外加剂中葡萄糖酸钠用量对水泥净浆和砂浆性能的影响研究

郭学铭

（科之杰新材料集团福建有限公司）

0 前言

现聚羧酸减水剂已经广泛的用于混凝土搅拌站、预制高强管桩、高速铁路、高速公路、核电、火电、大桥、港口、码头等建筑领域的建筑工程。因施工的环境不同以及在不同季节下大面积浇筑，长途运输，常常就要在聚羧酸减水剂里添加缓凝材料来保持混凝土不快速凝结以至延长水泥的水热化时间避免因水泥水化热初期水化过快的产生的应力裂缝，此次研究的葡萄糖酸钠缓凝材料不仅对水泥的凝结时间有较大的延长，还对水泥扩展度有不小的提高。

1 缓凝材料在水泥中的作用

通常来讲聚羧酸减水剂缓凝组分在混凝土中会产生物理效应，即缓凝材料不与混凝产生化学反应不生成新的物质，对混凝土各项性能起积极作用。硅酸盐水泥水化放热分几个阶段即：诱导前期、诱导期、加速期、减速期和稳定期。缓凝材料的作用区间实质只是在诱导期延长水泥水化，其作用机理通常有：沉淀假说、络盐假说、吸附假说、抑制氢氧化钙结晶生长理论等，但核心是延缓水泥的水化，推迟水化产物的结晶以达到缓凝目的。同时防止温度变形引起混凝土裂缝也提高混凝土拌合物的保坍性能，作用机理是：缓凝材料被吸附在水泥颗粒的表面，形成氢键，氢键又可以和水泥混凝土内部的水分子结合在一起，水泥混凝土颗粒的表面就会形成一层水膜，减慢了水向水泥渗透的速度，而且缓凝组分溶液也减慢水化产物的生长这样就可以抑制水泥混凝土性能的转变。

2 试验材料与试验方案

2.1 试验材料

⑴水泥：采用十大品牌水泥普通硅酸盐水泥（P·O42.5）、红狮牌水泥普通硅酸盐水泥（P·O42.5）、闽福牌水泥普通硅酸盐水泥（P·O42.5），详细技术指标如表1。

表1 水泥物理性能指标

⑵砂：普通河砂，细度模数2.6、含泥量0.8%、泥块含量0%、表观密度2650kg/m3。

⑶外加剂：聚羧酸减水剂（50%含固量），性能良好，符合GB8076—2008 标准要求。

⑷缓凝材料：葡萄糖酸钠（产于山东）。

⑸水：普通自来水，符合JGJ63—2006 标准要求。

2.2 试验方法

采用三种不同的水泥对比研究减水剂内加入不同掺量的葡萄糖酸钠对水泥净浆流动度、砂浆流动度、1小时流动度及其凝结时间的影响，试验配方如表2。

3 试验结果与分析

3.1 葡萄糖酸钠对水泥净浆流动度的影响与分析

减水剂与葡萄糖酸钠（0%～3%）进行复合时对水泥净浆流动度、1 小时流动度和凝结时间的影响变化见表3。

表2 试验配方

表3（十大、红狮、闽福）水泥净浆试验

从表3 可以看出葡萄糖酸钠与减水剂复合后在其激发作用下，表现出了明显的辅助塑化效应。从表3 可看出以下主要规律：

⑴有加入葡萄糖酸钠的减水剂与没加葡萄糖酸钠的减水剂相比，净浆初始流动度和1 小时后的流动度均有不同程度的提高。虽然不同水泥对净浆流动度的影响各不相同，但总体上均提高了净浆的初始流动度和1 小时流动度，这说明了葡萄糖酸钠保塑效果较好，且与减水剂适应性较好。

⑵从十大水泥试验数据可以看出减水剂内随葡萄糖酸钠用量的增加，净浆流动度和凝结时间在不断的提高，相对闽福水泥经过葡萄糖酸钠用量的增加初始流动度后面变化就不怎么明显但相对凝结时间还是呈上升的趋势，可以看出闽福水泥相对敏感度较低。

⑶外加剂中添加一定数量的葡萄糖酸纳后，可增加混凝土的可塑性，且有阻滞作用，即推迟混凝土的最初和最终凝固时间，从而提高了净浆的初始流动度和1 小时流动度。

3.2 葡萄糖酸钠对砂浆流动度的影响与分析

减水剂与葡萄糖酸钠（0～3%）进行复合时对水泥砂浆流动度、1 小时流动度和凝结时间的影响变化见表4。

表4（十大、红狮、闽福）水泥砂浆试验

⑴从表4 试验结果来看十大水泥和红狮水泥的适应性最好，随着减水剂内葡萄糖酸钠用量的增加初始流动度都有明显的增加，体现了减水剂与葡萄糖酸钠复合后提高了流动度，相对而言1 个小时流动度变化就不是很大。闽福水泥对加了0.5%掺量葡酸钠的减水剂初始流动度有提高但对后面掺量的提高对流动度就没那么明显。

⑵三种水泥都有一个共同点就是随着葡萄糖酸钠占比的提高，水泥凝结时间不断延长。

4 试验结论

⑴葡萄糖酸钠作为缓凝剂，不仅明显延缓了水泥水化的初期进程，延长了水泥的凝结时间，还提高了水泥流动性。

⑵葡萄糖酸钠与聚羧酸减水剂复合后从水泥流动性来看相对会比没添加葡萄糖酸钠的减水剂还好，体现葡萄糖酸钠具有表面活化作用，羧基通过抑制水泥水化，然而在塑性阶段中释放更多的水。

⑶随着葡糖糖酸钠在减水剂中用量的增加最为显著的就是凝结时间的延长，主要原因是葡萄糖酸钠与水泥融合时水泥颗粒表面形成了一层稳定的融剂化水膜，阻止了水泥颗粒间的直接接触，阻碍了水化的进行，延缓了水泥凝结时间。