胶凝材料和混凝土外加剂相容性试验研究

张小鹏

（中钢集团郑州金属制品研究院有限公司）

随着建筑行业的发展，建筑工艺技术的不断提高，各种高难度和极具创意的建筑应运而生，随之作为建筑行业最主要的原材料之一混凝土也在不断地改变，为了能够更好地满足建筑行业的需求，混凝土外加剂被在行业中被广泛应用[1]。混凝土外加剂能够在保持混凝土用水量不变的情况下不，能够有效改善混凝土的和易性。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性或减少单位水泥用量，节约水泥[2]。

由于现在市场上混凝土外加剂种类繁多，各商混站在生产中往往选取两个或以上外加剂进行生产，如今环保议题不断加重，混凝土生产各种原材料紧缺。在生产中不同外加剂和混凝土的原材料的适应性成为现如今商混站的正常生产所面临的一个难点。

1 原材料和试验方法

水泥：华润P·Ⅱ42.5R，粉煤灰：珠江电厂Ⅱ级灰，矿粉：砂润S95，混凝土外加剂为萘系混凝土外加剂和聚羧酸混凝土外加剂，性能见表1。

表1 混凝土外加剂性能高指标

本实验采用生产用C30、C50 混凝土配合比胶材比例，观察两种不同混凝土外加剂和胶凝材料的相容性试验，从而得出不同配合比胶凝材料与两种不同混凝土外加剂的相容性，为生产用配合比提供技术支持。

试验方法采用JC/T1083－2008《水泥与混凝土外加剂相容性实验方法》中净浆流动度法，通过调整不同混凝土外加剂的掺量观察胶凝材料浆体的流动度和30min 流动度损失率，从而得到不同混凝土外加剂与材料适用性。在试验环境温度（20±2）℃，相对湿度大于50%条件下，将一定比例的胶凝材料、混凝土外加剂和水倒入净浆搅拌锅中经过搅拌后倒入圆模中，提起圆模浆体在重力作用下在玻璃板上自由扩展，稳定后测量浆体的流动度，然后将浆体倒入塑料容器中，用湿布盖住容器口放置60min 后重新搅拌1min 后测定浆体的流动度。混凝土配合比和净浆配合比见表2，其中胶凝材料总用量为500g，各材料占比同混凝土配合比中各材料所占总胶凝材料的比例，用水量为145mL。

表2 混凝土和净浆配合比

2 结果分析

⑴C30 配合比的净浆在不同混凝土外加剂和不同掺量下流动度和60min 流动度见表3，掺量-流动度曲线见图1。

从表3 中可以看出当掺量为1.0%时，聚羧酸混凝土外加剂初始流动度达到150mm，而萘系混凝土外加剂则无流动度，当掺量达到1.3%时流动度达到120mm，小于聚羧酸掺量为1.0%时的流动度，说明在用水量相同的情况下聚羧酸混凝土外加剂有更好的减水效果。

从图1 可以看出聚羧酸混凝土外加剂的掺量-流动度曲线无明显的拐点，整体趋于上升趋势。而奈系混凝土外加剂掺量-流动度曲线则有明显的拐点，当掺量小于1.5%时，曲线斜率稍大，呈直线上升趋势，而当掺量大于1.9%时，曲线趋于平缓，基本无上升趋势，当掺量为1.5%时，60min 后流动度曲线趋于直线，说明掺量的增加对于净浆的流动度保坍已无明显的作用。

表3 C30 净浆流动度

图1 C30 净浆流动度

对于萘系混凝土外加剂当掺量在1.3%～1.9%变化时，流动度曲线斜率较大，说明混凝土外加剂对于C30配合比胶凝材料比较敏感，当混凝土中原材料有变化时（把包括粗、细骨料）对混凝土和易性影响较大，导致混凝土外加剂掺量波动较大。

⑵C50 配合比的净浆在不同混凝土外加剂和不同掺量情况流动度和60min 流动度见表4，掺量-流动度曲线见图2。

从表4 中可以看出当混凝土外加剂掺量为1.8%时，聚羧酸混凝土外加剂初始流动度达到211mm，而萘系混凝土外加剂则无流动度，当掺量达到2.0%时流动度达到165mm，小于聚羧酸掺量为1.6%时的流动度，说明在用水量相同的情况下聚羧酸混凝土外加剂有更好的减水效果。

表4 C50 净浆流动度

图2 C50 净浆流动度

从图4 可以看出两种混凝土外加剂掺量-流动度曲线均有比较明显的拐点，当掺量达到2.4%时两个曲线均趋于平缓，流动度不在随着掺量的增加有着明显的变化。在掺量到拐点前，随着掺量的增加，两种混凝土外加剂的初始流动度曲线和60min 流动度曲线的间距不断增大，尤其萘系混凝土外加剂更加的明显，说明在掺量到达拐点前，随着掺量的增加混凝土外加剂的保坍效果会更好。

随着掺量的增加萘系混凝土外加剂流动度最大值不超过330mm，而聚羧酸混凝土外加剂的60min 流动度可以达到408mm，说明对于C50 的混凝土用胶凝材料聚羧酸混凝土外加剂有更强的适应性，能够更好地适应混凝土中其他原材料变化（粗、细骨料）对混凝土的影响，保证混凝土有更好的和易性。

3 结论

⑴对于C30 配合比用胶凝材料，萘系混凝土外加剂的掺量-流动度曲线有明显的拐点，且在达到拐点前曲线斜率较大，胶凝材料对混凝土外加剂的掺量比较敏感，混凝土胶凝材料本身和其他原材料的变化对混凝土自身和易性影响较大。

⑵聚羧酸混凝土外加剂含固量虽然低于萘系混凝土外加剂，但较高的胶砂减水率使其在较低的掺量下也可以带来较好的流动度。

⑶对于C50 配合比用胶凝材料，两种混凝土外加剂的掺量-流动度曲线都有明显的拐点，且相同掺量条件下聚羧酸外加剂的拐点明显高于萘系，说明聚羧酸减水剂对于C50 混凝土能够提供更好的和易性。