田 艷 華

(山西省公路工程質(zhì)量檢測(cè)中心，山西 太原 030000)

有機(jī)緩凝劑在公路工程中的應(yīng)用

田 艷 華

(山西省公路工程質(zhì)量檢測(cè)中心，山西 太原 030000)

以水泥漿凝結(jié)時(shí)間為評(píng)價(jià)對(duì)象，分析了單一組分有機(jī)緩凝劑及其不同摻量對(duì)混凝土性能的影響，結(jié)果表明，緩凝劑的作用效果不僅受緩凝劑的種類及摻量的影響，還受試驗(yàn)條件、緩凝劑的加入方式和時(shí)間、養(yǎng)護(hù)條件等的影響。

有機(jī)緩凝劑，凝結(jié)時(shí)間，混凝土，水泥

1 緩凝劑的工程應(yīng)用

緩凝劑在水泥混凝土工程中的最大用途是延緩初凝時(shí)間,保證新拌水泥混凝土在施工過(guò)程中始終處在便于振搗抹面等施工操作的塑性狀態(tài)。它主要應(yīng)用于夏季混凝土施工、大體積混凝土施工和商品混凝土中。

在公路水泥混凝土工程中，緩凝劑主要用于水泥混凝土結(jié)構(gòu)工程熱天施工控制坍落度損失,解決水泥混凝土結(jié)構(gòu)連續(xù)澆筑、降低水泥混凝土水化熱、泵送、滑模等特殊機(jī)械工藝下的施工質(zhì)量難題。

1)在炎熱氣候條件下,為減少和控制水泥混凝土施工過(guò)程中的坍落度損失、延緩水泥混凝土凝結(jié)時(shí)間,可摻入緩凝劑。2)為緩解水化熱溫度裂縫和減少溫控費(fèi)用，大體積水泥混凝土中可摻入緩凝劑。3)夏季施工的隧道襯砌、橋(涵)面鋪裝、碾壓水泥混凝土、路面等薄壁水泥混凝土應(yīng)摻入緩凝劑。4)連續(xù)澆筑避免出現(xiàn)冷縫的水泥混凝土結(jié)構(gòu)、大跨徑橋梁構(gòu)件中的水泥混凝土應(yīng)摻入緩凝劑。5)緩凝型高效減水劑可制備高性能水泥混凝土以及高性能水泥混凝土路面。6)緩凝型減水劑不宜用于日最低氣溫為5 ℃(日平均氣溫為10 ℃)以下的低溫施工水泥混凝土,不宜單獨(dú)用于有早強(qiáng)要求的快通水泥混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土及蒸養(yǎng)水泥混凝土構(gòu)件。7)羥基羧酸類緩凝劑不宜單獨(dú)用于公路工程中水泥用量很低、水灰比較大的貧水泥混凝土。

在工程中，應(yīng)用緩凝劑不僅可延緩混凝土的凝結(jié)、減少坍落度損失、延長(zhǎng)搗實(shí)時(shí)間，還可延緩水泥水化放熱，減少因水化放熱產(chǎn)生的溫度應(yīng)力而使混凝土產(chǎn)生裂縫的施工事故，提高工程質(zhì)量，達(dá)到既節(jié)省水泥用量，還可以改善它的耐久性的目的。

2 原材料技術(shù)性質(zhì)

2.1 水泥

試驗(yàn)所用的水泥為重慶拉法基水泥有限公司生產(chǎn)的P.O42.5R，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 水泥性能指標(biāo)

2.2 混合砂

本試驗(yàn)采用機(jī)制砂和長(zhǎng)江特細(xì)砂以1∶1比例混合均勻的混合砂，混合砂的具體性能和各項(xiàng)指標(biāo)要求如表2及表3所示。

表2 砂的技術(shù)性能

表3 砂的顆粒級(jí)配

2.3 粗集料

試驗(yàn)用粗骨料采用兩級(jí)配碎石組成，兩種集料的性能指標(biāo)如表4，表5所示。

表4 粗集料性能指標(biāo)

表5 粗骨料級(jí)配

2.4 緩凝劑

本試驗(yàn)選用了五種典型緩凝劑，分為三類：

1)羥基羧酸類：檸檬酸、酒石酸。檸檬酸(C6H8O7H20)：試驗(yàn)所用的檸檬酸為重慶川東化工集團(tuán)有限公司化學(xué)試劑廠生產(chǎn)的晶牌分析純。它為白色粉末或半透明結(jié)晶物質(zhì),可溶于水,水溶液呈弱堿性，它的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)見(jiàn)表6。

表6 檸檬酸的各項(xiàng)性能指標(biāo) %

酒石酸((CH)2(OH)2(COOH)2)：試驗(yàn)所用的酒石酸為重慶川東化工集團(tuán)有限公司化學(xué)試劑廠生產(chǎn)的晶牌分析純，它為白色粉末物質(zhì)，溶于水和乙醇。它的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)如表7所示。

表7 酒石酸的各項(xiàng)性能指標(biāo)表 %

2)糖類：葡萄糖、蔗糖。葡萄糖和蔗糖由于原料廣泛、價(jià)格低廉，同時(shí)具有一定的緩凝功能，因此使用也較為廣泛。試驗(yàn)所用的葡萄糖和蔗糖分別為重慶北碚化學(xué)試劑廠生產(chǎn)的三圣牌分析純和SCRC國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的分析純。它們的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)分別見(jiàn)表8和表9。

