聚羧酸系高效緩凝減水劑凝結時間之差的測定和分析

摘要：近年來工程施工設計對混凝土的要求越來越高，國家對綠色建材發展的支持，混凝土外加劑的應用越來越廣，聚羧酸系高效緩凝減水劑因減水率高、保坍性能好、摻量低、成本低等優點在混凝土外加劑中的產量占比連年升高。因此，為了提高建筑工程的整體質量，應該準確地測定外加劑的各項性能，而混凝土外加劑凝結時間之差的準確測定，會影響到外加劑生產廠家的質量控制、預拌混凝土生產、運輸和施工。通過對某種聚羧酸系高效緩凝減水劑凝結時間之差的測定與分析，提出影響因素、注意事項和結果分析，從而為混凝土外加劑凝結時間之差的檢測和分析提供借鑒。

關鍵詞：聚羧酸系混凝土外加劑凝結時間基準混凝土受檢混凝土

DeterminationandAnalysisoftheDifferenceintheSettingTimeofthePolycarboxylate-TypeEfficientRetardingandWaterReducingAgent

CHENShanchang1，2，3

1.GuangxiDeyanTestingTechnologyServiceCo.，Ltd.;2.GuangxiCementandBuildingMaterialsProductQualityInspectionCenter（Guigang）;3.GuigangBranchofGuangxiZhuangAutonomousRegionInstituteofProductQualityInspection，Guigang，GuangxiZhuangAutonomousRegion，537100China

Abstract：Inrecentyears，therequirementsofengineeringconstructiondesignforconcreteare gettinghigherandhigher，thecountrysupportsthedevelopmentofgreenbuildingmaterials，concreteadmixturesareusedmoreandmorewidely，andtheoutputproportionofthepolycarboxylate-typeefficientretardingandwaterreducingagentinconcreteadmixtureshasincreasedyearbyyearbecauseofitshighwater-reducingrate，goodslumpretentionperformance，lowmixingamountandlowcosts.Therefore，inordertoimprovetheoverallqualityofconstructionprojects，thevariouspropertiesofadmixturesshouldbeaccuratelymeasured，andtheaccuratedeterminationofthedifferenceinthesettingtimeofconcreteadmixtureswillaffectthequalitycontrolofadditivemanufacturers，andtheproduction，transportationandconstructionofready-mixedconcrete.Throughthedeterminationandanalysisofthedifferenceinthesettingtimeofapolycarboxylate-typeefficientretardingandwaterreducingagent，theanalysisofinfluencingfactors，precautionsandresultsisputforward，soastoprovidereferenceforthedetectionandanalysisofthedifferenceinthesettingtimeofconcreteadmixtures.

KeyWords：Polycarboxylicacidtype;Concreteadmixture;Settingtime;Normalconcrete;Testedconcrete

隨著工程建設對混凝土性能要求的提高，水泥等主要建筑材料生產成本升高，混凝土外加劑的摻入可以顯著影響混凝土的強度、耐久性、工作性能和可持續性[1]，混凝土外加劑的應用越來越廣。性近年來，我國混凝土外加劑總產量持續穩定增長，2019年我國混凝土外加劑總產量累計為2003.89萬t，相比2015年和2017年分別增長了45%和43%，其中聚羧酸系減水劑在2013—2017年期間年均增速20%左右，2019年聚羧酸系減水劑呈現大幅飛躍增長狀態，聚羧酸系減水劑與萘系減水劑的年產量之比從2011年的0.8倍增加到2019年的9.3倍，隨著生產工藝和應用技術日臻成熟，生產工藝和應用技術應用的成熟，成為主流減水劑[2]。

1測定凝結時間之差的意義

混凝土外加劑是混凝土除水泥、砂、石子、水外應用最多的材料，而聚羧酸系減水劑具有摻量低、減水率高、對水泥粒子的分散能力強、流動性大、坍損小、可大幅提高強度，保塑性能強、對施工溫度要求低、易于澆筑密實等優點得到廣泛應用。因為混凝土的特殊性，凝結時間要根據其生產、運輸和施工的具體情況進行調整，從而影響最終的工程質量。混凝土凝結時間的異常，會導致實體混凝土出現裂縫、露筋、孔洞、蜂窩等缺陷及實體混凝土強度偏低[3]，在部分工程如比較大跨度的橋梁的特殊的混凝土，對凝結時間的檢測和調整更加重要[4]。因此，準確地測定和分析聚羧酸系混凝土外加劑結時間之差，對混凝土外加劑生產企業的質量控制、攪拌站的生產、工程項目施工具有重要意義。

2試驗

2.1試驗原材料及配比

試驗用的水泥為檢驗混凝土外加劑性能的專用的基準水泥，是由經中國建材聯合會混凝土外加劑分會與有關單位共同確認具備生產條件的工廠供給，符合各項品質指標的硅酸鹽水泥熟料與二水石膏磨成的PⅠ型硅酸鹽水泥；試驗用砂符合《建設用砂》（GB/T14684—2022）中Ⅱ區要求的中砂，細度模數為2.6～2.9，含泥量小于1%；試驗用石子符合《建設用卵石、碎石》（GB/T14685—2022）要求的公稱粒徑為5～20mm的碎石或卵石，采用二級配，其中5～10mm占40%，10～20mm占60%，滿足連續級配要求，針片狀物質含量小于10%，空隙率小于47%，含泥量小于0.5%；試驗用水符合《混凝土用水標準》（JGJ63—2006）的技術要求[5]；試驗用的外加劑為聚羧酸系高效緩凝減水劑，摻量為1.5%。試驗基準混凝土和受檢混凝土的配合比符合《混凝土外加劑》（GB/T8076—2008）的要求。

