關(guān)于聚羧酸系高性能減水劑檢測方法的思考_姚靈

1、廣東建材2013年第2期編號膠凝材料減水劑/(kg/m 3單位用水量砂率/%石/(kg/m 3水泥/(kg/m 3粉煤灰/(kg/m 3礦渣粉/(kg/m 3/(kg/m 3原材料粵秀沙角電廠韶鋼PVC-/西江河砂181.1441040表1混凝土原材料及配合比近年來,隨著聚羧酸高效減水劑技術(shù)的快速發(fā)展,被廣泛應(yīng)用于混凝土工程,為規(guī)范聚羧酸減水劑在建設(shè)工程中的應(yīng)用,住建部于2007年頒布實施JG/T 223-2007聚羧酸系高性能減水劑,其中聚羧酸減水劑的含氣量及3d 抗壓強度比均采用基準(zhǔn)水泥拌合混凝土后進行測定,限值分別不大于6.0%和不小于160%。然而在實際工程中,特別是在采用大比例礦物摻

2、合料配制技術(shù),且對混凝土含氣量或早期強度有較高要求的混凝土構(gòu)件(例如沉管,該條文往往限制了聚羧酸減水劑的使用,這主要是因為礦物摻合料的添加,降低了聚羧酸減水劑的引氣效果,而GB/T50080中采用基準(zhǔn)水泥進行檢測時,相同減水劑在未添加礦物摻合料的情況下,新拌混凝土的含氣量可能超出6.0%的限值,從而導(dǎo)致聚羧酸減水劑檢測結(jié)果不合格,本文通過系統(tǒng)研究礦物摻合料種類及摻量對聚羧酸減水劑含氣量的影響,希望引起部分檢測機構(gòu)的重視。1試驗1.1原材料水泥為“粵秀”P 42.5R 級硅酸鹽水泥;粉煤灰為沙角電廠F 類級灰;礦渣粉為“韶鋼”S95礦渣粉;粗骨料為525mm 燊泰基石場連續(xù)級配類碎石,非活性骨料

3、;細骨料為廣東省西江上游區(qū)類河砂,細度模數(shù)2.9,含泥量0.4%;減水劑為四航材料科技有限公司生產(chǎn)的HSP-V 型及江蘇蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的PCA-型聚羧酸高效減水劑。1.2試驗內(nèi)容依據(jù)JG/T 223-2007聚羧酸系高性能減水劑設(shè)計混凝土配合比見表12,在外加劑摻量控制不變的前提下,通過調(diào)節(jié)單位用水量,將新拌混凝土坍落度控制在20010mm 范圍,參考GB/T 50080-2002普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)及GB 8076-2008混凝土外加劑中的相關(guān)規(guī)定,測試各組配合比的含氣量和關(guān)于聚羧酸系高性能減水劑檢測方法的思考姚靈李士偉李超(中交四航工程研究院有限公司摘要:參考JG/T

4、 223-2007聚羧酸系高性能減水劑中的檢測方法,設(shè)計不同膠凝材料體系的混凝土配合比,測試PCA-II 型及HSP-V 型聚羧酸減水劑的引氣量及3d 抗壓強度比,結(jié)果表明礦物摻合料的添加能夠降低PCA-II 型及HSP-V 型聚羧酸減水劑的引氣量,從而使混凝土3d 抗壓強度比有所提高,故JG/T 223-2007應(yīng)充分考慮礦物摻合料對聚羧酸減水劑的影響,以適應(yīng)實際工程的需要。關(guān)鍵詞:聚羧酸高效減水劑;引氣量;礦物摻合料質(zhì)量控制與檢測36-廣東建材2013年第2期備注:為方便對比,將相同配合比編號與表1進行對應(yīng)。表2混凝土原材料及配合比編號膠凝材料減水劑/(kg/m 3單位用水量/(kg/m

5、3砂率/%石/(kg/m 3水泥/(kg/m 3粉煤灰/(kg/m 3礦渣粉/(kg/m 3原材料粵秀沙角電廠韶鋼HSP-V0.03.36178.44410403d 抗壓強度比(除單位用水量改變,其它組分用量均不變時,添加聚羧酸減水劑與不添加聚羧酸減水劑混凝土的3d 標(biāo)準(zhǔn)抗壓強度比值,以此獲得礦物摻合料種類、摻量以及不同品種聚羧酸減水劑對新拌混凝土性能含氣量和3d 抗壓強度比的影響。2結(jié)果與討論2.1膠凝材料組成對混凝土性能的影響表1中10組新拌混凝土坍落度、含氣量及3d 抗壓強度比如表3所示。將表1和表3中的1-10#與1-1#1-3#對比可知,在坍落度控制在20010cm,且外加劑摻量及品

