緩凝劑葡萄糖磺酸酯在混凝土中的應(yīng)用

李維宇，李全堂

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，陜西 西安 710000）

緩凝劑葡萄糖磺酸酯在混凝土中的應(yīng)用

李維宇，李全堂

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，陜西 西安 710000）

本文對(duì)比葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉兩種緩凝劑對(duì)混凝土各項(xiàng)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：摻加葡萄糖磺酸酯的混凝土塑性階段緩凝，終凝后早期強(qiáng)度迅速上升，相較于葡萄糖酸鈉，摻葡萄糖磺酸酯的混凝土早期和后期強(qiáng)度均提高10%以上；與葡萄糖酸鈉相比，緩凝時(shí)間基本相同，但葡萄糖磺酸酯在混凝土中耐水化熱產(chǎn)生的高溫，保坍時(shí)間長(zhǎng)；具有微乳化效能，可大幅提高混凝土的和易性（不泌水、不抓底）；對(duì)砂石料適應(yīng)性強(qiáng)，抗泥性好；具有抑菌能力，夏天高溫時(shí)節(jié)不酸敗變質(zhì)，從而可持續(xù)保持混凝土外加劑的工作性能。

緩凝劑；混凝土；和易性；葡萄糖磺酸酯；葡萄糖酸鈉

0 序言

在混凝土施工中，水泥的鋁酸三鈣含量和堿含量、粉煤灰的燒失量、砂石的含泥量、機(jī)制砂的石粉含量都會(huì)影響到聚羧酸系減水劑的減水保坍作用，使得混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失大，流動(dòng)性變差，影響工程施工。目前常用的解決辦法是通過(guò)增加減水劑的用量來(lái)提高水泥漿體初始流動(dòng)度的經(jīng)時(shí)保持能力，但會(huì)增加減水劑的生產(chǎn)成本和工程成本。有些人為圖省事，施工中直接加水增加流動(dòng)度，使水灰比增大，影響混凝土強(qiáng)度，造成工程質(zhì)量隱患。因此，開(kāi)發(fā)一種混凝土保坍助劑對(duì)解決聚羧酸系減水劑的保坍、抗泥問(wèn)題具有較好的應(yīng)用前景。

1 試驗(yàn)原材料及配合比

1.1 新建成昆鐵路擴(kuò)能工程大渡河特大橋深水 C30 樁基設(shè)計(jì)指標(biāo)

（1）混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)：C30，最大膠凝材料用量550kg/m3。

（2）混凝土材料組成：采用水泥、碎石、機(jī)制砂、河砂、粉煤灰、外加劑配制而成。

（3）環(huán)境作用等級(jí)：設(shè)計(jì)使用年限 100 年。T2（鐵路耐久性限制：最大水膠比 0.50，最小膠凝材料用量 300kg/m3，礦物摻合料摻量≤30%）。

（4）坍落度控制：180～220mm。

1.2 試驗(yàn)用原材料

（1）減水劑：山西康特爾建材有限公司生產(chǎn)的聚羧酸系 KTPCA-S 減水劑；貴州凱襄建材有限公司生產(chǎn)的聚羧酸系KXSP-1 減水劑。

（2）保坍緩凝劑：石家莊市太和順工貿(mào)公司生產(chǎn)的葡萄糖磺酸酯（簡(jiǎn)稱葡酯）；普通型緩凝劑：石家莊市聚格化工科技公司生產(chǎn)的葡萄糖酸鈉（簡(jiǎn)稱葡鈉）。

（3）水泥：四川樂(lè)山市峨勝牌 P·O42.5 水泥。

（4）碎石：四川省峨邊縣勝峰生產(chǎn)的粒徑為 5～26.5mm碎石。

（5）機(jī)制砂：四川省峨邊縣勝峰材料有限公司生產(chǎn)的細(xì)度模數(shù)為 3.0～3.2 機(jī)制砂；

（6）河砂：四川省峨邊縣山江材料有限公司生產(chǎn)的河砂，細(xì)度模數(shù)為 2.2～2.3。

（7）礦物摻合料 ：四川成都博磊公司供應(yīng)的 Ⅱ 級(jí)粉煤灰；

（8）水：自來(lái)水。

1.3 山西康特爾聚羧酸減水劑配方篩選（表 1）

表1　聚羧酸減水劑配方 g

1.4 檢驗(yàn)配合比（表2）

表2　膠砂配合比 g

膠砂配合比流動(dòng)度測(cè)定：將膠砂材料拌合 2 分鐘后裝入倒立的坍落度桶中，提起后 30s 后測(cè)膠砂擴(kuò)展度，所得的擴(kuò)展度除以 2 基本對(duì)應(yīng)外加劑摻量為 1% 時(shí)的混凝土坍落度值。