2.2試驗方法與分析

根據標準要求，在滿足環境溫度的試驗室將原材料加入滿足標準要求的攪拌機攪拌，拌好出料后，在鐵板上人工翻拌均勻后，用5mm的圓孔振動篩篩出砂漿，拌勻后一次性裝入特定尺寸的金屬圓筒，然后再混凝土振實臺上振實3～5s，在金屬圓筒上口加蓋，在特定溫度的環境中放置。本次試驗的基準混凝土在成型后3h開始測定，每間隔0.5h測定一次，受檢混凝土在成型后在6h開始測定，在到達初凝后每間隔0.5h測定一次，在接近初凝和終凝時根據實際情況適當縮短間隔進行測定，每次測定時試針不可與測孔重復貫入，與前一次測孔和金屬圓筒的筒壁保持一定距離，將試針在特定時間內均勻地貫入特定深度，記錄貫入阻力和測量時間[5]。

為減少試驗誤差，檢驗過程中還需注意：基準或受檢混凝土凝結時間的測定，與其他的標準如《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》（GB/T50080—2016）凝結時間的測定不同，要注意區分；檢測環境的溫濕度要符合標準要求，環境因素會直接作用于水泥，使水泥水化反應受到影響[6]，從而凝結時間出現偏差；用水量包括液體外加劑、砂和石材料中的含水量，骨料含水率的測定至關重要，直接影響混凝土配合比中水灰比的控制從而影響凝結時間[7]；振動攪拌在一定程度上影響混凝土的凝結時間[8]，在攪拌和成型制樣時，注意攪拌和振動的時間；成型制樣后容器加蓋，在進行探針貫入試驗完成后立即蓋上蓋子；在進行探針貫入試驗時，注意測孔之間、探針與容器壁的距離，過近會造成貫入阻力異常；計算凝結時間是從水泥與水接觸時開始的；檢驗完成后根據實際情況合理制作出圖表，減少初凝和終凝的讀數誤差。

2.3試驗過程

按標準要求在同一試驗環境、拌和設備、同一配合比下，連續3d每天同時拌和基準和受檢混凝土1批次，每批次混凝土取1個樣品數目進行成型、測定、記錄和計算，從水泥與水接觸時開始計算凝結時間，根據計算結果以貫入阻力值為縱坐標，測試時間為橫坐標，分別做出基準和受檢混凝土凝結時間圖表，如圖1、圖2所示。

2.4試驗結果

從圖1和圖2的曲線圖中分別讀出基準混凝土和受檢混凝土的初凝和終凝時間，取平均值后求差得出該減水劑的凝結時間之差，如表1所示。

從表1的試驗結果可知（1）：基準混凝土和受檢混凝土3批次的初凝和終凝的最大值或最小值與中間值之差均未超過30min，說明試驗結果是有效的；（2）初凝之差為+350min，終凝之差為+325min，符合聚羧酸系高效緩凝減水劑初凝之差＞+90min的標準要求；（3）在初始坍落度一樣的前提下，摻入一定量的聚羧酸系高效緩凝減水劑，能較大地延緩凝土的初凝，說明使用該型號的混凝土外加劑拌和的混凝土流動性大、坍落度經時損失小，適用于較高溫天氣施工、運輸路線較長以及有延緩凝結時間要求的特殊工地；（4）基準混凝土初凝和終凝之間的時間間隔為350min，受檢混凝土初凝和終凝之間的時間間隔為325min，相差不大，表明使用這種型號外加劑的混凝土只延長初凝和終凝，并不會延長混凝土初凝到終凝之間的時間間隔。

3結語

隨著外加劑在工程建設的廣泛使用，更多混凝土外加劑生產企業、混凝土生產企業以及施工單位對混凝土外加劑的性能越來越重視。重視混凝土外加劑凝結時間之差的測定，對混凝土外加劑生產企業提高產品質量和調節混凝土摻量有很大的幫助，同時對施工方在特殊領域的運用提供重要幫助。

參考文獻

[1]何豐.混凝土外加劑對混凝土性能的影響分析[J].中文科技期刊數據庫（文摘版）工程技術，2023（11）：155-157.

[2]王玲，趙霞，高瑞軍，等.我國混凝土外加劑行業發展動態分析[J].新型建筑材料，2021（3）：122-127．

[3]鄒道金.混凝土凝結時間對實體混凝土質量的影響[J].安徽建筑，2020，27（9）：226，244.

[4]肖麗，王新，盛興躍.緩凝劑對水泥混凝土性能影響的試驗研究[J].公路交通技術，2007（2）：25-28．

[5]中國建筑材料科學研究總院.混凝土外加劑：GB8076-2008[S].北京：中國標準出版社，2008.

[6]林文明.水泥檢測中的影響因素分析及質量檢測[J].科技與創新，2015（23）：106-107．

[7]萬惠文.全自動在線測量細骨料含水率及其對混凝土性能影響的研究[D].武漢：武漢理工大學，2020.

[8]趙明明.振動攪拌混凝土凝結時間的試驗研究[D].西安：長安大學，2020.