采用葡萄糖酸鈉（SG）、檸檬酸（CA）、白糖（WS）和氨基三甲叉磷酸（ATMP）4種緩凝劑，探討了緩凝劑對凝結時間、保坍和強度的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)其緩凝能力為ATMP＞WS＞CA＞SG。緩凝劑與保坍型聚羧酸減水劑有協(xié)同保坍效應，但過量的緩凝劑會延長凝結時間，并影響混凝土強度。

 

引言 

混凝土坍落度損失一直是研究熱點，目前主要采用化學外加劑控制坍落度損失。聚羧酸系減水劑是一種呈梳狀且其結構具有可調整性的混凝土減水劑，可用于制備各類高性能混凝土。聚羧酸減水劑的分子量、側鏈長度及吸附基團種類都會影響混凝土的保持性能。

 

保坍型聚羧酸減水劑主要是在分子引入酯類基團， 將部分錨固基團存儲，并在水泥堿性條件下緩慢水解釋放錨固基團?；炷撂涠葥p失是由于水泥漿體中減水劑濃度降低引起的，漿體中減水劑含量降低越快，水泥漿體流動度的損失越快。但普通硅酸鹽水泥初凝時間基本在3h左右，要實現(xiàn)長時間保持，必須探究緩凝劑與聚羧酸減水劑之間協(xié)同保持效應。

 

本文采用葡萄糖酸鈉（SG）、檸檬酸（CA）、白糖（WS）和氨基三甲叉磷酸（ATMP）等4種緩凝劑，探討了緩凝劑與保坍型聚羧酸減水劑的釋放規(guī)律，為推廣聚羧酸超塑化劑的應用奠定基礎。

 

1 試驗部分 

1.1 試驗材料 

緩凝劑：葡萄糖酸鈉，工業(yè)級，西王集團；白砂糖，食品級，廣州華糖；一水檸檬酸，食品級，山東英軒；氨基三甲叉膦酸，工業(yè)級，山東泰和。減水劑：高減水型聚羧酸減水劑（SDPC-7），自制，濃度50%；保坍型聚羧酸減水劑（SDPC-8），自制，濃度50%?；鶞仕啵罕缺砻娣e340m2/kg，80μm篩余量0.8%，3d抗壓強度27.7MPa，28d抗壓強度49.8MPa。P·O 42.5水泥：采用北京金隅北水普通硅酸鹽水泥，比表面積420㎡/kg，標稠需水量28.4%， 80μm篩余量1.2%，3d膠砂抗壓強度29.3MPa，28d膠砂抗壓強度52.2MPa。II級粉煤灰：45μm篩余量16%，需水量比104%，7d活性指數(shù)65%。S95級礦粉：7d活性指數(shù)85%，28d活性指數(shù)99%。砂子：級配合理II區(qū)中砂，細度模數(shù)2.6，含泥量0.6%。石子：級配合理，粒徑為5～25mm的花崗巖碎石。

 

1.2 試驗方法 

水泥凝結時間測試：參照GB/T 1346—2011《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》進行測定，其中緩凝劑摻量為水泥質量的0.03%。

 

水泥標稠需水量測試：參照GB/T 1346—2001《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》進行測試。

 

水泥凈漿流動度測試：參照GB 8077—2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》進行測試，其中保坍型聚羧酸減水劑折固摻量為水泥質量的0.15%，緩凝劑摻量為水泥質量的0.03%。

 

混凝土基本性能測試：參照GB 8076—2008《混凝土外加劑》試驗方法進行測試，其中混凝土基準配合比為m（水泥）∶m（礦粉）∶m（粉煤灰）∶m（粗骨料）∶m（砂子）∶m（水）=250∶65∶75∶1043∶786∶172（kg）。

 

2 結果與討論 

2.1 不同緩凝劑對基準水泥凝結時間的影響

 

圖1為不同緩凝劑對基準水泥凝結時間的影響（摻量0.03%）。由圖1可知，4種緩凝劑SG、CA、WS和ATMP對基準水泥都有不同程度的緩凝效應，其緩凝效應為：ATMP＞WS＞CA＞SG。當摻量為0.03%時，在基準水泥體系中 ATMP緩凝效果最佳，初凝時間為350min，比空白延長 220min，終凝時間為400min，比空白延長240min。

 

2.2 不同緩凝劑對水泥標稠需水量的影響

緩凝劑都有一定輔助減水效應，因此需要探討其對水泥標稠需水量的影響，其結果如圖2所示。

 

由圖2所知， 緩凝劑的加入都會不同程度降低水泥標稠需水量，且4 種緩凝劑降低需水量幅度相當，達26%左右，比空白降低1.5%。即緩凝劑的加入能輔助減水，但單摻減水率較低。

 

2.3 不同緩凝劑對基準水泥凈漿流動性的影響

不同緩凝劑對基準水泥凈漿擴展度的影響如圖3所示。

 

由圖3可知，SDPC-8的加入，使基準水泥凈漿擴展度1h達到最大，為270mm，比初始增加130mm，且2h后 開始損失，并于5h完全失去流動性。緩凝劑的加入可不同程度延長水泥凈漿保持時間，其延長凈漿保持時間程度大小為ATMP＞WS＞CA＞SG。當ATMP摻量為0.03%， SDPC-8摻量為0.15%時，凈漿保持時間最長，5h凈漿擴展度依然能達260mm，比初始增大120mm。即緩凝劑的加入可提高聚羧酸減水劑的保持性能，但不同緩凝劑輔助保持效應不同。

 

2.4 不同緩凝劑對混凝土性能的影響 

不同緩凝劑與減水劑配制的混凝土工作性能見表1。

 

由表1可知，聚羧酸減水劑也有一定緩凝作用，并且隨著緩凝劑的加入，混凝土凝結時間有不同程度的延長，其中緩凝作用最強的是ATMP，摻量為0.03%時，初凝時間為20小時50分，比空白延長8小時30分。緩凝劑與保坍型聚羧酸減水劑有協(xié)同保坍作用，但不同緩凝劑效應不同，其中保持效果最佳的是ATMP，當其摻量為0.03%時，混凝土能保持3h不損失，保坍效果明顯。

 

圖4為混凝土抗壓強度變化情況。

 

由圖4可知，緩凝劑的加入能不同程度的降低混凝土強度，降低幅度為ATMP＞WS＞CA＞SG。當不加緩凝劑時（空白），混凝土3d抗壓強度為15MPa，7d抗壓強度為28MPa，28d抗壓強度為45MPa；當加入0.03%的ATMP時，混凝土抗壓強度降低幅度最嚴重，3d抗壓強度為11MPa，比空白低4MPa， 7d抗壓強度為23MPa，比空白低5MPa，28d抗壓強度為42MPa，比空白低3MPa。

 

結論

（1）當緩凝劑摻量為0.03%時，對水泥的緩凝效應為ATMP＞WS＞CA＞SG，ATMP緩凝效果最佳。水泥標稠需水量相當，為26%左右。當減水劑SDPC-8摻量為0.15%，ATMP摻量為0.03%時，凈漿保持時間最長，5h擴展度達260mm。

 

（2） 在混凝土體系中，當ATMP摻量為0.03%時，緩凝效應最強，初凝時間為20時50分，比空白延長8時30分，且混凝土坍落度3h不損失，保坍效果明顯，但混凝土抗壓強度降低最嚴重。

 

（3） 緩凝劑與保坍型聚羧酸減水劑有協(xié)同保坍效應，但過量的緩凝劑會延長凝結時間，并影響混凝土抗壓強度。