砂浆扩展度试验对混凝土工作性能影响

马永胜，殷继伟

（哈尔滨佳连混凝土技术开发有限公司，黑龙江　哈尔滨　150008）

砂浆扩展度试验对混凝土工作性能影响

马永胜，殷继伟

（哈尔滨佳连混凝土技术开发有限公司，黑龙江哈尔滨150008）

在新标准 GB50119—2013《混凝土外加剂应用技术规范》中，规定了混凝土外加剂相容性检测新方法——砂浆扩展度法。这是因为现今的混凝土外加剂与任何一种原材的技术参数都有直接关系。采用砂浆扩展度法检测混凝土外加剂的相容性对混凝土的工作性能的验证较方便、快捷，且通过扩展度法直接反映了混凝土外加剂在混凝土拌合物中的相关性能。更能有效地辨别不同外加剂相容性的差异，也能检测出外加剂对其他原材料的相容性如何。本文按照 GB50119—2013标准规定进行试验，证明标准中砂浆扩展度法试验对混凝土拌合物性能的验证起到积极重要作用。

砂浆；扩展度；混凝土外加剂；工作度；相容性

0　引言

随着预拌混凝土的快速发展，需方对其拌合物工作度要求越来越高，更加重要的是预拌混凝土的经时工作性能，这是评价其质量“好坏”的参数。所以我们设计配合比和选用原材料时，混凝土外加剂与其它原材料的相容性是一项非常重要的工作。

GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中坍落度与扩展度法，其方法简单实用，对混凝土的拌合物性能检验准确直观。但在预拌混凝土生产企业对进厂的原材料检测时，经常会遇到样品数量有限、时间紧、批次较多的时候。这时候需要一种既方便又省时，既省样品，试验数据又准确的一种快速检验方法。

近几年，随着高性能混凝土的出现，高强混凝土的使用率提高，经过大量试验研究与工程实践证明：GB50119—2003《混凝土外加剂应用技术规范》标准中的净浆流动度法已经不能来验证混凝土外加剂在混凝土中混凝土工作性能，更加验证不出此类外加剂与其它原材料的相容性情况。

本文将按 GB50119—2013《混凝土外加剂应用技术规范》中的附录规定：混凝土外加剂与其它原材料相容性试验，通过三种不同生产厂家、不同类别、不同减水组份的泵送剂（泵送剂中的减水组份除外，其它辅助成份名称、数量均相同）采用砂浆扩展度法，来反映该种混凝土外加剂在混凝土中的工作性能；混凝土坍落度与扩展度试验，分析砂浆扩展度试验在实际应用中是否具有可参考性的验证。

1　试验原料、仪器及配合比

1.1原材料

水泥：安达亚太牌 P·O42.5水泥。

粉煤灰：大庆市乙烯热电厂，Ⅱ 级粉煤灰。

细骨料：齐齐哈尔二区中砂，细度模数2.3。

粗骨料：齐齐哈尔5～20mm 卵石，哈尔滨16～31.5mm碎石。

泵送剂：①哈尔滨某外加剂生产厂家生产的萘系泵送剂，减水率19%；

② 哈尔滨某外加剂生产厂家生产的脂肪族系泵送剂，减水率21%；

③ 哈尔滨某外加剂生产厂家生产的聚羧酸系泵送剂，减水率25%。

以下试验中，①、②、③所代指上述各系外加剂。

1.2主要试验仪器

行星式水泥胶砂搅拌机1台，砂浆扩展度筒（尺寸符合GB50119—2013中的要求）1个，捣棒2个。秒表、时钟、天平、台秤、抹刀、各一个。坍落度筒、混凝土搅拌机、刚直尺一个，玻璃板（500mm×500mm×5mm）、铁板。

1.3试验方法

1.3.1砂浆扩展度试验

试验中所有原材料均来自于实际工程中，并筛除粒径大于5mm 以上的部分骨料，自然风干至气干状态。其中砂浆采用与工程实际使用的混凝土配合比中去除骨料后的砂浆配合比，水胶比降低0.02，砂浆总量不小于1.0L。试验步骤依据GB50119—2013中附录 A 中的 A.0.4进行。当砂浆扩展度初始扩展达到350mm±20mm，并观察10min（聚羧酸系高性能减水剂）、30min、60min 的扩展度损失情况并记录。