表8 葡萄糖的各項(xiàng)性能指標(biāo) %

表9 蔗糖的各項(xiàng)性能指標(biāo) %

3)多元醇及其衍生物類：山梨醇。山梨醇：山梨醇又名山梨糖醇，試驗(yàn)所用的山梨醇為天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所生產(chǎn)的固體試劑，外觀為顆粒狀，有甜味，極易溶于水和甘油，微溶于甲醇、乙醇、醋酸、苯酚和乙酰胺，吸濕性極強(qiáng)，在儲(chǔ)存過(guò)程中易結(jié)塊。

3 緩凝劑對(duì)水泥凈漿和混凝土性能的研究

3.1 試驗(yàn)方法

1)緩凝劑凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)。主要依據(jù)GB/T 1346—2011水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法，測(cè)定凈漿的初凝、終凝時(shí)間。2)混凝土試驗(yàn)。按照規(guī)范要求混凝土配合比根據(jù)目前商品混凝土生產(chǎn)和使用的實(shí)際情況，選取C30的普通混凝土進(jìn)行試驗(yàn)和分析?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)按摻外加劑進(jìn)行配制。

3.2 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)把緩凝劑檸檬酸、葡萄糖、蔗糖、酒石酸、山梨酸等分五組進(jìn)行，每組在緩凝劑出廠參照摻量范圍內(nèi)選取3個(gè)～5個(gè)摻量，與標(biāo)準(zhǔn)稠度狀態(tài)下的水泥凈漿混合攪拌。水泥漿的攪拌在凈漿攪拌機(jī)上進(jìn)行。

通過(guò)單組分和復(fù)合組分的緩凝劑凝結(jié)時(shí)間的試驗(yàn)，并結(jié)合經(jīng)濟(jì)性原則，選取既經(jīng)濟(jì)又與試驗(yàn)所用的水泥適應(yīng)性好的緩凝劑。然后配制成C30的混凝土，進(jìn)行抗折、抗壓強(qiáng)度的測(cè)試，通過(guò)與空白試件對(duì)比，來(lái)分析該緩凝劑對(duì)混凝土的性能影響及工程適應(yīng)性。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

緩凝劑對(duì)初凝時(shí)間的影響見(jiàn)表10～表14。

表10 檸檬酸對(duì)水泥漿凝結(jié)時(shí)間的影響 min

表11 酒石酸對(duì)水泥漿凝結(jié)時(shí)間的影響 min

表12 葡萄糖對(duì)水泥漿凝結(jié)時(shí)間的影響 min

表13 蔗糖對(duì)水泥漿凝結(jié)時(shí)間的影響 min

表14 D—山梨醇對(duì)水泥漿凝結(jié)時(shí)間的影響 min

4 結(jié)語(yǔ)

由以上結(jié)果，我們可以看出對(duì)于重慶拉法基水泥有限公司生產(chǎn)的P.O42.5R水泥，糖類的緩凝時(shí)間長(zhǎng)，比較穩(wěn)定，其中蔗糖的凝結(jié)時(shí)間差較小，大摻量具有長(zhǎng)時(shí)間不凝的現(xiàn)象；羥基羧酸類的緩凝劑的酒石酸的緩凝效果較明顯，且緩凝時(shí)間隨摻量的不同變化較大，初、終凝結(jié)時(shí)間差大；檸檬酸的緩凝時(shí)間最長(zhǎng)，對(duì)水泥漿有明顯的緩凝作用，且隨摻量變化緩凝時(shí)間變化不大；而山梨醇的緩凝時(shí)間短緩凝作用較穩(wěn)定。另外大摻量的蔗糖試模表面有裂縫，山梨醇試模的表面也有很多氣泡，具有引氣作用。

通過(guò)上述一系列凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)，找到了一種摻量低，緩凝時(shí)間長(zhǎng)的超緩凝措施。為需要超長(zhǎng)緩凝時(shí)間的混凝土施工提供了試驗(yàn)基礎(chǔ)。由于本試驗(yàn)是在標(biāo)準(zhǔn)溫度下測(cè)試，環(huán)境溫度升高對(duì)復(fù)合緩凝劑有何影響尚需進(jìn)一步試驗(yàn)。

[1] 楊伯科.混凝土實(shí)用新技術(shù)手冊(cè)(精編)[M].長(zhǎng)春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2009.

[2] 蘇達(dá)根.水泥與混凝土工藝[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[3] 唐益群,葉為民.土木工程測(cè)試技術(shù)手冊(cè)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2012.

[4] 熊大玉，王小虹.混凝土外加劑[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

The application of organic retarder in highway engineering

Tian Yanhua

(ShanxiHighwayEngineeringQualityInspectionCenter,Taiyuan030000,China)

Taking the cement slurry condensation time as the evaluation object, this paper analyzed the influence of single component organic retarder and its different content to concrete performance, the effects of retarder not only influenced by kind and dosage of retarder, but also influenced by addition method and time, maintenance conditions.

organic retarder, condensation time, concrete, cement

2015-01-10

田艷華(1984- )，女，工程師

1009-6825(2015)09-0100-02

TU528.042

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