緩凝劑復合使用對水泥與減水劑適應性的影響

魏 敏

(山西省建筑科學研究院，山西太原 030001)

0 引言

隨著建筑施工技術的飛速發展，對作為建筑材料中的大宗材料——混凝土提出了更高的要求。在工程實際應用中，單獨使用某種減水劑的案例很少，而且也很難滿足混凝土施工要求。為了控制混凝土坍落度經時損失，對不同種類的外加劑進行復合使用已成為一種主流。目前主要采用不同緩凝劑與不同減水劑復合，不同合成工藝的外加劑復合，不同分子結構的外加劑復合進行優勢互補等三大類方法。但是不同減水劑之間的復合存在一定的風險，當兩種外加劑不相容時，或分散機理有抵消作用的減水劑不能復合使用，在實際使用時一定要經過試驗確定，而緩凝劑與減水劑的復合使用是控制混凝土坍落度經時損失的有效方法之一。目前對緩凝劑的使用主要有三種方法，即緩凝劑單獨使用、單一緩凝劑與減水劑復合使用和兩種或兩種以上緩凝劑與減水劑復合使用，其中第一種使用方法較少，主要針對一些特殊工程，第二種使用方法主要在水泥與外加劑適應性較好時使用，第三種方法使用較為普遍，因為市場上的水泥組分越來越復雜，其與外加劑的適應性均比較差。本文主要研究單一緩凝劑與減水劑復合和兩種緩凝劑與減水劑復合對水泥流變性能的影響，該研究對混凝土中合理使用緩凝劑具有指導意義。

1 試驗用原材料及試驗方法

1.1 原材料

水泥:山西吉港 P.O42.5，太原廣廈 P.O42.5，太原獅頭P.O42.5。外加劑:萘系高效減水劑(市售粉劑)，聚羧酸高性能減水劑(市售液體，固含量20%)，葡萄糖酸鈉(工業級)，三聚磷酸鈉(工業級)，檸檬酸(工業級)，硼砂(工業級)，白糖(食用)。

1.2 試驗方法

按GB/T 8077混凝土外加劑勻質性試驗方法中的水泥凈漿流動度的試驗方法，進行水泥初始凈漿流動度、30 min凈漿流動度和60 min凈漿流動度的測定。水灰比為0.29，水泥用量為300 g。

2 單摻緩凝劑試驗方案及結果分析

本試驗采用萘系高效減水劑(摻量為0.8%)和聚羧酸高性能減水劑(摻量為1.0%)分別與緩凝劑葡萄糖酸鈉(摻量為0.04%)、三聚磷酸鈉(摻量為 0.4%)、檸檬酸(摻量為 0.05%)、硼砂(摻量為0.3%)、白糖(摻量為0.04%)復合，并采用三個廠家的水泥進行水泥初始凈漿流動度、30 min凈漿流動度和60 min凈漿流動度的測定，其試驗結果如表1所示。

表1 不同緩凝劑對水泥與減水劑適應性的影響

由表1可以看出，萘系高效減水劑和聚羧酸高性能減水劑分別與緩凝劑葡萄糖酸鈉、三聚磷酸鈉、檸檬酸、硼砂、白糖復合，其輔助塑化效應有較明顯的差異。緩凝劑葡萄糖酸鈉和檸檬酸與萘系高效減水劑復合后輔助塑化效應明顯，其他三種緩凝劑與萘系高效減水劑復合后對后期保坍性能有較大貢獻，對不同廠家的水泥而言，其輔助塑化效應不同;緩凝劑葡萄糖酸鈉、檸檬酸和硼砂與聚羧酸高性能減水劑復合后輔助塑化效應明顯，其他兩種緩凝劑與聚羧酸高性能減水劑復合后對后期保坍性能有較大貢獻，不同廠家的水泥，其輔助塑化效應也不同。這與緩凝劑的種類和分子結構有關，有的緩凝劑輔助塑化效應好，有的緩凝劑保坍性能好，在使用過程中要根據所需性能來選取合適的緩凝劑，以獲得優良的工作性和經濟合理性。

3 復合緩凝劑試驗方案及結果分析

本試驗采用萘系高效減水劑(摻量為0.8%)和聚羧酸高性能減水劑(摻量為1.0%)分別與緩凝劑葡萄糖酸鈉(摻量為0.02%)、三聚磷酸鈉(摻量為0.4%)、檸檬酸(摻量為0.025%)、硼砂(摻量為 0.15%)、白糖(摻量為 0.02%)兩兩復合，并采用三個廠家的水泥進行水泥初始凈漿流動度、30 min凈漿流動度和60 min凈漿流動度的測定，具體方案和試驗結果如表2所示。

