劉培生

河南省路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南商丘 476000

0 引言

混凝土外加劑是現(xiàn)代混凝土不可缺少的組分之一，被稱作是混凝土中除水泥、砂、石和水之外的第五種材料，它在拌制混凝土過程中以很小的摻量加到混凝土中，主要作用是改進(jìn)水泥凈漿、砂漿和混凝土的某些性能，并能有效地改善混凝土的物理力學(xué)性能，提高混凝土的強(qiáng)度、耐久性、節(jié)約水泥用量、縮小構(gòu)筑物尺寸，從而達(dá)到節(jié)約能耗、改善環(huán)境的一類物質(zhì)，是現(xiàn)代混凝土不可缺少的組分之一，是混凝土改性的一個(gè)重要方法和技術(shù)。

目前商品混凝土的使用越來越多，坍落度損失過大的問題已嚴(yán)重影響其施工質(zhì)量。特別是泵送商品混凝土，在高溫炎熱天氣條件下，此問題更加突出。

因此，有必要對混凝土坍落度損失的原因作深入分析，在這方面，也已經(jīng)取得了一些成果，而大家如今普遍接受的一個(gè)理論是混凝土坍落度損失的主要原因是由于水泥所包含的礦物成分的水化引起的。

本課題的主要方向就在于研究混凝土坍落度的損失是否是由于水泥水化引起的，還是有其他的原因。

在本文中，我將通過粉煤灰和石英砂兩種非水化體系添加萘系高效減水劑和緩凝劑復(fù)合作用，對漿體擴(kuò)展度的損失與水泥漿體進(jìn)行對比試驗(yàn)，從而探究混凝土的坍落度損失是否是由于水泥水化引起還是另外受其他因素的影響。

1 試驗(yàn)原材料及試驗(yàn)方法

1.1 原材料及設(shè)備

1.1.1 原材料

水泥：秦嶺42.5；煤灰，Ⅱ級；石英砂，在球磨機(jī)中磨一個(gè)小時(shí)；減水劑，萘系高效減水劑，萬山集團(tuán)；緩凝劑：三聚磷酸鈉、葡萄糖酸鈉；水：自來水。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)備及儀器

NJ-160型凈漿攪拌機(jī) ；截錐圓模（上口直徑36mm，下口直徑60mm，高度為60mm）；紫外可見光譜。

1.2 試驗(yàn)方法

首先單獨(dú)加入萘系高效減水劑，測定漿體5min、30min及60min的擴(kuò)展度。然后，固定凈漿的水灰比為0.29，固定高效減水劑的摻入量復(fù)摻一種緩凝劑，比較漿體5min、30min及60min的擴(kuò)展度的變化，與單獨(dú)加入萘系高效減水劑的擴(kuò)展度進(jìn)行比較。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 緩凝劑與萘系高效減水劑復(fù)摻對粉煤灰漿體流動(dòng)性的影響

萘系高效減水劑對粉煤灰漿體流動(dòng)性的影響如表1所示。

表1 萘系高效減水劑對粉煤灰擴(kuò)展度的影響

由上表可以看出，當(dāng)向粉煤灰中摻入不同摻量的萘系高效減水劑時(shí)，隨著高效減水劑摻量的增加，粉煤灰的流動(dòng)性有很大的提高，當(dāng)萘系高效減水劑的摻量為粉煤灰質(zhì)量的0.1%時(shí)，粉煤灰的擴(kuò)展度達(dá)到正常水平，且半小時(shí)的擴(kuò)展度損失最大，而當(dāng)摻量增加到0.2%及更大時(shí)，粉煤灰出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，之后的擴(kuò)展度損失并不明顯。

緩凝劑與高效減水劑復(fù)合對粉煤灰漿體流動(dòng)性的影響如圖1。

圖1 萘系與三聚磷酸鈉復(fù)摻對粉煤灰擴(kuò)展度的影響

圖2萘系與葡萄糖酸鈉復(fù)摻對粉煤灰擴(kuò)展度的影響

由圖1可以看出，當(dāng)向粉煤灰中只添加萘系高效減水劑時(shí)，粉煤灰的初始流動(dòng)性較大，但是經(jīng)時(shí)損失非常快，30min之后，粉煤灰?guī)缀跏チ鲃?dòng)性。而當(dāng)萘系高效減水劑與緩凝劑復(fù)合使用時(shí)，添加了高效減水劑和三聚磷酸鈉的粉煤灰與之前單獨(dú)添加高效減水劑的粉煤灰流動(dòng)性稍微有所變化。

但總體來說，流動(dòng)度比較好。且兩者復(fù)合使用的總體效果是5min流動(dòng)度呈拋物線變化的規(guī)律，即隨著三聚磷酸鈉量的增多，粉煤灰的流動(dòng)度增加，當(dāng)三聚磷酸鈉的摻量為0.1%時(shí)，粉煤灰的流動(dòng)度達(dá)到最大值，繼續(xù)增加三聚磷酸鈉摻量，凈漿的初始流動(dòng)度呈下降趨勢。此外，由上圖還可以得出，加入三聚磷酸鈉后，粉煤灰的30min和60min的擴(kuò)展度損失有所減少，但是總體效果不是很明顯。繼續(xù)增加三聚磷酸鈉的摻量，當(dāng)三聚磷酸鈉的摻量大于0.2%時(shí)，粉煤灰60min的流動(dòng)度將比之前30min有所增加。由以上試驗(yàn)及結(jié)果我們可以看出，三聚磷酸鈉在該種粉煤灰中的的緩凝效果并不是很明顯。

