聚羧酸系高效缓凝减水剂凝结时间之差的测定和分析

摘要：近年来工程施工设计对混凝土的要求越来越高，国家对绿色建材发展的支持，混凝土外加剂的应用越来越广，聚羧酸系高效缓凝减水剂因减水率高、保坍性能好、掺量低、成本低等优点在混凝土外加剂中的产量占比连年升高。因此，为了提高建筑工程的整体质量，应该准确地测定外加剂的各项性能，而混凝土外加剂凝结时间之差的准确测定，会影响到外加剂生产厂家的质量控制、预拌混凝土生产、运输和施工。通过对某种聚羧酸系高效缓凝减水剂凝结时间之差的测定与分析，提出影响因素、注意事项和结果分析，从而为混凝土外加剂凝结时间之差的检测和分析提供借鉴。

关键词：聚羧酸系混凝土外加剂凝结时间基准混凝土受检混凝土

DeterminationandAnalysisoftheDifferenceintheSettingTimeofthePolycarboxylate-TypeEfficientRetardingandWaterReducingAgent

CHENShanchang1，2，3

1.GuangxiDeyanTestingTechnologyServiceCo.，Ltd.;2.GuangxiCementandBuildingMaterialsProductQualityInspectionCenter（Guigang）;3.GuigangBranchofGuangxiZhuangAutonomousRegionInstituteofProductQualityInspection，Guigang，GuangxiZhuangAutonomousRegion，537100China

Abstract：Inrecentyears，therequirementsofengineeringconstructiondesignforconcreteare gettinghigherandhigher，thecountrysupportsthedevelopmentofgreenbuildingmaterials，concreteadmixturesareusedmoreandmorewidely，andtheoutputproportionofthepolycarboxylate-typeefficientretardingandwaterreducingagentinconcreteadmixtureshasincreasedyearbyyearbecauseofitshighwater-reducingrate，goodslumpretentionperformance，lowmixingamountandlowcosts.Therefore，inordertoimprovetheoverallqualityofconstructionprojects，thevariouspropertiesofadmixturesshouldbeaccuratelymeasured，andtheaccuratedeterminationofthedifferenceinthesettingtimeofconcreteadmixtureswillaffectthequalitycontrolofadditivemanufacturers，andtheproduction，transportationandconstructionofready-mixedconcrete.Throughthedeterminationandanalysisofthedifferenceinthesettingtimeofapolycarboxylate-typeefficientretardingandwaterreducingagent，theanalysisofinfluencingfactors，precautionsandresultsisputforward，soastoprovidereferenceforthedetectionandanalysisofthedifferenceinthesettingtimeofconcreteadmixtures.

KeyWords：Polycarboxylicacidtype;Concreteadmixture;Settingtime;Normalconcrete;Testedconcrete

随着工程建设对混凝土性能要求的提高，水泥等主要建筑材料生产成本升高，混凝土外加剂的掺入可以显著影响混凝土的强度、耐久性、工作性能和可持续性[1]，混凝土外加剂的应用越来越广。性近年来，我国混凝土外加剂总产量持续稳定增长，2019年我国混凝土外加剂总产量累计为2003.89万t，相比2015年和2017年分别增长了45%和43%，其中聚羧酸系减水剂在2013—2017年期间年均增速20%左右，2019年聚羧酸系减水剂呈现大幅飞跃增长状态，聚羧酸系减水剂与萘系减水剂的年产量之比从2011年的0.8倍增加到2019年的9.3倍，随着生产工艺和应用技术日臻成熟，生产工艺和应用技术应用的成熟，成为主流减水剂[2]。

1测定凝结时间之差的意义

混凝土外加剂是混凝土除水泥、砂、石子、水外应用最多的材料，而聚羧酸系减水剂具有掺量低、减水率高、对水泥粒子的分散能力强、流动性大、坍损小、可大幅提高强度，保塑性能强、对施工温度要求低、易于浇筑密实等优点得到广泛应用。因为混凝土的特殊性，凝结时间要根据其生产、运输和施工的具体情况进行调整，从而影响最终的工程质量。混凝土凝结时间的异常，会导致实体混凝土出现裂缝、露筋、孔洞、蜂窝等缺陷及实体混凝土强度偏低[3]，在部分工程如比较大跨度的桥梁的特殊的混凝土，对凝结时间的检测和调整更加重要[4]。因此，准确地测定和分析聚羧酸系混凝土外加剂结时间之差，对混凝土外加剂生产企业的质量控制、搅拌站的生产、工程项目施工具有重要意义。

2试验

2.1试验原材料及配比

试验用的水泥为检验混凝土外加剂性能的专用的基准水泥，是由经中国建材联合会混凝土外加剂分会与有关单位共同确认具备生产条件的工厂供给，符合各项品质指标的硅酸盐水泥熟料与二水石膏磨成的PⅠ型硅酸盐水泥；试验用砂符合《建设用砂》（GB/T14684—2022）中Ⅱ区要求的中砂，细度模数为2.6～2.9，含泥量小于1%；试验用石子符合《建设用卵石、碎石》（GB/T14685—2022）要求的公称粒径为5～20mm的碎石或卵石，采用二级配，其中5～10mm占40%，10～20mm占60%，满足连续级配要求，针片状物质含量小于10%，空隙率小于47%，含泥量小于0.5%；试验用水符合《混凝土用水标准》（JGJ63—2006）的技术要求[5]；试验用的外加剂为聚羧酸系高效缓凝减水剂，掺量为1.5%。试验基准混凝土和受检混凝土的配合比符合《混凝土外加剂》（GB/T8076—2008）的要求。

