郭鵬飛

(山西省交通規(guī)劃勘察設計院,山西太原 030000)

水泥混凝土中外加劑的試驗研究分析

郭鵬飛

(山西省交通規(guī)劃勘察設計院,山西太原 030000)

原材料要求、各項指標試驗要點、各種外加劑試驗區(qū)別、勻質(zhì)性試驗難點。

外加劑混凝土性能檢驗

1 外加劑混凝土性能檢驗原材料要求

(1)水泥:基準水泥是檢驗砼外加劑性能的專用水泥P．I42．5型硅酸鹽水泥,必須由經(jīng)中國建材聯(lián)合會砼外加劑分會與有關單位共同確認具備生產(chǎn)條件的工廠供給。

(2)砂:符合GB/T14684中Ⅱ區(qū)要求的中砂,但細度模數(shù)為2．6～2．9,含泥量小于1%。

(3)石子:符合GB/T14685要求的公稱粒徑為5～20mm的碎石或卵石,其中10～20mm:5～10mm=60%:40%,滿足連續(xù)級配要求,針片狀含量小于10%,空隙率小于47%,含泥量小于0．5%,如有爭議,以碎石結(jié)果為準。

(4)外加劑摻量:按生產(chǎn)廠家指定摻量。如果沒有推薦摻量可以根據(jù)水泥與減水劑相容性試驗方法做出飽和摻量點。

(5)配合比:高性能減水劑或泵送劑的水泥用量為360kg/m3,砂率為43～47%,坍落度控制在(210±10)mm。摻其它外加劑的水泥用量為330kg/m3,砂率為36～40%,坍落度控制在(80±10)mm。

2 各項指標試驗重點

(1)坍落度測定:當砼坍落度為(210±10)mm時,分兩層裝料,每層用插搗棒插搗15次,其它為分三次裝料,每層用插搗棒插搗25次。測定1h經(jīng)時變化量時,先把預留砼裝入濕布擦拭過的筒內(nèi),加蓋靜置1h,然后到出,在鐵板上用鐵鍬翻拌均勻,再進行測試。用出機時的坍落度減去1h后的坍落度即為坍落度1h經(jīng)時變化量。

(2)減水率:按規(guī)定的水泥、砂率和假定的砼容重,進行配合比計算,往攪拌機里加水可以緩慢適量的加入,目測砼坍落度,倒出進行坍落度測試,然后進行調(diào)整用水量和砂率,直到一次性加入水可以達到需要坍落度的砼,再進行三次平行試驗。

(3)泌水率:吸水前5min應將筒底一側(cè)墊高20mm,吸水后再放平。試驗時前60min,每隔10min吸水一次,以后每隔20min吸水一次,直至連續(xù)三次無泌水為止。

(4)含氣量:測試方法和砼含氣量試驗一樣,氣壓表一定時間需要進行自校,并繪制對應坐標圖,保證測得數(shù)據(jù)的準確性。

(5)凝結(jié)時間差:將砼拌合物用5mm圓孔篩篩出砂漿,測試針分為三種100mm2,50 mm2,20mm2,對應的單位面積貫入阻力范圍分別為(0．2-3．5)MPa,(3．5-20．0)MPa,(20．0-28．0)MPa,換算為貫入阻力,要及時換針。以貫入阻力為縱坐標,測試時間為橫坐標,繪制貫入阻力值與時間關系曲線,求出貫入阻力值達到3．5MPa時,對應的時間為初凝時間,貫入阻力值達到28MPa時,對應的時間為終凝時間。注意,從水泥與水接觸時開始計算凝結(jié)時間,測試時要扣除筒和砼的自重。

(6)抗壓強度比:以受檢砼與基準砼同齡期抗壓強度之比表示。

(7)收縮率比:試件成型后應帶模養(yǎng)護(1-2)d,并保證拆模時不損傷試件,拆模后應立即送至溫度為(20±2)℃、相對濕度為95%以上的標準養(yǎng)護室養(yǎng)護,試件在3d時從標養(yǎng)室取出立即測試初始長度,此后按(20±2)℃,相對濕度為(60±5)%進行養(yǎng)護和試驗。一個試塊要重復測試三次,共三個試塊進行平行試驗,中間還需用標準桿進行驗證零點。初始長度測試后測釘不能掉下否則試塊作廢。測釘上需有凹型,3d和再過28d才能找到最佳“尖頂尖”位置,保證試驗數(shù)據(jù)的準確性。

3 其它外加劑試驗特點

(1)泵送劑:水泥用量采用卵石時為(380±5)kg/m3,采用碎石時為(390±5)kg/m3。砂率宜為44%,用水量應使基準砼坍落度為(100±10)mm,受檢砼坍落度為(210±10)mm。

(2)防水劑:砼坍落度可以選擇(80±10)mm,或者(180±10)mm,當采用(180±10)mm坍落度砼時,砂率宜為38%-42%。但需注意滲透高度比試驗的砼一律采用坍落度為(180±10)mm的配合比。

(3)防凍劑:坍落度控制在(80±10)mm,抗壓強度比需要注意,摻防凍劑受檢砼在規(guī)定時間預養(yǎng)(20±3)℃后移入冰箱內(nèi)并用塑料布覆蓋試件,其環(huán)境溫度應于3-4h內(nèi)均勻地降至規(guī)定溫度,養(yǎng)護7d后脫模,放置在(20±3)℃環(huán)境溫度下解凍,解凍時間按下表規(guī)定進行,解凍后進行抗壓強度試驗或轉(zhuǎn)標準養(yǎng)護。(如表1）