6、種不變的情況下,隨著礦渣粉摻量由0%增長至60%,混凝土單位用水量及含氣量分別由181.1kg/m 3、6.2%下降至168.5kg/m 3、2.5%,3d 抗壓強度比由165%提高至245%,拌合物粘滯性不斷提高,以至于1-3#粘滯板結(jié)、略有泌水且極難插搗,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是由于礦渣粉顆粒的平均粒徑小于水泥,內(nèi)摻入混凝土?xí)r,填充水泥顆粒之間的縫隙,替換自由水,具有一定的減水效果,而增大的膠凝材料比表面積在吸附減水劑有效成分后,新拌混凝土漿體界面性能改變,混凝土含氣量降低,基體密實性增加,其3d 抗壓強度比有所提高,同時礦渣粉顆粒一般為不規(guī)則棱狀物,顆粒間摩擦力較大且易“刺破”膠凝材料與

7、水的絮狀物,加之混凝土含氣量較小,缺少氣泡的潤滑作用,因此隨著礦渣粉摻量的增加,新拌混凝土粘滯度提高,甚至出現(xiàn)泌水現(xiàn)象2。將表1和表3中的1-4#1-6#與1-10#對比可知,隨著粉煤灰摻量由0%增加至30%,混凝土單位用水量及含氣量分別由181.1kg/m 3、6.2%降至164.3kg/m 3、2.8%,而1-4#1-6#的3d 抗壓強度均高于1-10#,與此同時混凝土拌合物狀態(tài)良好且易插搗,這可能是由于粉煤灰顆粒圓潤且平均粒徑小于水泥,在具有一定減水效果的同時,能夠降低拌合物含氣量,增大混凝土3d 抗壓強度比,并且良好的“滾珠”潤滑作用使?jié){體屈服應(yīng)力降低,因此新拌混凝土無較強粘滯感和泌水

8、離析現(xiàn)象。將表1和表3中的1-7#1-9#組與1-10#組比較,隨著礦物摻合料的摻量由0%增至60%,混凝土單位用水量由181.1kg/m 3下降至159.3kg/m 3,含氣量由6.2%下降至2.2%,而3d 抗壓強度比則由162%上升至245%,雖然1-9#礦物摻合料總量與1-3#礦渣粉摻量相同,但粘滯感明顯小于1-3#,并無出現(xiàn)泌水現(xiàn)象,由此可知,水泥、粉煤灰及礦渣粉三種不同粒徑的顆粒能夠形成更為致密的堆垛體系,在降低用水量的同時,能夠更多的吸附聚羧酸減水劑的有效成分,降低拌合物含氣量,提高混凝土3d 抗壓強度比,而粉煤灰的潤滑作用能有效降低礦渣粉所導(dǎo)致的拌合物粘滯感,進一步改善混凝土的

9、工作性。另外,就上述試驗結(jié)果及分析不難看出,采用單摻粉煤灰、單摻礦渣粉或雙摻粉煤灰和礦渣粉混凝土拌合編號工作性3d 抗壓強度比/%混凝土拌合物狀態(tài)描述坍落度/mm 含氣量/%1-1#2033.4223流動性好,稍粘,無泌水離析,易插搗1-2#2052.5239流動性好,粘滯、無泌水離析,稍難插搗1-3#1932.5245流動性好、粘滯板結(jié)、略有泌水,極難插搗1-4#2044.6210流動性好、粘聚性好、無泌水離析,易插搗1-5#2092.8241流動性好、粘聚性好、無泌水離析,易插搗1-6#2012.8239流動性好、粘聚性好、無泌水離析,易插搗1-7#2053.5221流動性好、粘聚性好、無

10、泌水離析,易插搗1-8#2082.5245流動性好、稍粘滯、無泌水離析,較易插搗1-9#1922.2245流動性好、較粘滯、無泌水離析,不易插搗1-10#1986.2165流動性好、疏松、無泌水離析,易插搗表3混凝土性能指標(biāo)質(zhì)量控制與檢測37-廣東建材2013年第2期物,因顆粒組成、顆粒形狀以及細觀堆垛結(jié)構(gòu)的不同,其含氣量均遠小于純水泥體系混凝土的6.2%,3d抗壓強度比較1-10#的165%要高,均處于200%以上,由此可知,膠凝材料體系的不同對聚羧酸減水劑的引氣效果影響明顯,并進一步影響混凝土3d抗壓強度比。2.2外加劑對混凝土性能的影響表2中4組新拌混凝土坍落度、含氣量及3d抗壓強度比如

