高性能混凝土中聚羧酸外加劑相適應性研究

葉玉滿

摘 要：隨著商品混凝土的發展和應用，混凝土外加劑得以廣泛應用，但在使用過程中，常常會出現減水率低下、坍落度損失快等現象。從水泥熟料礦物成分、水泥細度和石膏的形態、摻量、堿含量等水泥特性入手進行試驗論證，分析這些因素對聚羧酸減水劑與混凝土適應性的影響及其改善措施。

關鍵詞：聚羧酸外加劑；混凝土；水泥；減水劑

中圖分類號：TU528.043 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.103

1 混凝土外加劑的品種

混凝土外加劑的品種不同，其化學成分、分子量有所不同，吸附分散效果也不同，直接影響著其與水泥的適應性。例如對于萘系減水劑，硫酸鈉含量是影響其性能的一個重要指標，根據硫酸鈉含量的不同，可分為高濃型（Na2SO4含量>20%）、低濃型（Na2SO4含量<5%）和中濃型（Na2SO4含量為10%～15%），不同的超塑化劑與不同水泥之間的作用不同，從而導致水泥與外加劑之間適應性的差異。

2 原材料與試驗方法

2.1 原材料

基準水泥，該試驗所用基準水泥均相同；一定規格的堿、石膏、C3A；外加劑，試驗所用的聚羧酸減水劑為普通緩凝型聚羧酸型減水劑Fox-8H。

2.2 試驗方法

利用控制變量的試驗方法，深入探討減水劑對水泥的影響，具體方法如下：在相同基準水泥的基礎上，分別控制其中堿、石膏、C3A的含量，然后運用相同的制作工藝，制造出不同種類的水泥，最后采用《混凝土外加劑應用技術規范》（GB 50119—2013附錄A）中混凝土外加劑對水泥適應性的檢測方法進行凈漿測試，觀測在不同時間段減水劑對不同水泥的影響，記錄其結果。

3 試驗

3.1 各因素對水泥凈漿流動性的影響試驗

分別對各個影響聚羧酸型減水劑與水泥適應性的因素進行定量控制，加入不同的變量物質，然后通過相同的制作工藝，對不同時間段水泥的凈漿流動性進行觀察，并加以記錄。具體操作如下：①水泥中C3A的摻量對水泥凈漿流動性的影響。基準水泥中的堿含量、石膏含量不變，加入不同量的C3A并逐漸增加摻量，使w/c值恒定，通過制作得到不同的水泥C1、C2、C3，然后摻入質量分數為1%的聚羧酸減水劑，觀察其凈漿流動性。②水泥中石膏的摻量對水泥凈漿流動性的影響。基準水泥中的堿含量、C3A含量不變，摻入不同量的石膏并逐漸增加摻量，使w/c值恒定，通過制作得到不同的水泥C4、C5、C6，然后摻入質量分數為1%的聚羧酸減水劑，觀察其凈漿流動性。③水泥中堿的摻量對水泥凈漿流動性的影響。基準水泥中的石膏、C3A含量不變，摻入不同量的堿并逐漸增加摻量，使w/c的值恒定，通過制作得到不同的水泥C7、C8、C9，然后摻入質量分數為1%的聚羧酸減水劑，觀察其凈漿流動性。

3.2 各因素對水泥坍塌保持度的影響試驗

分別對各個影響聚羧酸型減水劑與水泥適應性的因素進行定量控制，加入不同的變量物質，然后通過相同的制作工藝，對不同時間段的水泥坍塌保持度進行觀察，加以記錄。具體操作如下：①水泥中C3A的摻量對水泥坍塌保持度的影響。基準水泥中的堿含量、石膏含量不變，加入不同量的C3A并逐漸增加摻量，使w/c值恒定，通過制作得到不同的水泥C1、C2、C3，然后摻入質量分數為1%的聚羧酸減水劑，觀察其坍塌保持度。②水泥中石膏的摻量對水泥坍塌保持度的影響。基準水泥中的堿含量、C3A含量不變，摻入不同量的石膏并逐漸增加摻量，使w/c值恒定，通過制作得到不同的水泥C4、C5、C6，然后摻入質量分數為1%的聚羧酸減水劑，觀察其坍塌保持度。③水泥中堿的摻量對水泥坍塌保持度的影響。基準水泥中的石膏、C3A含量不變，摻入不同量的堿并逐漸增加摻量，使w/c值恒定，通過制作得到不同的水泥C7、C8、C9，然后摻入質量分數為1%的聚羧酸減水劑，觀察其坍塌保持度。

3.3 試驗結論

隨著C3A含量的增加，減水劑Fox-8H在水泥和混凝土中的分散保持性逐漸下降，這主要與C3A的水化速度和晶體缺陷有關，所以混凝土坍落度損失較快的問題不能通過調節減水劑用量或砂率來解決。因此，一定要嚴格控制熟料礦物中C3A的含量，確保其不會影響到聚羧酸減水劑與水泥的適應性。

將脫硫石膏作為調凝劑的水泥與Fox-8H的適應性最好，減水劑的分散性和分散保持性均較好；而將硬石膏作為調凝劑的水泥與Fox-8H的適應性最差，凈漿流動度和混凝土坍落度損失較快。由此可見，脫硫石膏摻量和釋放速度的嚴格控制對提高聚羧酸減水劑與水泥的適應性有重要作用。

堿含量對聚羧酸減水劑與水泥的適應性也有著重要影響。大量試驗數據表明，堿含量在0.4%～0.8%之間時，其對減水劑與水泥的適應性影響很小，而在國家標準中，低堿水泥的堿含量不得大于0.6%，因此，為了提高減水劑與水泥的適應性，堿含量宜控制在0.4%～0.63%之間。

4 試驗影響因素

4.1 混凝土中外加劑的摻量

在實際工作中，混凝土中外加劑的摻量有臨界值，高于或低于這個臨界值，就會出現不同的結果，例如離析現象、坍落度損失、凝結時間不同等。所以，我們在確定配合比的時候，要依據試驗結果找出效果最佳的摻量。

4.2 攪拌時間和攪拌速度

混凝土攪拌時間直接影響著混凝土的含氣量以及混凝土對外加劑的分散效果和吸附作用，進而影響著混凝土的工作性能。攪拌速度過快，會直接破壞水泥漿體中的膠體結構和水泥顆粒表面形成的雙電層膜，使混凝土的坍落度、凝結時間和泌水量受到直接影響。

5 結束語

綜上所述，混凝土中水泥的各個特性因素對聚羧酸減水劑與水泥的適應性影響很大。在實際混凝土制作中，要得到與水泥外加劑適應性較好的水泥，就必須嚴格控制C3A含量、堿含量、石膏的形態和摻量；在選用混合材時，要優先考慮與減水劑適應性較好的礦渣和石灰石。另外，新生產的水泥要放置一段時間，使用效果才更好。

參考文獻

[1]王家明，秦麗朋.減水劑對水泥的適應性及混雜使用減水效果研究[J].建筑科技，2014，12（41）：147-149.

[2]周明方，曹文婷.混凝土外加劑與水泥的適應性問題淺析[J].科技創新導報，2014，09（25）：163-165.

〔編輯：王霞〕