混凝土外加剂与水泥适应性的试验研究

发表时间:2020/6/10   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:佟冬冬
[导读] 摘要:混凝土外加剂在我国推广应用已有二十多年时间,从最初为节约水泥而使用的木质素磺酸钙普通减水剂,到今天为改善砼性能使用的复合外加剂,由几种外加剂发展到几百个品种,发展速度异常迅速。
        齐翔建工集团有限公司商品混凝土分公司  黑龙江省齐齐哈尔市  161000
        摘要:混凝土外加剂在我国推广应用已有二十多年时间,从最初为节约水泥而使用的木质素磺酸钙普通减水剂,到今天为改善砼性能使用的复合外加剂,由几种外加剂发展到几百个品种,发展速度异常迅速。,但有一个实际问题却一直严重影响着其应用效果,即外加剂与水泥之间有时存在不适应的现象。这种问题有时会导致严重的工程事故和不可估量的经济损失。为满足商品混凝土的泵送和砼的各种性能,掺加一定数量的外加剂则起着不可或缺的作用。本文针对于目前齐市地区商品混凝土生产厂常用的几种有代表性的水泥和外加剂(萘系)产品,进行有关水泥净浆和砼对比试验。比较各种外加剂对不同品种水泥的适应性,为更好的推广和应用砼中外加剂,保证商品混凝土的质量提供参考。
        关键词:外加剂,配合比,适应性
        1.试验用原材料
        1.1水泥:
        选用齐市北疆水泥厂生产的P.O32.5和P.O42.5水泥,牡丹江水泥厂生产的P.042.5水泥,哈尔滨鸿固水泥厂生产的鼎鹤牌P.O42.5和P.O32.5水泥。
        1.2外加剂
        选择齐市地区商品砼生产单位常用的2种萘系外加剂,其中包括高新GB和龙翔LX-1。1种氨基磺酸盐外加剂GB(高效)。三种外加剂的有关技术参数试验结果列表1中
        表1
       
        1.3砂、石、粉煤灰
        净桨试验用的标准砂是厦门ISO标准砂有限公司出厂的,SiO2含量不低于98%的天然圆形硅质砂组成。
        2.水泥净桨试验
        2.1试验方法
        水泥净桨试验依据国家标准GB50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》附录A中规定的方法进行,水灰比取0.35(外加剂为水剂时,应扣除其含水量)。
        2.2试验数据分析
        通过净桨试验,测出各种水泥对应的GB-B普通、GB高效、LX-1三种外加剂在不同掺量下的流动度值,找其饱和点(外加剂掺量与水泥净桨流动度变化曲线的拐点),通过列表得出其中外加剂掺量低,流动度大,流动度损失小的外加剂对水泥的适应性好。
        北疆PO42.5水泥:GB-B普通外加剂的掺量低,流动度最大,流动度损失小,此种外加剂与北疆42.5水泥适应性好。LX-1外加剂在掺到一定数量时,也能获得较大的流动性。
        3.混凝土试验
        3.1配合比及试验方法
        混凝土的配合比如表2所示,其中P.O32.5水泥的混凝土试验采用1#配合比,P.O42.5水泥的混凝土采用2#、3#配合比。各种混凝土试验方法依据国家现行普通混凝土拌合物和力学性能试验标准。
        表2
       