1.3.2混凝土坍落度与坍落扩展度试验

试验步骤依据 GB/T50080—2002中稠度试验，3.1.3进行，记录混凝土初始坍落度、扩展度；30min、60min 后坍落度与扩展度的变化，其中混凝土试验配合比均对应砂浆配合比按文中表2配制。（注明：从试样制备完毕到开始试验不超过5min）

1.4试验说明

砂浆扩展度试验与混凝土坍落度、扩展度试验中所有原材料应均为同一品种规格、同一厂家、同一批次。整个试验在温度为20℃±2℃ 下进行。

混凝土坍落度试验样品拌制量为20L。砂浆扩展度试验样品拌制量为2.0L。

1.5配合比

混凝土实际工程应用配合比见表1，砂浆和混凝土试验配合比见表2。

表1　混凝土实际工程应用配合比　　　　kg

表2　C30配合比砂浆、混凝土检验样品配制表　kg

2　试验结果与分析

2.1试验结果

试验结果见表3及图1～4。

2.2分析

观察图1中萘系泵送剂所拌制的砂浆，保水性较好并无明显的泌水现象；图2脂肪族系泵送剂所拌制的砂浆，保水性适中有少量的泌水；图3、图4聚羧酸系泵送剂所拌制的砂浆，保水性较差有明显的大量泌水。在通过观察表3中各系泵送剂，砂浆扩展度的损失、混凝土坍落度的损失、混凝土扩展度的损失，得知这三种泵送剂对于混凝土其它原材料的相容性：萘系好于脂肪族系，脂肪族系好于聚羧酸系。

图1　萘系减水剂拌制的砂浆初始扩展度

图2　脂肪族减水剂拌制的砂浆初始扩展度

图3　聚羧酸减水剂拌制的砂浆初始扩展度

表3　　试验数据

图4　聚羧酸减水剂拌制的砂浆静停时表现的情况

本文选取的原材料，使用的是大庆地区较为广泛使用的品牌水泥与品牌粉煤灰，外加剂选用的是哈尔滨三个较有代表性的大型专业生产厂家产品。

所以本文认为当混凝土原材料属于同一品种规格、同一厂家、同一批次时，试验方法、温湿度等环境符合标准，在同一配合比的情况下，砂浆扩展度损失越大，混凝土坍落度损失越大，混凝土扩展度损失越大。

由此通过对比试验可以看出：砂浆扩展度试验对混凝土工作度的检验有较好的相关性，因为水泥、粉煤灰、砂子、对混凝土外加剂的相容性影响比较大，而粗骨料影响则比较小。

所以可以通过检验砂浆扩展度试验来辨别不同品种、规格、批次、厂家的外加剂，对混凝土其他原材料的相容性。而且可以通过观察砂浆扩展度试验中砂浆的保水性，大致了解混凝土拌合物的保水性。通过观察砂浆的粘稠度大致了解混凝土拌合物的粘聚性。但和易性最终检测结果还需要以拌合物试验为准。当然在外加剂不变的情况下也可以验证混凝土其他原材料间或与外加剂的相容性。

3　结语

随着预拌混凝土的发展，外加剂对于混凝土的重要性不言而喻。而对外加剂的相容性检测又是非常重要的一项工作，本文通过对比试验，验证了 GB50119—2013中的砂浆扩展度法对混凝土拌合物的检测是可行的，且对混凝土拌合物的验证也起到至关重要的作用。砂浆扩展度法即方便又省时，是一种快速测试混凝土原材料与外加剂相容性的方法，在实际应用中效果很好，应更广泛地被应用于外加剂的日常检测中。随着科技的发展，会有越来越多既方便、快捷又实用的试验方法被研发出来，应用于实践中。

［通讯地址］黑龙江省哈尔滨市开发区（150008）

马永胜，男，高级工程师，全国混凝土标准化技术委员会委员、中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分会混凝土质量专业委员会委员、中国混凝土外加剂应用技术专业委员会委员、中国商品混凝土行业企业专家委员会主任委员。