砂漿擴展度試驗對混凝土工作性能影響

馬永勝，殷繼偉

（哈爾濱佳連混凝土技術開發有限公司，黑龍江　哈爾濱　150008）

砂漿擴展度試驗對混凝土工作性能影響

馬永勝，殷繼偉

（哈爾濱佳連混凝土技術開發有限公司，黑龍江哈爾濱150008）

在新標準 GB50119—2013《混凝土外加劑應用技術規范》中，規定了混凝土外加劑相容性檢測新方法——砂漿擴展度法。這是因為現今的混凝土外加劑與任何一種原材的技術參數都有直接關系。采用砂漿擴展度法檢測混凝土外加劑的相容性對混凝土的工作性能的驗證較方便、快捷，且通過擴展度法直接反映了混凝土外加劑在混凝土拌合物中的相關性能。更能有效地辨別不同外加劑相容性的差異，也能檢測出外加劑對其他原材料的相容性如何。本文按照 GB50119—2013標準規定進行試驗，證明標準中砂漿擴展度法試驗對混凝土拌合物性能的驗證起到積極重要作用。

砂漿；擴展度；混凝土外加劑；工作度；相容性

0　引言

隨著預拌混凝土的快速發展，需方對其拌合物工作度要求越來越高，更加重要的是預拌混凝土的經時工作性能，這是評價其質量“好壞”的參數。所以我們設計配合比和選用原材料時，混凝土外加劑與其它原材料的相容性是一項非常重要的工作。

GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》中坍落度與擴展度法，其方法簡單實用，對混凝土的拌合物性能檢驗準確直觀。但在預拌混凝土生產企業對進廠的原材料檢測時，經常會遇到樣品數量有限、時間緊、批次較多的時候。這時候需要一種既方便又省時，既省樣品，試驗數據又準確的一種快速檢驗方法。

近幾年，隨著高性能混凝土的出現，高強混凝土的使用率提高，經過大量試驗研究與工程實踐證明：GB50119—2003《混凝土外加劑應用技術規范》標準中的凈漿流動度法已經不能來驗證混凝土外加劑在混凝土中混凝土工作性能，更加驗證不出此類外加劑與其它原材料的相容性情況。

本文將按 GB50119—2013《混凝土外加劑應用技術規范》中的附錄規定：混凝土外加劑與其它原材料相容性試驗，通過三種不同生產廠家、不同類別、不同減水組份的泵送劑（泵送劑中的減水組份除外，其它輔助成份名稱、數量均相同）采用砂漿擴展度法，來反映該種混凝土外加劑在混凝土中的工作性能；混凝土坍落度與擴展度試驗，分析砂漿擴展度試驗在實際應用中是否具有可參考性的驗證。

1　試驗原料、儀器及配合比

1.1原材料

水泥：安達亞太牌 P·O42.5水泥。

粉煤灰：大慶市乙烯熱電廠，Ⅱ 級粉煤灰。

細骨料：齊齊哈爾二區中砂，細度模數2.3。

粗骨料：齊齊哈爾5～20mm 卵石，哈爾濱16～31.5mm碎石。

泵送劑：①哈爾濱某外加劑生產廠家生產的萘系泵送劑，減水率19%；

② 哈爾濱某外加劑生產廠家生產的脂肪族系泵送劑，減水率21%；

③ 哈爾濱某外加劑生產廠家生產的聚羧酸系泵送劑，減水率25%。

以下試驗中，①、②、③所代指上述各系外加劑。

1.2主要試驗儀器

行星式水泥膠砂攪拌機1臺，砂漿擴展度筒（尺寸符合GB50119—2013中的要求）1個，搗棒2個。秒表、時鐘、天平、臺秤、抹刀、各一個。坍落度筒、混凝土攪拌機、剛直尺一個，玻璃板（500mm×500mm×5mm）、鐵板。

1.3試驗方法

1.3.1砂漿擴展度試驗

試驗中所有原材料均來自于實際工程中，并篩除粒徑大于5mm 以上的部分骨料，自然風干至氣干狀態。其中砂漿采用與工程實際使用的混凝土配合比中去除骨料后的砂漿配合比，水膠比降低0.02，砂漿總量不小于1.0L。試驗步驟依據GB50119—2013中附錄 A 中的 A.0.4進行。當砂漿擴展度初始擴展達到350mm±20mm，并觀察10min（聚羧酸系高性能減水劑）、30min、60min 的擴展度損失情況并記錄。

