龔英，熊煥淮，戴國強，胡招波，丁晶晶

（1.江西省水利科學(xué)研究院，江西 南昌　330029；2.江西省水工安全工程技術(shù)研究中心，江西 南昌　330029；3.河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院，江蘇 南京　210098）

萘系減水劑摻加方式對砂漿性能的影響

龔英1，2，熊煥淮1，2，戴國強1，2，胡招波3，丁晶晶1

（1.江西省水利科學(xué)研究院，江西 南昌330029；2.江西省水工安全工程技術(shù)研究中心，江西 南昌330029；3.河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院，江蘇 南京210098）

雖然減水劑后摻法技術(shù)能更有效地發(fā)揮減水劑的作用，但應(yīng)用技術(shù)參數(shù)如滯水時間、添加次數(shù)對砂漿性能的影響未明確，制約了減水劑后摻法技術(shù)的發(fā)展。試驗探討了萘系減水劑按不同滯水時間、不同添加次數(shù)摻入，對砂漿性能的影響規(guī)律；在此研究基礎(chǔ)上，對比分析了調(diào)整萘系減水劑摻量或改變摻入方式對砂漿性能影響的差異。推薦一種技術(shù)可行的應(yīng)用方案，為萘系減水劑在水工砂漿中的應(yīng)用技術(shù)提供參考。

萘系減水劑；后摻法；同摻法；砂漿

0　引言

減水劑已成為現(xiàn)代混凝土中不可缺少的重要組成部分。減水劑的摻加技術(shù)主要有：先于水摻入（先摻法）、與水同時摻加（同摻法）、滯后于水摻入（后摻法）等3種方法。減水劑后摻法技術(shù)可克服混凝土拌和物或砂漿在運輸途中和易性變差的問題［1-4］，減水劑的作用效果也有所提高；在相同配合比及流動性情況下，后摻法與先摻法或同摻法相比，減水劑摻量可減少1/3左右［5-6］。這主要與不同摻加方式下減水劑的作用機理不同有關(guān)［7-8］。

雖然減水劑后摻法技術(shù)簡單、經(jīng)濟、效果顯著，但目前減水劑仍多采用同摻法。這主要是因為后摻技術(shù)中某些問題仍未解決，如減水劑滯后于水多長時間加入，減水劑是一次還是分次加入。這些問題對砂漿性能的影響如何，目前相關(guān)研究甚少，要使減水劑后摻法技術(shù)得到推廣應(yīng)用，就必須解決這些問題。

本文采用某種水工砂漿設(shè)計配合比，將萘系減水劑FDN-3按不同滯水時間、不同添加次數(shù)摻入，研究萘系減水劑不同摻入方法對砂漿性能（主要包括砂漿稠度、泌水率、凝結(jié)時間、抗壓強度）的影響規(guī)律；探討2種技術(shù)方案（提高摻量與僅改變摻入方法）的砂漿性能差異，試驗推薦合理的技術(shù)方案，達到既增大砂漿稠度又對砂漿性能無負面作用的效果。

1　試驗

1.1原材料

水泥：弋陽海螺水泥有限責任公司生產(chǎn)的海螺P·O42.5水泥，其物理性能指標符合GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》標準要求（見表1）。砂：中砂，采用浮梁縣壽安鎮(zhèn)豐旺村華誼料場的人工砂，細度模數(shù)為3.0。外加劑：荊州鑫城特種材料有限公司生產(chǎn)的萘系緩凝高效減水劑FDN-3，其技術(shù)性能指標見表2（折固摻量為0.8%）。水：自來水。

表1　水泥的物理性能

表2　FDN-3的技術(shù)性能

1.2試驗方案

將FDN-3與水混合配制成濃度為20%的溶液，試驗所涉及的FDN-3摻量均為折固摻量。滯水法時，F(xiàn)DN-3摻量為0.8%，滯水時間分別為3、5、10、15、30 min；二次添加法時，F(xiàn)DN-3的總摻量為0.8%，分2次添加，調(diào)整前后2次摻量；同摻法時，以FDN-3摻量0.8%為基準，分別提高至1.0%、1.2%。

