有機緩凝劑在公路工程中的應用

田 艷 華

(山西省公路工程質量檢測中心，山西 太原 030000)

有機緩凝劑在公路工程中的應用

田 艷 華

(山西省公路工程質量檢測中心，山西 太原 030000)

以水泥漿凝結時間為評價對象，分析了單一組分有機緩凝劑及其不同摻量對混凝土性能的影響，結果表明，緩凝劑的作用效果不僅受緩凝劑的種類及摻量的影響，還受試驗條件、緩凝劑的加入方式和時間、養護條件等的影響。

有機緩凝劑，凝結時間，混凝土，水泥

1 緩凝劑的工程應用

緩凝劑在水泥混凝土工程中的最大用途是延緩初凝時間,保證新拌水泥混凝土在施工過程中始終處在便于振搗抹面等施工操作的塑性狀態。它主要應用于夏季混凝土施工、大體積混凝土施工和商品混凝土中。

在公路水泥混凝土工程中，緩凝劑主要用于水泥混凝土結構工程熱天施工控制坍落度損失,解決水泥混凝土結構連續澆筑、降低水泥混凝土水化熱、泵送、滑模等特殊機械工藝下的施工質量難題。

1)在炎熱氣候條件下,為減少和控制水泥混凝土施工過程中的坍落度損失、延緩水泥混凝土凝結時間,可摻入緩凝劑。2)為緩解水化熱溫度裂縫和減少溫控費用，大體積水泥混凝土中可摻入緩凝劑。3)夏季施工的隧道襯砌、橋(涵)面鋪裝、碾壓水泥混凝土、路面等薄壁水泥混凝土應摻入緩凝劑。4)連續澆筑避免出現冷縫的水泥混凝土結構、大跨徑橋梁構件中的水泥混凝土應摻入緩凝劑。5)緩凝型高效減水劑可制備高性能水泥混凝土以及高性能水泥混凝土路面。6)緩凝型減水劑不宜用于日最低氣溫為5 ℃(日平均氣溫為10 ℃)以下的低溫施工水泥混凝土,不宜單獨用于有早強要求的快通水泥混凝土、鋼筋混凝土、預應力鋼筋混凝土及蒸養水泥混凝土構件。7)羥基羧酸類緩凝劑不宜單獨用于公路工程中水泥用量很低、水灰比較大的貧水泥混凝土。

在工程中，應用緩凝劑不僅可延緩混凝土的凝結、減少坍落度損失、延長搗實時間，還可延緩水泥水化放熱，減少因水化放熱產生的溫度應力而使混凝土產生裂縫的施工事故，提高工程質量，達到既節省水泥用量，還可以改善它的耐久性的目的。

2 原材料技術性質

2.1 水泥

試驗所用的水泥為重慶拉法基水泥有限公司生產的P.O42.5R，主要性能指標見表1。

表1 水泥性能指標

2.2 混合砂

本試驗采用機制砂和長江特細砂以1∶1比例混合均勻的混合砂，混合砂的具體性能和各項指標要求如表2及表3所示。

表2 砂的技術性能

表3 砂的顆粒級配

2.3 粗集料

試驗用粗骨料采用兩級配碎石組成，兩種集料的性能指標如表4，表5所示。

表4 粗集料性能指標

表5 粗骨料級配

2.4 緩凝劑

本試驗選用了五種典型緩凝劑，分為三類：

1)羥基羧酸類：檸檬酸、酒石酸。檸檬酸(C6H8O7H20)：試驗所用的檸檬酸為重慶川東化工集團有限公司化學試劑廠生產的晶牌分析純。它為白色粉末或半透明結晶物質,可溶于水,水溶液呈弱堿性，它的各項技術性能指標見表6。

表6 檸檬酸的各項性能指標 %

酒石酸((CH)2(OH)2(COOH)2)：試驗所用的酒石酸為重慶川東化工集團有限公司化學試劑廠生產的晶牌分析純，它為白色粉末物質，溶于水和乙醇。它的各項技術性能指標如表7所示。

表7 酒石酸的各項性能指標表 %

2)糖類：葡萄糖、蔗糖。葡萄糖和蔗糖由于原料廣泛、價格低廉，同時具有一定的緩凝功能，因此使用也較為廣泛。試驗所用的葡萄糖和蔗糖分別為重慶北碚化學試劑廠生產的三圣牌分析純和SCRC國藥集團化學試劑有限公司生產的分析純。它們的各項技術性能指標分別見表8和表9。