2.2试验方法与分析

根据标准要求，在满足环境温度的试验室将原材料加入满足标准要求的搅拌机搅拌，拌好出料后，在铁板上人工翻拌均匀后，用5mm的圆孔振动筛筛出砂浆，拌匀后一次性装入特定尺寸的金属圆筒，然后再混凝土振实台上振实3～5s，在金属圆筒上口加盖，在特定温度的环境中放置。本次试验的基准混凝土在成型后3h开始测定，每间隔0.5h测定一次，受检混凝土在成型后在6h开始测定，在到达初凝后每间隔0.5h测定一次，在接近初凝和终凝时根据实际情况适当缩短间隔进行测定，每次测定时试针不可与测孔重复贯入，与前一次测孔和金属圆筒的筒壁保持一定距离，将试针在特定时间内均匀地贯入特定深度，记录贯入阻力和测量时间[5]。

为减少试验误差，检验过程中还需注意：基准或受检混凝土凝结时间的测定，与其他的标准如《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T50080—2016）凝结时间的测定不同，要注意区分；检测环境的温湿度要符合标准要求，环境因素会直接作用于水泥，使水泥水化反应受到影响[6]，从而凝结时间出现偏差；用水量包括液体外加剂、砂和石材料中的含水量，骨料含水率的测定至关重要，直接影响混凝土配合比中水灰比的控制从而影响凝结时间[7]；振动搅拌在一定程度上影响混凝土的凝结时间[8]，在搅拌和成型制样时，注意搅拌和振动的时间；成型制样后容器加盖，在进行探针贯入试验完成后立即盖上盖子；在进行探针贯入试验时，注意测孔之间、探针与容器壁的距离，过近会造成贯入阻力异常；计算凝结时间是从水泥与水接触时开始的；检验完成后根据实际情况合理制作出图表，减少初凝和终凝的读数误差。

2.3试验过程

按标准要求在同一试验环境、拌和设备、同一配合比下，连续3d每天同时拌和基准和受检混凝土1批次，每批次混凝土取1个样品数目进行成型、测定、记录和计算，从水泥与水接触时开始计算凝结时间，根据计算结果以贯入阻力值为纵坐标，测试时间为横坐标，分别做出基准和受检混凝土凝结时间图表，如图1、图2所示。

2.4试验结果

从图1和图2的曲线图中分别读出基准混凝土和受检混凝土的初凝和终凝时间，取平均值后求差得出该减水剂的凝结时间之差，如表1所示。

从表1的试验结果可知（1）：基准混凝土和受检混凝土3批次的初凝和终凝的最大值或最小值与中间值之差均未超过30min，说明试验结果是有效的；（2）初凝之差为+350min，终凝之差为+325min，符合聚羧酸系高效缓凝减水剂初凝之差＞+90min的标准要求；（3）在初始坍落度一样的前提下，掺入一定量的聚羧酸系高效缓凝减水剂，能较大地延缓凝土的初凝，说明使用该型号的混凝土外加剂拌和的混凝土流动性大、坍落度经时损失小，适用于较高温天气施工、运输路线较长以及有延缓凝结时间要求的特殊工地；（4）基准混凝土初凝和终凝之间的时间间隔为350min，受检混凝土初凝和终凝之间的时间间隔为325min，相差不大，表明使用这种型号外加剂的混凝土只延长初凝和终凝，并不会延长混凝土初凝到终凝之间的时间间隔。

3结语

随着外加剂在工程建设的广泛使用，更多混凝土外加剂生产企业、混凝土生产企业以及施工单位对混凝土外加剂的性能越来越重视。重视混凝土外加剂凝结时间之差的测定，对混凝土外加剂生产企业提高产品质量和调节混凝土掺量有很大的帮助，同时对施工方在特殊领域的运用提供重要帮助。

参考文献

[1]何丰.混凝土外加剂对混凝土性能的影响分析[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术，2023（11）：155-157.

[2]王玲，赵霞，高瑞军，等.我国混凝土外加剂行业发展动态分析[J].新型建筑材料，2021（3）：122-127．

[3]邹道金.混凝土凝结时间对实体混凝土质量的影响[J].安徽建筑，2020，27（9）：226，244.

[4]肖丽，王新，盛兴跃.缓凝剂对水泥混凝土性能影响的试验研究[J].公路交通技术，2007（2）：25-28．

[5]中国建筑材料科学研究总院.混凝土外加剂：GB8076-2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

[6]林文明.水泥检测中的影响因素分析及质量检测[J].科技与创新，2015（23）：106-107．

[7]万惠文.全自动在线测量细骨料含水率及其对混凝土性能影响的研究[D].武汉：武汉理工大学，2020.

[8]赵明明.振动搅拌混凝土凝结时间的试验研究[D].西安：长安大学，2020.