砂漿的稠度、泌水率、抗壓強度按照SL 352—2006《水工混凝土試驗規(guī)程》第8章（水泥砂漿）相關(guān)試驗方法進行測試。砂漿抗壓強度試件為邊長70.7 mm的立方體，砂漿凝結(jié)時間參照SL 352—2006中的貫入阻力法進行測試。砂漿配合比按照SL 352—2006中的附錄B進行設(shè)計，以FDN-3摻量為1.2%時砂漿稠度約9 cm的條件來調(diào)整用水量。砂漿試驗均采用相同配合比（kg/m3）：m（水泥）∶m（砂）∶m（水）＝470∶1424∶235，水灰比為0.5。

2　試驗結(jié)果與分析

2.1萘系減水劑摻入方法對砂漿性能的影響

在砂漿配合比相同的情況下，固定FDN-3的摻量為0.8%，僅改變FDN-3的摻入方法，研究其對砂漿性能的影響。FDN-3摻入方法試驗設(shè)計見表3。FDN-3摻入方法對砂漿稠度的影響見圖1，每條曲線的起始點代表FDN-3摻入0.8%的即時稠度。FDN-3摻入方法對砂漿泌水率、凝結(jié)時間及抗壓強度的影響見表4。

由圖1可知，與同摻法T0.8相比，采取滯水法或二次添加法，砂漿的即時稠度明顯增大；無論最短滯水時間3 min或最長滯水時間30 min，其砂漿初始稠度均可達到9.5 cm左右；FDN-3摻入越遲，即滯水時間越長，砂漿即時稠度略有增加，這主要與FDN-3摻入的時間效應(yīng)有關(guān)；在滯水時間相同情況下，Z30與E1、E2相比，一次或二次添加對砂漿稠度的影響較小。

表3　FDN-3不同摻入方法試驗設(shè)計

圖1　FDN-3不同摻入方法對砂漿稠度的影響

表4　FDN-3摻入方法對砂漿泌水率、凝結(jié)時間和抗壓強度的影響

由表4可知，與同摻法T0.8相比，采取滯水法或二次添加法，砂漿的泌水率增大、凝結(jié)時間延長、抗壓強度提高Z10、Z30與E1相比，滯水時間長短、一次或二次添加對砂漿性能（泌水率、凝結(jié)時間及抗壓強度）的影響差異較小。

2.2萘系減水劑摻量與摻入方法對砂漿性能影響對比

在砂漿配合比相同的情況下，以FDN-3摻量0.8%（推薦摻量）為基準，對比分析提高摻量、改變摻入方法對砂漿性能影響的差異。由2.1的試驗結(jié)果可知，采用滯水法與二次添加法的砂漿性能差異較?。ㄈ鏩30與E1、E2），同時考慮操作相對較簡便，故試驗對比分析中摻入方法僅考慮同摻法和滯水法。不同F(xiàn)DN-3摻量或摻入方法對砂漿稠度的影響見圖2，每條曲線的起始點代表摻入FDN-3的即時稠度。

圖2　FDN-3摻量或摻入方法對砂漿稠度的影響

由圖2可知，摻入FDN-3的砂漿即時稠度比未摻的明顯增大；隨著FDN-3摻量的增加，砂漿即時稠度逐漸增大；僅改變FDN-3摻入方式時，采用滯水法可明顯增大砂漿的即時稠度；Z03與T1.2的砂漿稠度經(jīng)時變化曲線比較接近，Z30的砂漿即時稠度比T1.2的明顯大。

不同F(xiàn)DN-3摻量或摻入方法對砂漿泌水率、凝結(jié)時間、抗壓強度的影響規(guī)律見表5。

由表5可見，在砂漿配合比相同的情況下，即水灰比和用水量均相同的條件下，F(xiàn)DN-3摻量由0增至1.2%時，砂漿泌水率先增大后減小，砂漿凝結(jié)時間明顯延長，砂漿抗壓強度呈減小的趨勢；僅改變摻入方法時，采取滯水法，會增大砂漿泌水率，延長砂漿凝結(jié)時間，提高砂漿抗壓強度；Z03與T1.2相比，其對砂漿稠度的增大效果基本相當；但采取提高摻量，砂漿凝結(jié)時間明顯延長，砂漿抗壓強度明顯降低。故推薦改變摻入方法的技術(shù)方案，這樣既能增大砂漿稠度，又不會對砂漿抗壓強度產(chǎn)生不利影響。需要說明的是，實際應(yīng)用中若采取滯水法，可適當減少用水量（保持水灰比不變），以避免砂漿泌水較多。