由圖2可以看出，隨著葡萄糖酸鈉加入量的增強(qiáng)，5min粉煤灰漿體流動(dòng)性變化的變化也是符合拋物線的形勢，即隨著葡萄糖酸鈉量的增加，流動(dòng)性變好，擴(kuò)展度變大，但當(dāng)增加到一定值時(shí)，流動(dòng)性達(dá)到最大，之后的初始流動(dòng)度又隨著葡萄糖酸鈉含量的增加而減小。

3.2 萘系高效減水劑對水泥流動(dòng)性的影響

萘系高效減水劑對水泥漿體流動(dòng)性的影響如圖4。

圖3 單摻萘系高效減水劑對水泥漿體流動(dòng)性的影響

由上圖看出，當(dāng)向水泥中加入適量的萘系高效減水劑時(shí)，水泥漿體的流動(dòng)性有了很大的提高，并且，隨著萘系高效減水劑摻量的逐漸增加，水泥漿體的初始流動(dòng)性也隨著有所增大；加入了減水劑的水泥漿體在30min和60min時(shí)的擴(kuò)展度稍有損失，但是損失不是很大。

萘系高效減水劑與緩凝劑復(fù)合對水泥漿體流動(dòng)性的影響，如圖4、圖5。

由上圖4可以看出，當(dāng)向水泥中復(fù)合使用萘系高效減水劑和三聚磷酸鈉時(shí)，水泥漿體的初始流動(dòng)性有所提高，隨著三聚磷酸鈉摻量的增加，水泥漿體的初始流動(dòng)性也增加，當(dāng)三聚磷酸鈉的摻量為0.8%時(shí)，水泥漿體的初始擴(kuò)展度達(dá)到最大，繼續(xù)增加三聚磷酸鈉的摻量，水泥漿體的初始流動(dòng)性又會(huì)變小。

由上圖可知，復(fù)合使用萘系高效減水劑和三聚磷酸鈉時(shí)，較之前單獨(dú)使用萘系高效減水劑，水泥漿體的30min和60min的損失都比較大。隨著三聚磷酸鈉摻量的增加，損失逐漸變小，當(dāng)摻量為1.2%時(shí)，水泥漿體的擴(kuò)展度基本上沒有損失。

由上圖5可以看出，當(dāng)向水泥中復(fù)合使用萘系高效減水劑和葡萄糖酸鈉時(shí)，水泥漿體的初始流動(dòng)性有所提高，隨著葡萄糖酸鈉摻量的增加，水泥漿體的初始流動(dòng)性也增加，當(dāng)葡萄糖酸鈉的摻量為0.1%時(shí)，水泥漿體的初始擴(kuò)展度達(dá)到最大，繼續(xù)增加葡萄糖酸鈉的摻量，水泥漿體的初始流動(dòng)性又會(huì)變小。

由上圖可知，復(fù)合使用萘系高效減水劑和葡萄糖酸鈉時(shí)，較之前單獨(dú)使用萘系高效減水劑，水泥漿體的30min和60min的損失都比較大。隨著葡萄糖酸鈉摻量的增加，損失逐漸變小，當(dāng)摻量為0.09%時(shí)，水泥漿體的30min的損失很大，并且60min時(shí)，流動(dòng)性基本不變。

但當(dāng)葡萄糖酸鈉的摻量為0.1%時(shí)，水泥漿體的擴(kuò)展度損失最大，但是60min的擴(kuò)展度較30min時(shí)又有了很多大的增加。之后，繼續(xù)增加葡萄糖酸鈉的摻量，水泥漿體擴(kuò)展度基本上不損失。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了葡萄糖酸鈉、、三聚磷酸鈉與萘系高效減水劑復(fù)合使用對水泥水化體系及粉煤灰非水化體系流動(dòng)性的影響，本文研究結(jié)果表明：

圖4 萘系與三聚磷酸鈉復(fù)摻對水泥漿體擴(kuò)展度的影響

圖5 萘系與葡萄糖酸鈉復(fù)摻對水泥漿體擴(kuò)展度的影響

1）萘系高效減水劑對水化體系和非水化體系都有顯著地分散效果，即顯著提高漿體初始流動(dòng)度；

2）萘系高效減水劑對水化體系和非水化體系都存在擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失的問題。3種漿體在30min及60min時(shí)，擴(kuò)展度均有一定的損失，這表明，擴(kuò)展度的損失并不是由于水化造成的，而是另有其他的原因；

3）緩凝劑的適量摻入對水化體系和非水化體系都能明顯降低擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失。

通過本次的試驗(yàn)研究可知，不管是水泥水化體系，還是粉煤灰的非水化體系，加入減水劑以后，擴(kuò)展度在一定時(shí)間以后都會(huì)產(chǎn)生損失，將減水劑和緩凝劑復(fù)合使用，擴(kuò)展度損失都會(huì)減少。

因此，本次試驗(yàn)得出的結(jié)論就是，混凝土坍落度的損失，并不是由于水泥的水化引起的，而是另有包括減水劑的吸附等其他的原因造成的。

[1]陳文靜.淺談混凝土外加劑的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景，平頂山煤業(yè)有限責(zé)任公司.

[2]何廷樹.混凝土外加劑.陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2003.8.41-54.

[3]蘇力軍，劉昆鵬，閆國婷，朱學(xué)旺，羅青枝，王德松.高效減水劑作用機(jī)理及研究進(jìn)展.河北科技大學(xué)理學(xué)院.

[4]沈一丁.高分子表面活性劑.化學(xué)工業(yè)出版社，2002.12，121-142.