膠凝材料和混凝土外加劑相容性試驗研究

張小鵬

（中鋼集團鄭州金屬制品研究院有限公司）

隨著建筑行業的發展，建筑工藝技術的不斷提高，各種高難度和極具創意的建筑應運而生，隨之作為建筑行業最主要的原材料之一混凝土也在不斷地改變，為了能夠更好地滿足建筑行業的需求，混凝土外加劑被在行業中被廣泛應用[1]。混凝土外加劑能夠在保持混凝土用水量不變的情況下不，能夠有效改善混凝土的和易性。加入混凝土拌合物后對水泥顆粒有分散作用，能改善其工作性，減少單位用水量，改善混凝土拌合物的流動性或減少單位水泥用量，節約水泥[2]。

由于現在市場上混凝土外加劑種類繁多，各商混站在生產中往往選取兩個或以上外加劑進行生產，如今環保議題不斷加重，混凝土生產各種原材料緊缺。在生產中不同外加劑和混凝土的原材料的適應性成為現如今商混站的正常生產所面臨的一個難點。

1 原材料和試驗方法

水泥：華潤P·Ⅱ42.5R，粉煤灰：珠江電廠Ⅱ級灰，礦粉：砂潤S95，混凝土外加劑為萘系混凝土外加劑和聚羧酸混凝土外加劑，性能見表1。

表1 混凝土外加劑性能高指標

本實驗采用生產用C30、C50 混凝土配合比膠材比例，觀察兩種不同混凝土外加劑和膠凝材料的相容性試驗，從而得出不同配合比膠凝材料與兩種不同混凝土外加劑的相容性，為生產用配合比提供技術支持。

試驗方法采用JC/T1083－2008《水泥與混凝土外加劑相容性實驗方法》中凈漿流動度法，通過調整不同混凝土外加劑的摻量觀察膠凝材料漿體的流動度和30min 流動度損失率，從而得到不同混凝土外加劑與材料適用性。在試驗環境溫度（20±2）℃，相對濕度大于50%條件下，將一定比例的膠凝材料、混凝土外加劑和水倒入凈漿攪拌鍋中經過攪拌后倒入圓模中，提起圓模漿體在重力作用下在玻璃板上自由擴展，穩定后測量漿體的流動度，然后將漿體倒入塑料容器中，用濕布蓋住容器口放置60min 后重新攪拌1min 后測定漿體的流動度。混凝土配合比和凈漿配合比見表2，其中膠凝材料總用量為500g，各材料占比同混凝土配合比中各材料所占總膠凝材料的比例，用水量為145mL。

表2 混凝土和凈漿配合比

2 結果分析

⑴C30 配合比的凈漿在不同混凝土外加劑和不同摻量下流動度和60min 流動度見表3，摻量-流動度曲線見圖1。

從表3 中可以看出當摻量為1.0%時，聚羧酸混凝土外加劑初始流動度達到150mm，而萘系混凝土外加劑則無流動度，當摻量達到1.3%時流動度達到120mm，小于聚羧酸摻量為1.0%時的流動度，說明在用水量相同的情況下聚羧酸混凝土外加劑有更好的減水效果。

從圖1 可以看出聚羧酸混凝土外加劑的摻量-流動度曲線無明顯的拐點，整體趨于上升趨勢。而奈系混凝土外加劑摻量-流動度曲線則有明顯的拐點，當摻量小于1.5%時，曲線斜率稍大，呈直線上升趨勢，而當摻量大于1.9%時，曲線趨于平緩，基本無上升趨勢，當摻量為1.5%時，60min 后流動度曲線趨于直線，說明摻量的增加對于凈漿的流動度保坍已無明顯的作用。

表3 C30 凈漿流動度

圖1 C30 凈漿流動度

對于萘系混凝土外加劑當摻量在1.3%～1.9%變化時，流動度曲線斜率較大，說明混凝土外加劑對于C30配合比膠凝材料比較敏感，當混凝土中原材料有變化時（把包括粗、細骨料）對混凝土和易性影響較大，導致混凝土外加劑摻量波動較大。

⑵C50 配合比的凈漿在不同混凝土外加劑和不同摻量情況流動度和60min 流動度見表4，摻量-流動度曲線見圖2。

從表4 中可以看出當混凝土外加劑摻量為1.8%時，聚羧酸混凝土外加劑初始流動度達到211mm，而萘系混凝土外加劑則無流動度，當摻量達到2.0%時流動度達到165mm，小于聚羧酸摻量為1.6%時的流動度，說明在用水量相同的情況下聚羧酸混凝土外加劑有更好的減水效果。

表4 C50 凈漿流動度

圖2 C50 凈漿流動度

從圖4 可以看出兩種混凝土外加劑摻量-流動度曲線均有比較明顯的拐點，當摻量達到2.4%時兩個曲線均趨于平緩，流動度不在隨著摻量的增加有著明顯的變化。在摻量到拐點前，隨著摻量的增加，兩種混凝土外加劑的初始流動度曲線和60min 流動度曲線的間距不斷增大，尤其萘系混凝土外加劑更加的明顯，說明在摻量到達拐點前，隨著摻量的增加混凝土外加劑的保坍效果會更好。

隨著摻量的增加萘系混凝土外加劑流動度最大值不超過330mm，而聚羧酸混凝土外加劑的60min 流動度可以達到408mm，說明對于C50 的混凝土用膠凝材料聚羧酸混凝土外加劑有更強的適應性，能夠更好地適應混凝土中其他原材料變化（粗、細骨料）對混凝土的影響，保證混凝土有更好的和易性。

3 結論

⑴對于C30 配合比用膠凝材料，萘系混凝土外加劑的摻量-流動度曲線有明顯的拐點，且在達到拐點前曲線斜率較大，膠凝材料對混凝土外加劑的摻量比較敏感，混凝土膠凝材料本身和其他原材料的變化對混凝土自身和易性影響較大。

⑵聚羧酸混凝土外加劑含固量雖然低于萘系混凝土外加劑，但較高的膠砂減水率使其在較低的摻量下也可以帶來較好的流動度。

⑶對于C50 配合比用膠凝材料，兩種混凝土外加劑的摻量-流動度曲線都有明顯的拐點，且相同摻量條件下聚羧酸外加劑的拐點明顯高于萘系，說明聚羧酸減水劑對于C50 混凝土能夠提供更好的和易性。