缓凝剂对萘系高效减水剂在不同体系下的辅助塑化作用的研究

刘培生

河南省路桥建设集团有限公司，河南商丘 476000

0 引言

混凝土外加剂是现代混凝土不可缺少的组分之一，被称作是混凝土中除水泥、砂、石和水之外的第五种材料，它在拌制混凝土过程中以很小的掺量加到混凝土中，主要作用是改进水泥净浆、砂浆和混凝土的某些性能，并能有效地改善混凝土的物理力学性能，提高混凝土的强度、耐久性、节约水泥用量、缩小构筑物尺寸，从而达到节约能耗、改善环境的一类物质，是现代混凝土不可缺少的组分之一，是混凝土改性的一个重要方法和技术。

目前商品混凝土的使用越来越多，坍落度损失过大的问题已严重影响其施工质量。特别是泵送商品混凝土，在高温炎热天气条件下，此问题更加突出。

因此，有必要对混凝土坍落度损失的原因作深入分析，在这方面，也已经取得了一些成果，而大家如今普遍接受的一个理论是混凝土坍落度损失的主要原因是由于水泥所包含的矿物成分的水化引起的。

本课题的主要方向就在于研究混凝土坍落度的损失是否是由于水泥水化引起的，还是有其他的原因。

在本文中，我将通过粉煤灰和石英砂两种非水化体系添加萘系高效减水剂和缓凝剂复合作用，对浆体扩展度的损失与水泥浆体进行对比试验，从而探究混凝土的坍落度损失是否是由于水泥水化引起还是另外受其他因素的影响。

1 试验原材料及试验方法

1.1 原材料及设备

1.1.1 原材料

水泥：秦岭42.5；煤灰，Ⅱ级；石英砂，在球磨机中磨一个小时；减水剂，萘系高效减水剂，万山集团；缓凝剂：三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠；水：自来水。

1.1.2 试验设备及仪器

NJ-160型净浆搅拌机 ；截锥圆模（上口直径36mm，下口直径60mm，高度为60mm）；紫外可见光谱。

1.2 试验方法

首先单独加入萘系高效减水剂，测定浆体5min、30min及60min的扩展度。然后，固定净浆的水灰比为0.29，固定高效减水剂的掺入量复掺一种缓凝剂，比较浆体5min、30min及60min的扩展度的变化，与单独加入萘系高效减水剂的扩展度进行比较。

2 试验结果及讨论

2.1 缓凝剂与萘系高效减水剂复掺对粉煤灰浆体流动性的影响

萘系高效减水剂对粉煤灰浆体流动性的影响如表1所示。

表1 萘系高效减水剂对粉煤灰扩展度的影响

由上表可以看出，当向粉煤灰中掺入不同掺量的萘系高效减水剂时，随着高效减水剂掺量的增加，粉煤灰的流动性有很大的提高，当萘系高效减水剂的掺量为粉煤灰质量的0.1%时，粉煤灰的扩展度达到正常水平，且半小时的扩展度损失最大，而当掺量增加到0.2%及更大时，粉煤灰出现泌水现象，之后的扩展度损失并不明显。

缓凝剂与高效减水剂复合对粉煤灰浆体流动性的影响如图1。

图1 萘系与三聚磷酸钠复掺对粉煤灰扩展度的影响

图2萘系与葡萄糖酸钠复掺对粉煤灰扩展度的影响

由图1可以看出，当向粉煤灰中只添加萘系高效减水剂时，粉煤灰的初始流动性较大，但是经时损失非常快，30min之后，粉煤灰几乎失去流动性。而当萘系高效减水剂与缓凝剂复合使用时，添加了高效减水剂和三聚磷酸钠的粉煤灰与之前单独添加高效减水剂的粉煤灰流动性稍微有所变化。

但总体来说，流动度比较好。且两者复合使用的总体效果是5min流动度呈抛物线变化的规律，即随着三聚磷酸钠量的增多，粉煤灰的流动度增加，当三聚磷酸钠的掺量为0.1%时，粉煤灰的流动度达到最大值，继续增加三聚磷酸钠掺量，净浆的初始流动度呈下降趋势。此外，由上图还可以得出，加入三聚磷酸钠后，粉煤灰的30min和60min的扩展度损失有所减少，但是总体效果不是很明显。继续增加三聚磷酸钠的掺量，当三聚磷酸钠的掺量大于0.2%时，粉煤灰60min的流动度将比之前30min有所增加。由以上试验及结果我们可以看出，三聚磷酸钠在该种粉煤灰中的的缓凝效果并不是很明显。