表2 復合緩凝劑對水泥與減水劑適應性的影響

由表2可以看出，兩種合適的緩凝劑復合后與萘系高效減水劑和聚羧酸高性能減水劑對水泥的適應性均有不同程度的提高，只有少數復合后效果變差。對萘系高效減水劑而言，緩凝劑葡萄糖酸鈉分別與其余四種緩凝劑復合后，均有不同程度的改善作用，輔助塑化效應明顯，對水泥初始凈漿流動度、30 min凈漿流動度和60 min凈漿流動度均有提高，說明葡萄糖酸鈉輔助塑化效應好，三聚磷酸鈉與其余三種緩凝劑復合后，只有檸檬酸效果最好，但也可以看出三聚磷酸鈉對保坍性能貢獻大，這與單摻效果一致，檸檬酸與其余兩種緩凝劑復合后，輔助塑化效應也較明顯，硼砂與白糖效果較差。對聚羧酸高性能減水劑而言，緩凝劑葡萄糖酸鈉分別與其余四種緩凝劑復合后，對水泥初始凈漿流動度、30 min凈漿流動度和60 min凈漿流動度提高的程度較大，尤其是對后期流動度的保持性很好，三聚磷酸鈉與其余三種緩凝劑復合后，效果不明顯，這說明這些組合對聚羧酸高性能減水劑不適合，檸檬酸與其余兩種緩凝劑復合和硼砂與白糖效果主要表現在后期凈漿流動度的保持較好。萘系高效減水劑和聚羧酸高性能減水劑對不同緩凝劑兩兩復合后表現出來的效果大同小異，但也可以看出，不同種類的減水劑與緩凝劑的匹配不同，在復合使用時要通過試驗確定。有關機理方面的研究和不同緩凝劑復合方面，國內外學者也做了大量的研究工作。

4 復合緩凝劑使用注意事項

有關緩凝劑機理方面的研究和不同緩凝劑復合方面，國內外學者也做了大量的研究工作，但是這些研究不能完全解決實際使用過程中的問題，比如有的學者提出葡萄糖酸鈉和檸檬酸復合效果不好，但在一些工程案例當中使用的非常好。因此，作者認為單摻不能解決水泥與減水劑的適應性問題，要進行有目的的嘗試多種緩凝劑復合，但在使用過程中要注意以下問題:

1)單摻緩凝劑的使用必須通過試驗確定其摻量，最好不要超過摻量的上限，要根據工程實際情況嚴格控制，避免出現超緩凝質量事故。2)復合使用緩凝劑，其摻量也必須通過試驗確定，兩兩復合會產生1+1＞2現象，也就是所說的超緩凝現象，也存在復合后效果差的現象，所以不要盲目將多種緩凝劑復合使用，尤其是水泥與減水劑適應性較好的時候。3)在使用緩凝劑過程中，最好與減水劑復合成水劑使用，或與減水劑粉劑預混放大，因為緩凝劑的摻量較小，避免在使用過程中攪拌不均勻，出現局部超緩凝現象，造成工程質量事故。

5 結語

1)萘系高效減水劑和聚羧酸高性能減水劑分別與緩凝劑葡萄糖酸鈉、三聚磷酸鈉、檸檬酸、硼砂、白糖復合，其輔助塑化效應有較明顯的差異;與兩種合適的緩凝劑復合后對水泥的適應性均有不同程度的提高，只有少數復合后輔助塑化效應不明顯或變差。不同種類的減水劑與緩凝劑的匹配不同，在復合使用時要通過試驗確定。2)葡萄糖酸鈉和檸檬酸對兩種減水劑輔助塑化效應均好，硼砂與聚羧酸高性能減水劑輔助塑化效應好，三聚磷酸鈉對保坍性能貢獻較大。單摻緩凝劑和復合使用緩凝劑必須通過試驗確定其摻量，不要隨意盲目將多種緩凝劑復合使用，避免出現質量事故。

［1］李憲軍，張鵬飛，王芳芳.改性氨基與萘系高效減水劑配制泵送劑的研究［J］.山西建筑，2011，37(6):95-96.

［2］閆秀清.緩凝劑與高效減水劑對水泥水化性能的影響［J］.山西建筑，2008，34(36):154-155.