高玉敏，高云輝，施奇男

(國產(chǎn)實(shí)業(yè)蘇州混凝土有限公司，江蘇省蘇州市215127)

走可持續(xù)發(fā)展道路、實(shí)現(xiàn)混凝土行業(yè)“綠色生產(chǎn)”，同時(shí)為了改善混凝土的性能，公司將原來使用的萘系減水劑更換為對環(huán)境無污染的聚羧酸減水劑，為全面地掌握聚羧酸減水劑的性能以指導(dǎo)生產(chǎn)，公司組織人員進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，現(xiàn)將其中所做的砂細(xì)度及砂率對混凝土強(qiáng)度及聚羧酸減水劑摻量的影響試驗(yàn)加以分析總結(jié)，以供參考。

1 試驗(yàn)原材料

1)水泥:江蘇金峰水泥集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的P.O42.5水泥，密度 3100 kg/m3，3d 抗壓度 25.9MPa，2d天抗壓強(qiáng)度48.2MPa。(2)礦粉:蘇州閩航新型建材有限公司生產(chǎn)的S95級礦粉，密度2850kg/m3，流動(dòng)比102%，3d天活性指數(shù)77%，28d活性指數(shù)96%。(3)粉煤灰:昆山鑫源環(huán)保熱電有限公司生產(chǎn)的Ⅱ級粉煤灰，密度2150kg/m3，需水量比104%，45μm方孔篩篩余19.6%，燒失量6.9%。(4)砂:江西南昌產(chǎn)湖砂，表觀密度 2650kg/m3，細(xì)度模數(shù) 1.7 ～3.1。(5)石:浙江湖州產(chǎn)5mm～25mm連續(xù)級碎石，表觀密度2680kg/m3，泥含量0.6%，針片狀含量5%。(6)減水劑:西卡(中國)有限公司生產(chǎn)的3301C型聚羧酸外加劑，密度 1050kg/m3，PH 值 5.5，固含量 27.2%。

2 試驗(yàn)配合比

本次采用C30配合比、3個(gè)砂率進(jìn)行了試驗(yàn)，3個(gè)砂率分別是43%、45%、47%，砂細(xì)度模數(shù)采用3.1、2.9、2.7、2.5、2.3、2.1、1.9、及 1.7 八個(gè)級別，試驗(yàn)是使混凝土初始坍落度達(dá)到(210±10)mm時(shí)聚羧酸減水劑的摻量及其3、7、28、56d的強(qiáng)度。3個(gè)砂率的基礎(chǔ)配合比如表1所示。

表1 基礎(chǔ)配合比表

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 不同砂率及砂細(xì)度模數(shù)下聚羧酸摻量的變化如表2、圖1。

表2 聚羧酸摻量變化表 /%

圖1 聚羧酸摻量變化圖

因粗顆粒過多無法達(dá)緊密填充。本次試驗(yàn)除了測試28d的強(qiáng)度，還做了3、7、56d的強(qiáng)度試驗(yàn)，這些齡期的強(qiáng)度規(guī)律與28d的相近，從強(qiáng)度的后期增幅來看，中粗砂的后期強(qiáng)度增長幅度較細(xì)砂要大，不管是從混凝土早期強(qiáng)度還是后期強(qiáng)度來看，混凝土用砂細(xì)度模數(shù)不應(yīng)低于 2.1。

從表2圖1可以看出，在相同砂率下要達(dá)到(210±10)mm的坍落度，隨著砂細(xì)度模數(shù)的減小，聚羧酸減水劑的摻量逐步增大;而在砂細(xì)度相同時(shí)，隨著砂率的增加，減水劑摻量增大，當(dāng)砂為粗砂時(shí)，減水劑隨砂率增加的幅度較小，而當(dāng)砂為細(xì)砂時(shí)，減水劑隨砂率增加的幅度加大。這是因?yàn)殡S著每方混凝土中砂增多或砂變細(xì)，砂的比表面積增大，則需水量增加，因試驗(yàn)是保持相同水膠比和相近坍落度進(jìn)行的，所以隨著砂率增加或砂細(xì)度模數(shù)的降低，減水劑摻量增加。另外，在使用西卡聚羧酸減水劑的過程中發(fā)現(xiàn)，該減水劑對外界溫度、砂石含水率及含泥量、水泥品種等的變化很是敏感，在春秋季使用時(shí)其坍落度較易控制，在夏季高溫時(shí)坍損偏大，混凝土在施工現(xiàn)場的初終凝時(shí)間提前，施工養(yǎng)護(hù)工作得及時(shí)，否則較易產(chǎn)生裂縫，而進(jìn)入冬季低溫時(shí)混凝土坍落度有時(shí)無坍損，反而會隨著時(shí)間推移坍落度變大，所以在使用聚羧酸減水劑時(shí)一定多取樣多觀察多調(diào)整，慢慢掌控其使用規(guī)律及其與原材料的適應(yīng)性。