11、表4所示。將表2、表4中的試驗結(jié)果分別與表1、表3中的對應(yīng)組(例如1-3#與2-3#,1-6#與2-6#比較可知,在不同膠凝材料體系混凝土中,HSP-V型聚羧酸減水劑比PCA-II型聚羧酸減水劑引氣效果要好,其中2-10#純水泥體系新拌混凝土含氣量高達8.0%,3d抗壓強度比為158%,而2-3#、2-6#和2-9#組混凝土含氣量也分別較其對應(yīng)組高0.4%0.9%。與此同時,表4中各組混凝土含氣量、3d抗壓強度比及狀態(tài)的變化規(guī)律均與表3相似,即采用單摻粉煤灰、單摻礦渣粉或雙摻粉煤灰和礦渣粉的2-3#、2-6#和2-9#組混凝土拌合物的含氣量均遠小于純水泥體系的2-10#,而3d抗壓強度比卻較2

12、-10#的158%要高,均處于220%以上,另外,單摻礦渣粉的2-3#組雖無泌水離析現(xiàn)象,但仍具有很強的粘滯感,極難插搗,而粉煤灰的摻入,能有效降低因使用礦渣粉而導(dǎo)致混凝土拌合物粘滯板結(jié)的現(xiàn)象,使2-9#工作性優(yōu)于2-3#,由此可知,聚羧酸減水劑種類的不同雖使混凝土工作性發(fā)生一定程度的改變,但并不影響其因膠凝材料體系改變而呈現(xiàn)出的規(guī)律性,即礦物摻合料能夠明顯降低聚羧酸減水劑的引氣效果。3聚羧酸系高性能減水劑含氣量檢測方法的思考由上述試驗結(jié)果及分析可知,在施工過程中采用聚羧酸減水劑,能夠有效改善混凝土流動性,然而新拌混凝土的工作性能(包括含氣量、粘滯性、粘聚性等,除與減水劑性能及摻量有關(guān),還取決

13、于砂、石、水泥、礦物摻合料等各組分的比例及性質(zhì),特別是膠凝材料的顆粒形狀及細觀堆垛結(jié)構(gòu),因此選用基準(zhǔn)水泥配制混凝土來檢測聚羧酸減水劑的含氣量及早期抗壓強度比等性能,往往忽略了礦物摻合料的影響,具有一定的片面性,特別是在采用大比例礦物摻合料配制技術(shù),且對含氣量或早期強度有較高要求的混凝土構(gòu)件(例如海洋環(huán)境下使用的沉管、預(yù)應(yīng)力混凝土等,由于礦物摻合料降低了聚羧酸減水劑的引氣效果,當(dāng)采用施工用原材料及配合比使混凝土含氣量及3d抗壓強度比滿足設(shè)計要求時,依據(jù)JG/T223-2007聚羧酸系高性能減水劑采用基準(zhǔn)水泥檢測的聚羧酸減水劑,往往含氣量指標(biāo)大于6.0%,由于基體的密實性不夠,進而導(dǎo)致混凝土3d抗

14、壓強度比小于160%,為混凝土試驗室配合比設(shè)計帶來困難。就目前來看,隨著工程界對混凝土耐久性的重視,礦物摻合料運用日益廣泛,故對聚羧酸減水劑進行檢測應(yīng)充分考慮礦物摻合料對聚羧酸減水劑的影響,引入標(biāo)準(zhǔn)粉煤灰及標(biāo)準(zhǔn)礦渣粉對聚羧酸減水劑進行檢測,進一步降低因檢測方法而導(dǎo)致聚羧酸減水劑使用的局限性。4結(jié)論混凝土中添加礦物摻合料使PCA-型及HSP-V 型聚羧酸減水劑引氣效果明顯降低,從而進一步提高混凝土3d抗壓強度比;聚羧酸減水劑種類的不同雖使混凝土工作性發(fā)生一定程度的改變,但并不影響其因膠凝材料體系改變而呈現(xiàn)出的規(guī)律性?！緟⒖嘉墨I】1JG/T223-2007,聚羧酸系高性能減水劑S.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.2蓋國暉,李超,熊建波