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1、混凝土外加剂减水率快速检测1减水率快速检测方案1.l原材料该试验选用性能符合混凝土外加剂(GB8076-2008)要求的P.O42.5硅酸盐水泥，密度为3040kgm3,比表面积为357m2kg初凝和终凝时间分别为382min和434min。此外，选用玉溪河砂、机制砂和山砂三种集料，性能指标具体见表Io全部集料均经过水洗、烘干处理后筛分，在使用前按照对应的细度模数及连续级配要求配制。为便于比较，同时选用江苏扬建、昆明建投和云南建工供应的聚竣酸减水剂，依次编号SI、S2、S3,性能指标见表2,建议掺加量为1.0%o1.2试验方法按照混凝土外加剂(GB8076-2008)规定进行聚竣酸减水剂减水率
2、测定时必须拌制混凝土，同时制备三个批次基准混凝土和掺加减水剂的混凝土材料，持续拌和后测定减水剂值，这一过程约耗时34d,耗费人工23人，对工期任务较重的施工方而言显然存在检测难度。混凝土减水剂掺量及含水率控制难度较大，如果含水率过高，必然引起混凝土早期开裂；如果混凝土含水量过少，则会削弱水泥浆层刚度，降低混凝土抗拉强度，引发微裂缝.为此，本试验提出一种新型的外加剂减水率快速测定方法.在混凝土外加剂匀质性试验方法(GB/T8077-2012)的基础上根据砂浆流动度进行聚竣酸减水剂减水率检测和判定。根据测定出的未掺加减水剂且砂浆流动度为18Omm5mm的基准组用水量、掺加减水剂后砂浆流动度达到18
3、Omm5mm的用水量进行减水率测算。该方法必须对水泥净浆流动度实施多次试验，得到流动度与减水率关系，从而快速测定聚竣酸减水剂减水率。试验开始前将长X宽X高为400mm400mm5mm,且中间设置定位试模圆环标记、两侧附带刻度的玻璃板(图1)放置在水平操作台上，通过水平尺校核其水平程度；将制备好的净浆注入试模中，通过刮刀刮平后竖直提起试模，并开始计时；任由水泥浆液在玻璃板上流动IOS,并迅速在玻璃板刻度线上读取竖直向的流动度值，以两个读数的算术平均数为试验值。2减水率快速检测结果分析2.1 砂粗细程度的影响将清洁干燥的河砂制备为细度模数3.4、2.6和1.9的连续级配砂料，胶砂比固定为1:3。根
4、据试验结果，砂细度模数的变化对混凝土外加剂测定结果影响较大。且当减水率升高时，砂细度模数对减水率影响程度也随之增大。在砂、水泥及拌和用水量均相同时，随着裹覆砂颗粒的水泥浆量的减少，更多的水泥浆会参与砂浆的流动过程，增强砂浆流动。所以，在水泥和砂用量保持不变的情况下，通过降低用水量以使不同细度模数砂浆达到180mm5mm的流动度，最终使减水率增大。对细度模数2.6的河砂，随着砂胶比的增大，外加剂减水率呈降低趋势，SLS2、S3三种聚竣酸减水剂减水率降低幅度依次为1.8%、2.1%和5.9%;随着砂胶比的增大，水泥用量相对减少，砂用量增大，进而造成不同砂颗粒间自由浆体厚度随水泥用量的减少而减薄，厚
5、度减薄的水泥浆体无法完全阻隔砂粒，也无法充分发挥润滑作用，从而降低砂浆流动度。基于以上分析，将测得的细度模数、砂胶比对应的外加剂减水率与混凝土减水率进行比较，得到不同细度模数对应的最佳砂胶比拟合方程为y=0.9349x+0.6047,其中X为细度模数，y为砂胶比，从而为不同细度模数下河砂胶砂比的确定提供参考。可见，应用河砂进行混凝土外加剂减水率测定时，只需要测得砂细度模数，便能相应得出最佳砂胶比，快速确定外加剂减水率。2.2 砂种类的影响玉溪河砂、机制砂和山砂为公路工程常用的集料，在各类型砂细度模数均取2.6的情况下测定砂浆减水率，并分析砂种类对外加剂减水率的影响。由于砂自身颗粒形状不同，减水
6、率会随之发生变化：河砂和山砂无明显棱角，颗粒圆润，内摩擦角也较小，因此砂浆流动性较强机制砂棱角明显，表面粗糙，内摩擦角较大，因此流动过程中摩阻力较大，流动性弱。为保证不同类型砂流动度相同，必须在河砂掺加时控制用水量，而在掺加机制砂时增大用水量。2.3 石粉含量的影响将石屑经过简单加工和筛分后制成机制砂，因生产工艺较为特殊，机制砂中石粉含量一般在12%21%,为此必须进行石粉含量对外加剂减水率影响程度的测定。仍以细度模数2.6的级配连续机制砂为试验材料。基于以上试验结果，最佳砂胶比控制在1：5.8;当石粉含量在O15%时，随着石粉含量增大SLS2、S3三种减水剂减水率呈现缓慢上升后再快速递减的变
