅度減少，同時表現出泌水、沉漿現象，在混凝土中亦會表現出漿骨料分離現象。

3.3 混凝土的抗壓強度變化

試驗數據表明，聚羧酸減水劑特有的緩凝性能影響混凝土的抗壓強度。相同的混凝土配合比，相同流動性能的情況下，混凝土的早期抗壓強度比其它外加劑或單一使用外加劑時偏低，特別是3d抗壓強度檢測結果偏低。但是，7d的抗壓強度增加很明顯，對比3d的抗壓強度增加，增加幅度達到100%以上。而在單獨使用減水劑時，混凝土的抗壓強度增加幅度不會超過復配型的減水劑。減水劑經過復配后，減水性能會得到改善，同時不同齡期的抗壓強度也有所增加。

4 結 語

復配時使用消泡劑，影響混凝土的流動性，此試劑的使用量，應控制在一定范圍之內。本試驗過程中消泡劑的用量主要是抑制聚羧酸減水劑本身的含氣，其摻量為減水劑的萬分之一。引氣劑的使用改變了混凝土原有的流動性，且帶有明顯的保坍性能，由于超摻使用時降低混凝土的抗壓強度，通常用量也需控制，本試驗的用量控制在千分之一。葡萄糖酸鈉具有緩凝這一特性，其用量應能根據使用環境條件及施工要求予以及時調整，試驗過程中，該試劑的用量為減水劑的百分之三十。

[1]潘軒.淺談聚羧酸系減水劑的復配改性 [J].福建建設科技,2008,(06).67.

[2]房桂明.各種助劑與聚羧酸減水劑的復配研究[J].商品混凝土,2010,(02).48-49.

[3]中華人民共和國國家標準.混凝土外加劑勻質性試驗方法(GB/T 8077-2012) [S].北京:中國標準出版社,2013,15-16.