3.2 不同砂率及砂細(xì)度模數(shù)下混凝土28d強(qiáng)度的變化如表3、圖2。

從圖2、表3可以看出，在相同砂細(xì)度模數(shù)下，混凝土的28d強(qiáng)度均是隨砂率的增加而降低的，從堆積與填充角度分析，說明43%的砂率填充密實(shí)度比45%及47%要密實(shí)，過高的砂率對混凝土強(qiáng)度不利，所以在用水量和膠凝材料用量一定的情況下應(yīng)通過試驗(yàn)確定合理的砂率值，合理的砂率不但能使混凝土流動(dòng)性、泵送性能良好，而且可使混凝土的空隙率最小，密實(shí)度最大，從而提高混凝土強(qiáng)度以及混凝土的抗?jié)B性、耐久性等長期性能;而在相同的砂率下，混凝土的強(qiáng)度最高值并未出現(xiàn)在細(xì)度模數(shù)3.1的最粗砂上，比較高的強(qiáng)度集中在細(xì)度模數(shù)2.5～2.9的中粗砂上，這是因?yàn)榛炷潦嵌嘣膹?fù)合體系，砂石料構(gòu)成其骨架，砂是用來填充石子所形成的空隙的，而細(xì)度模數(shù)超過3.0的砂

表3 28d強(qiáng)度變化表 /MPa

圖2 28d強(qiáng)度變化圖

3.3 混凝土放置3h后加減水劑的試驗(yàn)

表4 3h后添加減水劑28d強(qiáng)度變化表 /MPa

圖3 3h后添加減水劑28d強(qiáng)度變化圖

本次還對放置了3h的混凝土進(jìn)行了加聚羧酸減水劑的試驗(yàn)，因本次試驗(yàn)是在7月份做的，正是夏季高溫季節(jié)，混凝土在放置3h后坍落度已初始的210mm降至50mm～100mm但尚未達(dá)到初凝，加聚羧酸減水劑攪拌使混凝土坍落度重新達(dá)到210mm左右，減水劑添加量為膠凝材料的0.2% ～0.4%，其28d強(qiáng)度如表4及圖3。

從圖3表4可以看出，其強(qiáng)度變化趨勢與新拌混凝土硬化后的強(qiáng)度變化趨勢基本一致，另外放置3h再加聚羧酸減水劑的混凝土強(qiáng)度比新拌混凝土硬化后的強(qiáng)度均有所提高，這是因?yàn)樗终舭l(fā)造成水膠比有所降低的緣故，當(dāng)然這是在混凝土加減水劑后攪拌均勻的情況下才會是這樣。這個(gè)試驗(yàn)對生產(chǎn)的意義是:如果實(shí)際供貨過程中出現(xiàn)攪拌車在現(xiàn)場等待時(shí)間過長，混凝土坍落度變小不好泵送但尚未初凝的情況下，不要向攪拌車內(nèi)加水，而是通過計(jì)算加入適量的減水劑，然后采用快檔旋轉(zhuǎn)攪拌罐將混凝土攪拌均勻后再進(jìn)行泵送施工。

4 結(jié)論

(1)為保持相同水膠比及相近坍落度，砂率增大或砂變細(xì)應(yīng)適當(dāng)增加減水劑用量。

(2)在用水量和膠凝材料用量一定的情況下應(yīng)通過試驗(yàn)確定合理砂率，最好使用中粗砂配制混凝土。

(3)實(shí)際供貨過程中如果出現(xiàn)攪拌車在現(xiàn)場等待時(shí)間過長，混凝土坍落度變小不好泵送但尚未初凝的情況不要向攪拌車內(nèi)加水，而是通過計(jì)算加入適量的外加劑，然后采用快檔旋轉(zhuǎn)攪拌罐將混凝土攪拌均勻后再進(jìn)行泵送施