由图2可以看出，随着葡萄糖酸钠加入量的增强，5min粉煤灰浆体流动性变化的变化也是符合抛物线的形势，即随着葡萄糖酸钠量的增加，流动性变好，扩展度变大，但当增加到一定值时，流动性达到最大，之后的初始流动度又随着葡萄糖酸钠含量的增加而减小。

3.2 萘系高效减水剂对水泥流动性的影响

萘系高效减水剂对水泥浆体流动性的影响如图4。

图3 单掺萘系高效减水剂对水泥浆体流动性的影响

由上图看出，当向水泥中加入适量的萘系高效减水剂时，水泥浆体的流动性有了很大的提高，并且，随着萘系高效减水剂掺量的逐渐增加，水泥浆体的初始流动性也随着有所增大；加入了减水剂的水泥浆体在30min和60min时的扩展度稍有损失，但是损失不是很大。

萘系高效减水剂与缓凝剂复合对水泥浆体流动性的影响，如图4、图5。

由上图4可以看出，当向水泥中复合使用萘系高效减水剂和三聚磷酸钠时，水泥浆体的初始流动性有所提高，随着三聚磷酸钠掺量的增加，水泥浆体的初始流动性也增加，当三聚磷酸钠的掺量为0.8%时，水泥浆体的初始扩展度达到最大，继续增加三聚磷酸钠的掺量，水泥浆体的初始流动性又会变小。

由上图可知，复合使用萘系高效减水剂和三聚磷酸钠时，较之前单独使用萘系高效减水剂，水泥浆体的30min和60min的损失都比较大。随着三聚磷酸钠掺量的增加，损失逐渐变小，当掺量为1.2%时，水泥浆体的扩展度基本上没有损失。

由上图5可以看出，当向水泥中复合使用萘系高效减水剂和葡萄糖酸钠时，水泥浆体的初始流动性有所提高，随着葡萄糖酸钠掺量的增加，水泥浆体的初始流动性也增加，当葡萄糖酸钠的掺量为0.1%时，水泥浆体的初始扩展度达到最大，继续增加葡萄糖酸钠的掺量，水泥浆体的初始流动性又会变小。

由上图可知，复合使用萘系高效减水剂和葡萄糖酸钠时，较之前单独使用萘系高效减水剂，水泥浆体的30min和60min的损失都比较大。随着葡萄糖酸钠掺量的增加，损失逐渐变小，当掺量为0.09%时，水泥浆体的30min的损失很大，并且60min时，流动性基本不变。

但当葡萄糖酸钠的掺量为0.1%时，水泥浆体的扩展度损失最大，但是60min的扩展度较30min时又有了很多大的增加。之后，继续增加葡萄糖酸钠的掺量，水泥浆体扩展度基本上不损失。

4 结论

本试验研究了葡萄糖酸钠、、三聚磷酸钠与萘系高效减水剂复合使用对水泥水化体系及粉煤灰非水化体系流动性的影响，本文研究结果表明：

图4 萘系与三聚磷酸钠复掺对水泥浆体扩展度的影响

图5 萘系与葡萄糖酸钠复掺对水泥浆体扩展度的影响

1）萘系高效减水剂对水化体系和非水化体系都有显著地分散效果，即显著提高浆体初始流动度；

2）萘系高效减水剂对水化体系和非水化体系都存在扩展度经时损失的问题。3种浆体在30min及60min时，扩展度均有一定的损失，这表明，扩展度的损失并不是由于水化造成的，而是另有其他的原因；

3）缓凝剂的适量掺入对水化体系和非水化体系都能明显降低扩展度经时损失。

通过本次的试验研究可知，不管是水泥水化体系，还是粉煤灰的非水化体系，加入减水剂以后，扩展度在一定时间以后都会产生损失，将减水剂和缓凝剂复合使用，扩展度损失都会减少。

因此，本次试验得出的结论就是，混凝土坍落度的损失，并不是由于水泥的水化引起的，而是另有包括减水剂的吸附等其他的原因造成的。

[1]陈文静.浅谈混凝土外加剂的应用现状和发展前景，平顶山煤业有限责任公司.

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