外加劑減水率檢測方法
——混凝土法與膠砂法之間的關聯性研究

方 威

（福建省永正工程質量檢測有限公司，福建 福州 350012）

0 引言

隨著社會發展進步，大型橋梁和超高層建筑等頻繁出現，工程技術也隨之不斷地發展，對混凝土的工作性能提出了較高的要求。混凝土外加劑能夠減少用水量、降低水灰比、節約水泥、提高混凝土工作性能，已成為混凝土中不可缺少的一部分[1]。目前，因每個廠家生產的外加劑工藝不同，同一個廠家不同批次也存在減水率波動，外加劑的減水率估算試配成功率不高，往往需要數次試配才能得出結果；混凝土試拌過程中檢測人員的勞動強度大，需多人協同工作，工作量大，人工成本高；基準水泥、砂、碎石損耗較大，耗材成本高[2]。現今迫切需要一種合適的檢測方法來減輕檢測工作量，提高檢測效率。

在工程檢測技術方面，外加劑的減水率應先符合規范要求，才能夠進行泌水率比、含氣量、凝結時間差、抗壓強度比、收縮率比等性能指標的檢測，所以減水率的檢測是關鍵。本文擬研究不同廠家生產的緩凝型高效外加劑，依據《混凝土外加劑》（GB 8076-2008）（以下簡稱“混凝土法”）和《混凝土外加劑勻質性試驗方法》（GB/T 8077-2012）（以下簡稱“膠砂法”）進行減水率檢測，結合實際檢測過程中的經驗[3]，通過試驗結果去驗證，研究兩種不同減水率方法之間的關聯性。

1 試驗方案

1.1 原材料選擇

（1）水泥

本文選用的水泥為撫順水泥股份有限公司和撫順澳賽爾科技有限責任公司生產的基準水泥P·I42.5，其基本物理性能如表1所示。

表1 基準水泥物理性能

（2）砂

膠砂法：規范GB/T 8077-2012中使用的砂是水泥強度檢驗用ISO標準砂，而不是使用天然砂，通過對幾組外加劑采用ISO標準砂和天然砂測得的減水率進行對比，當膠砂流動度達到（180±5）mm時，采用ISO標準砂用水量更低。在原材料和比例都相同情況下，采用ISO標準砂流動度比采用天然砂流動度大45～65mm。采用兩種砂所得到的水泥膠砂減水率偏差均在0.5%以內，使用兩種不同的砂所得到的水泥膠砂減水率并沒有明顯的區別。本文為了使膠砂法與混凝土法原材料更加貼近，兩種方法均使用相同的天然砂進行試驗。

混凝土法：采用中國建筑材料科學研究總院有限公司銷售的天然砂，篩分結果見表2，顆粒級配符合GB/T 14684-2011 中Ⅱ區要求的中砂，細度模數為2.6，含泥量0.9%，檢測結果均滿足GB 8076-2008 中對砂的要求。

表2 天然砂篩分結果

（3）碎石

采用連續級配5～10mm和10～20mm的碎石摻配而成，碎石的銷售單位是中國建筑材料科學研究總院有限公司，碎石篩分結果見表3，顆粒級配符合GB/T 14685-2011要求的公稱粒徑為5～20mm的碎石，針片狀物質含量為2%，空隙率為41%，含泥量為0.4%，檢測結果均滿足規范GB 8076-2008中對碎石的要求。

表3 摻配碎石篩分結果

（4）外加劑

隨機選取幾種不同廠家的緩凝型高效外加劑，基本信息如表4所示。

（5）水

本試驗所用水均為飲用水，符合《混凝土用水標準》（JGJ 63-2006）的技術要求。

1.2 試驗方法

1.2.1 膠砂法

（1）操作步驟

試驗操作步驟按《混凝土外加劑勻質性試驗方法》（GB/T 8077-2012）中第14.4節試驗步驟進行，該方法是先測定基準膠砂流動度為（180±5）mm時的用水量，再測定摻外加劑膠砂流動為（180±5）mm時的用水量，經計算得出水泥膠砂減水率[4]。

（2）結果計算

水泥膠砂減水率按下式計算：

式中：

M0——基準膠砂流動度為（180±5）mm 時的用水量，g;

M1——摻外加劑的膠砂流動度為（180±5）mm時的用水量，g。

1.2.2 混凝土法

（1）操作步驟

試驗操作步驟按《混凝土外加劑》（GB 8076-2008）中第6.5.2節減水率測定進行。該方法是先測定基準混凝土坍落度為（80±10）mm時的用水量，再測定摻外加劑混凝土坍落度為（80±10）mm時的用水量，用水量包括液體外加劑、砂、石材料中所含的水量，經計算得出混凝土減水率[5]。

（2）配合比設計

依據規范GB 8076-2008，該組外加劑為高效外加劑，選用水泥用量330kg/m3，砂率為38%，混凝土的坍落度控制在（80±10）mm。經試驗測得基準混凝土配合比結果為水∶水泥∶砂∶碎石=185∶330∶703∶1147。

（3）結果計算

混凝土減水率結果為坍落度基本相同時，基準混凝土和受檢混凝土單位用水量之差與基準混凝土單位用水量之比。混凝土減水率按下式計算：

式中：

W0——基準混凝土單位用水量，kg/m3;

W1——受檢混凝土單位用水量，kg/m3。

2 試驗結果分析

2.1 試驗結果

現對所選用的4組不同廠家的緩凝型高效外加劑試驗結果進行對比，對比結果如表5所示。混凝土減水率與水泥膠砂減水率的關系見圖1。

表5 試驗結果

圖1 混凝土減水率與水泥膠砂減水率關系分析

2.2 試驗結果分析

由表5和圖1可知，混凝土法和膠砂法兩種試驗方法存在差異，相對偏差約14%左右，偏差較大。隨著該外加劑的混凝土減水率增加，相對偏差也隨著增大。目前試驗數據較少，不具有很強的代表性，需后續再收集更多樣品進行試驗驗證。外加劑的減水率越低，兩者結果越接近，水泥膠砂減水率可作為估算外加劑的混凝土減水率的依據，再用混凝土法進行試拌驗證，試驗僅需進行微調，即可獲得最終減水率。

3 結束語

利用混凝土法能夠比較準確地測定出外加劑的減水率，并能較好地反應混凝土的黏聚性和保水性；缺點是工作量大，耗材成本高，檢測效率較低。膠砂法所需原材料種類減少，原材料需要量也少，操作方便，檢測迅速，工作量小，耗材成本低；缺點是試驗結果不準確，與混凝土減水率結果存在一定差異。

外加劑的混凝土減水率與水泥膠砂減水率偏差較大，兩種試驗方法結果不具有明顯的線性關系，沒有很好的相關性，所以不能用水泥膠砂減水率來替代混凝土減水率。但外加劑的減水率較低時，水泥膠砂減水率可作為估算外加劑的混凝土減水率的依據，該方式能夠減少混凝土試拌次數，減少檢測工作量和勞動強度，同時降低檢測成本。

因膠砂法操作方便，檢測迅速，當供需雙方均認可時，水泥膠砂減水率仍可以作為外加劑廠家質量控制的一個指標和需求方對原材料驗收的依據。