2.3萘系減水劑作用機理探討

（1）采用同摻法時，水泥顆粒會吸附表面帶負電荷的FDN-3，水泥顆粒被有效分散，減少了水泥顆粒的團聚，該團聚結(jié)構(gòu)中的“自由水”會被釋放出來。隨著FDN-3摻量的增加，水泥顆粒對FDN-3的吸附量逐漸增大，水泥顆粒被分散的程度越高，從而釋放出的“自由水”也越多。因此，砂漿配合比相同情況下，即水灰比和用水量均相同，隨著FDN-3摻量的增加，砂漿即時稠度逐漸增大。

（2）與未摻FDN-3相比，同摻法時，摻入FDN-3可釋放出“自由水”，無形中增大了砂漿的泌水可能性，對砂漿泌水性起正作用。然而隨著FDN-3摻量的增加，水泥漿體流動性逐漸增大，漸漸填充砂粒間的空隙，使砂漿結(jié)構(gòu)體系逐漸密實，可降低砂漿泌水的可能性，對砂漿泌水性起負作用。在上述正負因素的共同作用下，當砂漿配合比相同情況下，即水灰比和用水量均相同，隨著FDN-3摻量的增加，砂漿泌水率呈先增后減的變化趨勢。

（3）同摻法與后摻法（滯水法或二次添加法）相比，作用機理的差異主要表現(xiàn)在：同摻法中，F(xiàn)DN-3與水同時摻入，起初大量的FDN-3被水泥顆粒吸附；后摻法中，待水泥與水先接觸進行水化反應(yīng)后再摻入FDN-3，這樣大大減少了水泥顆粒對FDN-3的吸附量，則溶液中FDN-3的濃度相對較高，會不斷破壞水泥漿體中的絮凝結(jié)構(gòu)，逐漸釋放出被包圍在絮凝結(jié)構(gòu)內(nèi)的“自由水”。因此，在砂漿配合比與FDN-3摻量均相同的情況下，與同摻法相比，后摻法的砂漿凝結(jié)時間更長、泌水率更大、砂漿即時稠度也更大。

3　結(jié)語

（1）FDN-3摻入時間越遲，即滯水時間越長，砂漿即時稠度略有增大，這主要與FDN-3摻入的時間效應(yīng)有關(guān)。滯水時間長短對砂漿泌水率、凝結(jié)時間、抗壓強度的影響差異較小；一次或二次添加對砂漿性能影響差異較小。

（2）在砂漿配合比和FDN-3摻量均相同情況下，與同摻法相比，采取后摻法技術(shù)可明顯增大砂漿的即時稠度、增大砂漿泌水率、延長砂漿凝結(jié)時間、提高砂漿抗壓強度。

（3）為達到進一步增大砂漿即時稠度且對砂漿其它性能無不利影響的要求，提高摻量與僅改變摻入方法（滯水法）相比，推薦改變萘系減水劑摻入方法的方案，且符合技術(shù)經(jīng)濟原則。

［1］徐清.摻高效減水劑混凝土坍落度損失的控制［J］.新型建筑材料，2000（8）：16-18.

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Influence of naphthalene superplasticizer adding way on mortar property

GONG Ying1，2，XIONG Huanhuai1，2，DAI Guoqiang1，2，HU Zhaobo3，DING Jingjing1
（1.Jiangxi Province Water Conservancy Science Research Institute，Nanchang 330029，Jiangxi，China；
2.Jiangxi Province Hydraulic Safety Engineering Technology Research Center，Nanchang 330029，Jiangxi，China；
3.Hohai University，Port of Coastal and Offshore Engineering Institute，Nanjing 210098，Jiangsu，China）

Although Naphthalene superplasticizer added behind water can work more effectively，the influence of different lag time or adding times act on mortar property is not clear.The problem restricts the technical development of naphthalene superplasticizer added behind water.Influence of naphthalene superplasticizer with different lag time or adding times on mortar property was discussed.Based on it，differential influence of naphthalene superplasticizer on mortar performance by changing its dosage and adding-way was studied.An applied technology of naphthalene superplasticizer was given，which would be an example for naphthalene superplasticizer used in hydraulic mortar.

naphthalene superplasticizer，method of adding after water，method of adding with water，mortar

TU528.042.2

A

1001-702X（2015）10-0008-03

江西省水利廳科技項目（KT201414）

2015-06-23；

2015-07-27

龔英，女，1984年生，江西臨川人，工程師，主要從事水工新材料應(yīng)用研究。