1.3.2混凝土坍落度與坍落擴展度試驗

試驗步驟依據 GB/T50080—2002中稠度試驗，3.1.3進行，記錄混凝土初始坍落度、擴展度；30min、60min 后坍落度與擴展度的變化，其中混凝土試驗配合比均對應砂漿配合比按文中表2配制。（注明：從試樣制備完畢到開始試驗不超過5min）

1.4試驗說明

砂漿擴展度試驗與混凝土坍落度、擴展度試驗中所有原材料應均為同一品種規格、同一廠家、同一批次。整個試驗在溫度為20℃±2℃ 下進行。

混凝土坍落度試驗樣品拌制量為20L。砂漿擴展度試驗樣品拌制量為2.0L。

1.5配合比

混凝土實際工程應用配合比見表1，砂漿和混凝土試驗配合比見表2。

表1　混凝土實際工程應用配合比　　　　kg

表2　C30配合比砂漿、混凝土檢驗樣品配制表　kg

2　試驗結果與分析

2.1試驗結果

試驗結果見表3及圖1～4。

2.2分析

觀察圖1中萘系泵送劑所拌制的砂漿，保水性較好并無明顯的泌水現象；圖2脂肪族系泵送劑所拌制的砂漿，保水性適中有少量的泌水；圖3、圖4聚羧酸系泵送劑所拌制的砂漿，保水性較差有明顯的大量泌水。在通過觀察表3中各系泵送劑，砂漿擴展度的損失、混凝土坍落度的損失、混凝土擴展度的損失，得知這三種泵送劑對于混凝土其它原材料的相容性：萘系好于脂肪族系，脂肪族系好于聚羧酸系。

圖1　萘系減水劑拌制的砂漿初始擴展度

圖2　脂肪族減水劑拌制的砂漿初始擴展度

圖3　聚羧酸減水劑拌制的砂漿初始擴展度

表3　　試驗數據

圖4　聚羧酸減水劑拌制的砂漿靜停時表現的情況

本文選取的原材料，使用的是大慶地區較為廣泛使用的品牌水泥與品牌粉煤灰，外加劑選用的是哈爾濱三個較有代表性的大型專業生產廠家產品。

所以本文認為當混凝土原材料屬于同一品種規格、同一廠家、同一批次時，試驗方法、溫濕度等環境符合標準，在同一配合比的情況下，砂漿擴展度損失越大，混凝土坍落度損失越大，混凝土擴展度損失越大。

由此通過對比試驗可以看出：砂漿擴展度試驗對混凝土工作度的檢驗有較好的相關性，因為水泥、粉煤灰、砂子、對混凝土外加劑的相容性影響比較大，而粗骨料影響則比較小。

所以可以通過檢驗砂漿擴展度試驗來辨別不同品種、規格、批次、廠家的外加劑，對混凝土其他原材料的相容性。而且可以通過觀察砂漿擴展度試驗中砂漿的保水性，大致了解混凝土拌合物的保水性。通過觀察砂漿的粘稠度大致了解混凝土拌合物的粘聚性。但和易性最終檢測結果還需要以拌合物試驗為準。當然在外加劑不變的情況下也可以驗證混凝土其他原材料間或與外加劑的相容性。

3　結語

隨著預拌混凝土的發展，外加劑對于混凝土的重要性不言而喻。而對外加劑的相容性檢測又是非常重要的一項工作，本文通過對比試驗，驗證了 GB50119—2013中的砂漿擴展度法對混凝土拌合物的檢測是可行的，且對混凝土拌合物的驗證也起到至關重要的作用。砂漿擴展度法即方便又省時，是一種快速測試混凝土原材料與外加劑相容性的方法，在實際應用中效果很好，應更廣泛地被應用于外加劑的日常檢測中。隨著科技的發展，會有越來越多既方便、快捷又實用的試驗方法被研發出來，應用于實踐中。

［通訊地址］黑龍江省哈爾濱市開發區（150008）

馬永勝，男，高級工程師，全國混凝土標準化技術委員會委員、中國土木工程學會混凝土及預應力混凝土分會混凝土質量專業委員會委員、中國混凝土外加劑應用技術專業委員會委員、中國商品混凝土行業企業專家委員會主任委員。