7、动趋势；而当石粉含量超出15%后，减水率持续降低。石粉含量为12%时对应的减水率最大，此时SLS2、S3三种减水剂对应的减水率依次为32.1%、26.0%和20.2%。S3减水剂自身减水率最大，掺加石粉后减水率变动程度反而最小；S2减水剂自身减水率最小，掺加石粉后减水率变动程度最大。这意味着石粉含量高低对减水率影响较大，而具体变动程度则与减水剂自身减水率有关。通过进一步分析原因发现，随着石粉掺加量的增大，机制砂总表面积随之增大，为保证流动度相同，必须增大用水量。石粉具有填充密实及滚珠作用，当掺加量一定时对砂浆流动较为有利。因此，随着石粉掺加量的增大，混凝土外加剂减水率呈缓慢增大后快速衰减的规律
8、。当石粉掺加量在12%以内时，实际减水率和国标值的差异不超出5%;而当石粉掺量在12%15%时，实际减水率和国标值的差异便超出5%由此可以推断，随着石粉掺量的增大，外加剂减水率会持续降低，减水率实际值和国标值的差异也会持续增大。为此，工程实践中应将石粉掺量控制在12%左右。2.4 含泥量的影响向砂胶比1:2.8、细度模数2.6的机制砂中掺加泥粉进行含泥量影响外加剂减水率的快速测定。根据对含泥量和减水率关系曲线的分析，当泥粉含量在2%4%时，减水率随泥粉掺量的增加而降低；当泥粉含量从2%增至2.5%时，减水剂SI、S2的减水率快速降低，S3减水率基本保持不变；而当泥粉含量从2.5%增至4%时，三
9、种减水剂减水率均明显下降。引起这种现象的原因主要在于，泥粉颗粒对自由水和减水剂具有一定的吸附作用，使水泥可吸附自由水和减水剂量减少，相应的，水泥絮状结构得以破坏的减水剂、水泥颗粒表面得以润滑的减水剂分子量均随之减少。为达到相同的流动度要求，必须增加用水量。泥粉掺量在2%以内时实际减水率和设计值的差异不超出5%,而当含泥量在2%-4%时，两者差异超出5%o为此，H程实践中应将泥粉掺量控制在2%左右。3外加剂减水率检测误差控制通过以上检测试验发现，混凝土外加剂减水率检测结果受到诸多因素的影响，通过对检测结果的分析总结，提出减水率检测误差控制措施，以便为混凝土外加剂减水率检测误差控制、检测准确性提升
10、提供指导。3.1 集料级配控制根据混凝土外加剂(GB8076-2008)及相关规定，粒径5IOmm和1020mm的集料应分别占比40%和60%,且均为连续级配。在此次检测试验中，检测人员仅关注粒径及占比是否满足规范要求，而忽略了连续级配的规定。不满足连续级配要求的集料在同一坍落度下用水量存在较大差异，势必影响外加剂减水率检测结果。混凝土外加剂(GB8076-2008)对集料连续级配的规定详见表3。在制备检测用混凝土前必须严格按照510mm、1016mm和1620mm三个区间及表2具体要求计算掺量比，并对集料进行细致筛分，根据确定的掺量比混合集料进行筛分试验，保证集料满足连续级配方面的要求。3.
11、2 塌落度试验的规范性控制根据混凝土外加剂(GB8076-2008),坍落度为180mm5mm的混凝土应分两层装料，且每层装料达到1/2时必须振捣15次。而根据(GB/T8077-2012),对坍落度为18Omm5mm的混凝土必须分三层装料，装料次数或振捣深度不统一，必将影响塌落度检测结果，影响受检混凝土用水量，并引起外加剂减水率检测结果的差异。为此，在试验开始前必须保证坍落度筒未润湿，并采用陶瓷砖地面或普通混凝土地面实施坍落度试验，避免因筒壁和基材吸水率较大而增大检测结果误差。3.3 原材料温度控制按照相关规范，混凝土材料及检测温度均应控制在203oCo本文混凝土外加剂减水率快速测定试验在夏
12、季进行，实验室内温度在20。C左右，但是拌和用水温度为25,相同受检混凝土表现出不同的坍落度：水温20。C及25。C的坍落度分别为200mm和175mm,存在25mm的误差。随着拌和水温度的升高，水化反应和混凝土硬化反应加速，坍落度降低，为保证掺加外加剂后的混凝土与基准混凝土坍落度一致，只能增大用水量，导致外加剂减水率检测结果偏大。为提升混凝土外加剂减水率测定结果的精度，必须加强原材料温度调节和控制。4结语综上所述，本文检测试验采用砂浆法得到的外加剂减水率试验值和国标混凝土减水率值较为吻合。砂浆法检测所用原材料主要为实际工程中常见的水泥和集料，因此该检测方法可就地取材，工作量小，准确度有保证，便于现场检测人员操作应用。此外，应将砂浆法作为施工现场聚竣酸减水剂减水率常规检测方法，主要结合混凝土外加剂(GB8076-2008)的规定执行，并从集料级配控制、坍落度试验的规范性控制、原材料温度控制等方面确保检测结果的准确性。本文提出的混凝土外加剂减水率快速测定方法，可为同类施工提供参考。
