測定混凝土減水劑最佳摻量的方法

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測定混凝土減水劑最佳摻量的方法摘要減水劑是保證混凝土強度并達到泵送性能的重要添加劑，對于提高和改善混凝土施工可操作性起著舉足輕重的作用。本文根據(jù)混凝土施工中混凝土減水劑的作用機理、影響因素等條件，來準確測定混凝土減水劑最佳摻量，找到減水劑的摻量方法，驗證減水劑與水泥的相溶性和適應(yīng)性，簡單、準確、可靠地保證工程質(zhì)量，降低工程成本，使施工工程取得最佳效果。關(guān)鍵詞混凝土減水劑測定最佳摻量摻量方法減水劑是保證混凝土強度并使之達到泵送性能的重要添加劑，對于提高和改善混凝土施工可操作性起著舉足輕重的作用。泵送混凝土，除一般混凝土性能要求外，還必須具有良好的流動性、和易性、坍落度損失小、不泌水、不離析等性能。因此，在高性能的混凝土工程施工中，準確地測定混凝土減水劑的最佳摻量，驗證減水劑與水泥的相溶性和適應(yīng)性，以確保工程質(zhì)量，降低工程成本，是一個十分重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。在混凝土工程施工中，因建筑結(jié)構(gòu)的特殊要求，大流動度混凝土的應(yīng)用越來越廣泛，如現(xiàn)澆混凝土灌注樁基礎(chǔ)、高層建筑中的泵送混凝土等。目前，增大混凝土流動度的方法主要是增大水泥用量或在混凝土中添加減水劑等。在混凝土中增大水泥用量的方法，可以提高混凝土坍落度，但這樣提高的混凝土坍落度，即使水灰比不變，也增大了單位體積混凝土中水的用量，對混凝土性能的影響表現(xiàn)為：混凝土會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，混凝土拌和物粘聚性變差，也影響混凝土的耐久性；單位體積混凝土用水量的增大，使混凝土硬化后，多余的水分殘留在混凝土中，會形成水泡、氣孔，減少了混凝土抵抗荷載的有效面積，也增加了腐蝕鋼筋的因素，導(dǎo)致混凝土強度下降。因此，這一做法不太可取而適當摻用減水劑，則可避免上述弊端的出現(xiàn)。一、混凝土減水劑的作用機理 水泥加水拌和后，由于水泥顆粒間的引力作用，會形成許多絮狀結(jié)構(gòu)，使10%～30%的水包裹在其中，從而大大降低了混凝土拌和物的流動性。當加入適量的減水劑后，減水劑分子定向吸附于水泥顆粒表面，減水劑親水基團指向水溶液，由于親水基團的離解，使水泥顆粒表面帶上電性相同的電荷，并隨減水劑濃度的增大而增大，從而產(chǎn)生靜電斥力，導(dǎo)致水泥顆粒相互分散，絮凝結(jié)構(gòu)解體，毛細孔數(shù)量明顯減少，包裹其中的拌和水釋放出來，就能有效地增大混凝土拌和物的流動性和密實度。在混凝土中摻入適量的減水劑后，可以降低混凝土的水灰比，減少水泥用量，提高混凝土早期強度，使混凝土拆模時間提前，加速模板周轉(zhuǎn)，縮短施工工期，降低工程造價。高效減水劑與混凝土各組分材料之間存在著相溶性問題，其中對水泥的影響最大，同一種水泥與不同的高效減水劑之間，或同一種高效減水劑與不同水泥之間的相溶性存在著明顯差異，這種差異會影響混凝土的流變性能，從而影響混凝土的工作性、強度以及耐久性。所以，對各類混凝土減水劑的選擇，以及減水劑的性能、摻量等都有必要做一系列的對比試驗，以確定混凝土減水劑的最佳摻量。二、影響減水劑作用的因素不同的水泥有著不同的熟料組分，熟料組分中MgO的含量越高，減水劑對混凝土的性能影響就越大，就越容易造成混凝土的微裂縫。高效減水劑對礦物熟料有選擇吸附的性質(zhì)，當C3A與水接觸后立刻具有足夠的吸附層，其數(shù)量越多，吸附高效減水劑的量就越多，而C3S、尤其是C2S吸附的較少。這種不均勻的吸附性會使高效減水劑的分散作用不盡相同。C3A含量越高的水泥與減水劑的相溶性愈差，會使高效減水劑出現(xiàn)減水不足或根本無減水效果的現(xiàn)象。