表8 葡萄糖的各項性能指標 %

表9 蔗糖的各項性能指標 %

3)多元醇及其衍生物類：山梨醇。山梨醇：山梨醇又名山梨糖醇，試驗所用的山梨醇為天津市光復精細化工研究所生產的固體試劑，外觀為顆粒狀，有甜味，極易溶于水和甘油，微溶于甲醇、乙醇、醋酸、苯酚和乙酰胺，吸濕性極強，在儲存過程中易結塊。

3 緩凝劑對水泥凈漿和混凝土性能的研究

3.1 試驗方法

1)緩凝劑凝結時間試驗。主要依據GB/T 1346—2011水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法，測定凈漿的初凝、終凝時間。2)混凝土試驗。按照規范要求混凝土配合比根據目前商品混凝土生產和使用的實際情況，選取C30的普通混凝土進行試驗和分析。混凝土配合比設計按摻外加劑進行配制。

3.2 試驗方案

試驗把緩凝劑檸檬酸、葡萄糖、蔗糖、酒石酸、山梨酸等分五組進行，每組在緩凝劑出廠參照摻量范圍內選取3個～5個摻量，與標準稠度狀態下的水泥凈漿混合攪拌。水泥漿的攪拌在凈漿攪拌機上進行。

通過單組分和復合組分的緩凝劑凝結時間的試驗，并結合經濟性原則，選取既經濟又與試驗所用的水泥適應性好的緩凝劑。然后配制成C30的混凝土，進行抗折、抗壓強度的測試，通過與空白試件對比，來分析該緩凝劑對混凝土的性能影響及工程適應性。

3.3 試驗結果

緩凝劑對初凝時間的影響見表10～表14。

表10 檸檬酸對水泥漿凝結時間的影響 min

表11 酒石酸對水泥漿凝結時間的影響 min

表12 葡萄糖對水泥漿凝結時間的影響 min

表13 蔗糖對水泥漿凝結時間的影響 min

表14 D—山梨醇對水泥漿凝結時間的影響 min

4 結語

由以上結果，我們可以看出對于重慶拉法基水泥有限公司生產的P.O42.5R水泥，糖類的緩凝時間長，比較穩定，其中蔗糖的凝結時間差較小，大摻量具有長時間不凝的現象；羥基羧酸類的緩凝劑的酒石酸的緩凝效果較明顯，且緩凝時間隨摻量的不同變化較大，初、終凝結時間差大；檸檬酸的緩凝時間最長，對水泥漿有明顯的緩凝作用，且隨摻量變化緩凝時間變化不大；而山梨醇的緩凝時間短緩凝作用較穩定。另外大摻量的蔗糖試模表面有裂縫，山梨醇試模的表面也有很多氣泡，具有引氣作用。

通過上述一系列凝結時間試驗，找到了一種摻量低，緩凝時間長的超緩凝措施。為需要超長緩凝時間的混凝土施工提供了試驗基礎。由于本試驗是在標準溫度下測試，環境溫度升高對復合緩凝劑有何影響尚需進一步試驗。

[1] 楊伯科.混凝土實用新技術手冊(精編)[M].長春：吉林科學技術出版社，2009.

[2] 蘇達根.水泥與混凝土工藝[M].北京：化學工業出版社，2011.

[3] 唐益群,葉為民.土木工程測試技術手冊[M].上海：同濟大學出版社，2012.

[4] 熊大玉，王小虹.混凝土外加劑[M].北京：化學工業出版社，2007.

The application of organic retarder in highway engineering

Tian Yanhua

(ShanxiHighwayEngineeringQualityInspectionCenter,Taiyuan030000,China)

Taking the cement slurry condensation time as the evaluation object, this paper analyzed the influence of single component organic retarder and its different content to concrete performance, the effects of retarder not only influenced by kind and dosage of retarder, but also influenced by addition method and time, maintenance conditions.

organic retarder, condensation time, concrete, cement

2015-01-10

田艷華(1984- )，女，工程師

1009-6825(2015)09-0100-02

TU528.042

A