        注:C60砼中粉煤灰为一级灰
        3.2试验结果分析
        (1)二种P.O32.5水泥与GB-B(普通)和LX-1外加剂配制的C30砼对比试验
        分别选用GB-B(普通)和LX-1外加剂对应北疆PO32.5水泥和鼎鹤PO32.5水泥,两种外加剂掺量相同时,鼎鹤水泥配制的砼出机坍落度明显大于北疆水泥,但坍落度损失大,即砼坍落度保持性能差。砂子细度模数对此砼影响大,砂粗时,砼易泌水,砼和易性差。而北疆水泥配制的砼,出机坍落度虽低于鼎鹤水泥配制的砼,但外加剂同样掺量下,坍落度可满足泵送要求,砼和易性非常好。
        (2)三种PO42.5水泥与GB-B(普通)和LX-1外加剂配制的C40砼对比实验。
        分别选用GB-B(普通)和LX-1外加剂与北疆PO42.5水泥,牡丹江PO42.5水泥,鼎鹤PO42.5水泥配制C40砼,采用相同的外加剂掺量,砼出机坍落度均满足泵送要求,砼1h坍落度损失由大到小依次为鼎鹤PO42.5>牡丹江PO42.5>北疆PO42.5。
        北疆PO42.5水泥与GB-B(普通)外加剂配制的C40砼有沉底现象,若碎石粒形不好,砼稍显泌桨现象,这与GB-B(普通)外加剂掺量过饱和有关。
        LX-1外加剂与北疆42.5水泥配制的C40砼和易性较好,不沉底和泌桨,但砼稍粘。
        牡丹江PO42.5水泥与GB-B(普通)和LX-1外加剂配制的C40砼流动性、和易性良好,不沉底,但也稍粘。
        鼎鹤水泥与GB-B(普通)和LX-1外加剂配制的C40砼出机坍落度较好,但坍落度损失快,静停后也有沉底现象。配制砼时应在一定范围内加大外加剂掺量,以增大坍落度,减小坍落度损失。
        几种42.5水泥与两种外加剂配制的C40砼28d强度无明显变化,早期鼎鹤水泥砼强度较高。后期牡丹江水泥砼强度稍高,这与水泥的28d强度富余系数高低有关。用牡丹江水泥配制砼时,在满足坍落度的前提下,可适当调整水胶比。
        (3)针对GB(高效)和GB-B(普通)外加剂与二种水泥配制C60砼的对比试验
        用两种42.5水泥与GB-B(普通)外加剂配制的C60砼,坍落度达不到泵送要求,若加大掺量,砼坍落度无明显变化,而且砼静停后板结,不利于泵送。改用氨基磺酸盐类的高效减水剂GB(高效),则砼出机坍落度可以满足泵送要求,且掺量不大,但掺量需控制,过饱和同样会出现泌桨和沉底。
        4.试验结果探讨
        (1)对于目前齐市地区商砼搅拌站常用的这几种散装水泥,所试验用的高新GB-B和龙翔LX-1外加剂样品,其水泥净桨流动的试验结果,北疆水泥与牡丹江水泥具有较好的稳定性,离散不大,鼎鹤水泥则区别于上述两种水泥,但适应性也可以。减水率增长逐渐趁于平缓,没有非常明显的饱和点。在砼中使用萘系外加剂,其掺量较大,且过饱和后,外加剂减水和坍落度保持效果相对降低,C40砼存在泌桨、沉底、和易性变差等问题。这也是萘系外加剂的缺点。而GB(高效)氨基磺酸盐减水剂的减水率大,饱和点十分明显,但在砼中若使用不当,也极易泌水。此种外加剂的成本较高,不如萘系的应用较多。
        (2)比较这几种外加剂与水泥的适应性问题上,水泥净浆与混凝土的试验结果有较好的一致性,但是,所试验外加剂的水泥净桨流动性、保水性、粘聚性及流动度的保持性效果好并不表示相应混凝土具有同样较好的和易性和坍落度保持性能。也就是说,外加剂的水泥净浆试验结果不能完全反映混凝土中外加剂对水泥的适应性,结果必须依据混凝土的试验。
        (3)对于萘系外加剂为增加其使用效果应注意以下几个问题:
        ①水剂相对粉剂其塑化效果较好,因粉状减水剂分子呈缠绕结构,而减水剂溶解在水中其分子呈直锁形结构,吸咐在水颗粒上时所起的分散效果就大些。
        ②混凝土中加入萘系外加剂,抗压强度早期、后期发展增长不太明显,采用分批添加法对砼强度增加有些效果。
        ③选用Na2SO含量低的高浓产品,或者保温搅拌等措施改善萘系液体外加剂低温结晶现象。
        ④注意水泥特性对外加剂塑化效果影响较大,例如水泥中的矿物成分、调凝剂石膏的形态、碱含量、混合材品种、水泥细度、水泥的新鲜程度和温度等。
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