實驗表明，加入減水劑的混凝土的凝結(jié)時間比未加減水劑的混凝土的凝結(jié)時間有偏長的現(xiàn)象。在加入了高效減水劑的混凝土中，以低水灰比為特征的混凝土體系，其凝結(jié)和流變性與不加減水劑的水泥砂漿有很大的不同。其一，是由于用水量減少，石膏在水泥漿中的溶出量很少，其濃度不足以控制C3A的水化，造成急凝，坍落度損失很快；其二，高效減水劑的加入，干擾了水泥水化的動力，降低了石膏的溶解度，使液相中石膏的濃度更低。同時因缺少硫酸根離子，高效減水劑分子上的磺酸根基團就會與C3A結(jié)合，使液相中的高效減水劑劑量減少，失去對水泥的分散作用，加快坍落度損失。 水泥比表面積和顆粒級配影響高效減水劑的分散效果，一般來說，比表面積較大的水泥，摻同樣的高效減水劑，其作用效果明顯，流動性提高幅度大。很多資料說明：堿含量非常明顯地影響著減水劑的水泥體系的流動性，堿含量越高，水泥的流動性越小，實驗表明高效減水劑用于高堿水泥會使減水率下降。三、用水泥凈漿流動度測定減水劑最佳摻量的操作方法水泥與減水劑的適應(yīng)性是雙向的。在水泥與減水劑的適應(yīng)性方面，減水劑的種類以及質(zhì)量也起著舉足輕重的作用。故應(yīng)根據(jù)對水泥的適應(yīng)性以及施工要求選擇減水劑。高效減水劑與某種水泥不相溶時會出現(xiàn)以下情況：1.混凝土在攪拌過程中即出現(xiàn)異常凝結(jié)。2.新拌混凝土坍落度損失大。3.混凝土泌水、分層離析現(xiàn)象嚴重。4.高效減水劑減水不足或根本無減水效果。5.混凝土各齡期強度無明顯增加，甚至下降。6.混凝土收縮率增加較多，產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。上述的這些不相溶現(xiàn)象應(yīng)在選擇減水劑時，盡量避免?；炷翜p水劑摻量不但與水泥用量有關(guān)，且與水泥的物理特性和化學成分有很大關(guān)系。傳統(tǒng)的混凝土減水劑摻量的確定方法主要是根據(jù)減水劑產(chǎn)品說明書和水泥用量的百分比來確定。由于不同品種或不同批次的水泥化學成分和含量的不同，減水劑與水泥的相溶性和適應(yīng)性及最佳摻量也會有較大的不同。僅按水泥用量的百分比來確定減水劑的摻量很難確保拌和物的最佳減水效果，容易造成減水劑的浪費。筆者經(jīng)過多次試驗，采用了水泥凈漿流動度的方法來測定混凝土減水劑的最佳摻量，取得了較好的成效。其具體做法是依據(jù)減水劑生產(chǎn)廠家說明書推薦的摻量，準確稱取減水劑、水和300g水泥，按規(guī)范的方法，將減水劑、水和水泥凈漿進行拌和。在潔凈的玻璃上，將拌和好的水泥凈漿裝入試模中，逐次提起試模后，觀察水泥凈漿流動的狀況，測試水泥凈漿的流動性能否滿足混凝土泵送的性能要求。同時記錄好不同的水泥、不同的混凝土減水劑減水率的大小和摻量，進行優(yōu)選。 減水劑的摻加順序。通過對不同的減水劑進行多次對比試驗表明，減水劑的摻加先后順序?qū)p水劑的減水效果有一定影響。以隆達產(chǎn)高效減水劑為例：在稱取了一定量的水泥、減水劑和水后，按水泥→減水劑→水依次倒入攪拌鍋內(nèi)，測定的水泥凈漿擴展度為22cm～23cm。而按先加入水泥→水的順序，在攪拌一定時間后再放入減水劑，測定的水泥凈漿擴展度為25cm～27cm。由此可見，使用相同的水泥、相同的減水劑，采用后摻法優(yōu)于先摻法，有利于提高減水劑與水泥的相溶性，充分發(fā)揮減水劑的效能。同理，在混凝土實際施工中，應(yīng)在混凝土拌和物攪拌一定時間后，再摻入減水劑，可取得減水的最佳效果。四、結(jié)束語綜上所述，由于不同品種，不同批次水泥的特性和化學成分的不同，確定減水劑的品牌及混凝土減水劑的最佳摻量，應(yīng)根據(jù)不同的水泥和減水劑由試驗來確定，而不應(yīng)單憑減水劑生產(chǎn)廠家說明書及水泥用量的百分比，用水泥凈漿流動度的方法來測定混凝土減水劑的摻量，簡單、準確、可靠，可保證工程質(zhì)量，降低工程成本，使施工工程取得最佳效果。