需要引起注意的是,防凍劑的抗壓強度比,基準全為28d標準養(yǎng)護試件強度,受檢砼強度為規(guī)定的負溫度養(yǎng)護7d或負溫度養(yǎng)護7d后再轉(zhuǎn)入標準養(yǎng)護28d或56d的強度。

(4)速凝劑。

1)凝結(jié)時間:攪拌鍋直徑400mm、高100mm,拌合鏟直徑100mm,按推薦摻量將速凝劑加入400g水泥中,干拌合均勻后,加入160ml水,迅速攪拌25-30s。凝結(jié)時間和水泥測試方法一樣。標準要求為一等品初凝≤3min,終凝≤8min,合格品初凝≤5min,終凝≤12min。

2)(1d)抗壓強度和(28d)抗壓強度比:為基準水泥900g,標準砂1350g,水450ml,人工迅速攪拌40-50s,然后迅速裝入40×40×160mm的試模中,振動30s,養(yǎng)護和試驗方 法和水泥膠砂強度一樣,但強度數(shù)據(jù)取值可以去掉3個,需要引起注意。受檢配比需摻入推薦摻量的速凝劑。標準要求為一等品1d強度≥7．0MPa,28d強度比≥75%,合格品1d強度≥6．0MPa,28d強度比≥70%。

表1

不管凝結(jié)時間還是強度試驗,液體速凝劑要從水中扣去速凝劑中的水量。

(5)膨脹劑:凝結(jié)時間和抗壓強度膨脹劑內(nèi)摻10%,試驗方法和水泥一樣。限制膨脹率指標為強制性的,配合比中水泥607．5±2．0g,膨脹劑67．5±0．2g,標準砂1350．0±5．0g,拌合水270．0±1．0g。制件時需放入縱向限制器。脫模時間以抗壓強度達到(10±2)MPa的時間確定,然后放入水中養(yǎng)護,測量第7d的長度。再放入恒溫恒濕箱養(yǎng)護,測第21d長度。取相近的2個試件測定值平均值作為限制膨脹率的測量結(jié)果。

(6)錨固劑。

1)凝結(jié)時間:錨固劑放試驗室24h以上,稱量300g錨固劑,90ml水,進行拌合?？招氖藉^固卷含骨料,在試驗時應篩除骨料后進行。

2)將300g錨固劑,90ml水1min內(nèi)迅速攪勻,夯棒夯實后,振動60s,8min時拆模,測試0．5h,1h,24h的強度,抗壓強度用31．6×31．6×50mm三聯(lián)鋼模。

(7)水泥孔道壓漿劑。

1)攪拌器的轉(zhuǎn)速不低于1000r/min,一般水膠比0．26-0．28,水泥P．052．5,內(nèi)摻10%壓漿劑,進行配合比試驗。

2)凝結(jié)時間和膠砂抗折抗壓強度與水泥試驗方法一樣。

3)流動度試驗前,需要用水對測試儀進行校準,容積1725±5ml,水流出時間為8．0±0．2s。

4)壓力泌水裝置需保證能按相應的時間穩(wěn)定在規(guī)定壓力下。

5)自由泌水率和自由膨脹率試驗時,需注意JTG/T F50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中符號標識有誤,必須引起注意。試驗結(jié)束后,需對試塊用硬物進行用力按壓,防止表面形成虛裝泡沫層。

4 外加劑勻質(zhì)性試驗難點

4.1 氯離子含量(電位滴定法)

先用蒸餾水滴定空白,加入4ml硝酸(1:1)和10ml氯化鈉(0．1000mol/L)溶液,然后用硝酸銀(17g/L)溶液滴定,電位突變后,再加入10ml氯化鈉(0．1000mol/L)溶液,電位再發(fā)生突變后試驗終止,進行計算。

4.2 總堿量(火焰光度法)

(1)分別向100ml容量瓶中注入0．00ml,1．00ml,2．00ml,4．00ml,8．00ml,12．00ml的氯化鉀和氯化鈉標準溶液,進行繪制氧化鉀及氧化鈉的工作曲線。

(2)用火焰光度計測試配制的外加劑溶液,先用蒸餾水進入清洗,開始出水,打開燃氣閥,按住點火不動,往小調(diào)直到火焰中心無黃色(應該為藍色,實在不行換蒸餾水)。注意用合適的檔位,不能使儀器“打表”。

(3)測試完后再到工作曲線上找到相應的溶液濃度,然后進行計算。

4.3 氯離子和總堿量共同注意點

這兩個試驗測試時,都必須做空白試驗,而且最好用同一批的蒸餾水,減小誤差。

5 結(jié)語

現(xiàn)代混凝土是以外加劑和礦物摻和料的大規(guī)模使用為特征,摻外加劑后能賦予新拌混凝土和硬化混凝土優(yōu)良的性能,與時代特點有關。外加劑是在一種在混凝土攪拌之前或拌制過程中加入的、用以改善新拌混凝土和(或)硬化混凝土性能的材料,是生產(chǎn)各種高性能混凝土和特種混凝土必不可少的組分,而且對原材料特別敏感,所以試驗時必須認真、謹慎。

[1]《混凝土外加劑》GB 8076-2008.

[2]《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》GB 8077-2012.

[3]《混凝土泵送劑》JC473-2001.

[4]《砂漿、混凝土防水劑》JC474-2008.

[5]《混凝土防凍劑》JC475-2004.

[6]《噴射混凝土用速凝劑》JC477-2005.