1.5 聚羧酸外加劑膠砂試驗(yàn)初選結(jié)果（表3）試驗(yàn)分析：外加劑雙摻葡鈉葡酯與單摻葡萄糖酸鈉的拌合物性能對(duì)比配方 3 坍落度損失小、流動(dòng)性大、初終凝時(shí)間緩凝時(shí)間長(zhǎng)，因此，將配方 3 做為外加劑的生產(chǎn)配方。

表3　水泥膠砂性能

1.6 C30 樁基混凝土配合比（表 4）

表4　混凝土配合比 kg/m3

C30 樁基混凝土拌合物性能：2016 年 9 月 23 日四川峨邊，溫度 25℃、濕度 70%，初始坍落度 210mm、擴(kuò)展度450mm、含氣量 2.5%，混凝土和易性好，容重 2480kg/m3，砂率 45%。1h 后坍落度 200mm、擴(kuò)展度 465mm，混凝土和易性好，含氣量 2.6%，容重 2480kg/m3。

試驗(yàn)分析：混凝土坍落度損失小，含氣量變化小，混凝土流動(dòng)性好、和易性好。

2 葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉的在混凝土拌合物中的各項(xiàng)性能對(duì)比結(jié)果

（1）貴州凱襄外加劑雙摻葡鈉葡酯與單摻葡萄糖酸鈉的拌合物性能對(duì)比（25℃ 條件下）見(jiàn)表 5。

表5　工作性能對(duì)比

試驗(yàn)分析：貴州凱襄外加劑雙摻葡鈉 2.5% 葡酯 2.5%后，坍落度損失小，含氣量穩(wěn)定，達(dá)到鐵路混凝土的拌合物性能要求。

（2）葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉在水泥中的摻量與凝結(jié)時(shí)間關(guān)系（25℃條件下），見(jiàn)表 6。

表6　凝結(jié)時(shí)間

試驗(yàn)分析：葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉在混凝土中的緩凝時(shí)間基本相同。

（3）葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉的混凝土泌水性驗(yàn)證見(jiàn)表 7。

表7　泌水性驗(yàn)證

試驗(yàn)分析：葡萄糖磺酸酯具有微乳化效果，減少了有害氣泡，所產(chǎn)生的微小氣泡持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，有利于提高混凝土的和易性。

（4）溫度不敏感等的試驗(yàn)驗(yàn)證見(jiàn)表 8。

表8　對(duì)溫度敏感性驗(yàn)證

試驗(yàn)分析：葡萄糖磺酸酯對(duì)溫度不敏感，摻加本劑后在高溫環(huán)境條件下對(duì)混凝土夏季施工可起到保障作用。

（5）對(duì)砂石料含泥量適應(yīng)性的膠砂擴(kuò)展度試驗(yàn)見(jiàn)表 9。

表9　膠砂擴(kuò)展度

試驗(yàn)分析：葡萄糖磺酸酯對(duì)各種砂石料含泥量適應(yīng)性優(yōu)于葡萄糖酸鈉。

（6）緩凝劑摻 2% 時(shí)，葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉的混凝土強(qiáng)度對(duì)比驗(yàn)證結(jié)果見(jiàn)表 10。

表10　混凝土強(qiáng)度對(duì)比

試驗(yàn)分析：摻葡萄糖磺酸酯的混凝土比摻葡萄糖酸鈉的3d 和 28d 混凝土強(qiáng)度分別提高 14%、10%。混凝土在早期強(qiáng)度提高的前提下，后期強(qiáng)度并未出現(xiàn)強(qiáng)度倒縮的現(xiàn)象。

（7）摻葡萄糖磺酸酯與摻葡萄糖酸鈉的外加劑防腐性能對(duì)比（25℃條件下）見(jiàn)表 11。

表 11 防腐性能

試驗(yàn)分析：摻葡萄糖磺酸酯的聚羧酸外加劑無(wú)酸敗味，外加劑減水率保持不變。然而，摻葡萄糖酸鈉的聚羧酸外加劑 3 天產(chǎn)生酸敗味，緩凝時(shí)間未變，但混凝土流動(dòng)度降低。因此，葡萄糖磺酸酯具有抑菌防腐功能，可長(zhǎng)期保持混凝土外加劑的保坍緩凝效果。

3 小結(jié)

（1）雙摻葡鈉葡酯的外加劑配制的混凝土坍落度損失小、含氣量變化小、混凝土流動(dòng)性好；葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉在混凝土中的緩凝時(shí)間基本相同，協(xié)同性好。

（2）葡萄糖磺酸酯具有微乳化效果，減少了有害氣泡，所產(chǎn)生的微小氣泡持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，含氣量穩(wěn)定，有利于提高混凝土的和易性。

（3）葡萄糖磺酸酯對(duì)溫度不敏感，在夏季的高溫環(huán)境條件下對(duì)混凝土施工可起到保障作用。

（4）葡萄糖磺酸酯對(duì)各種砂石料含泥量適應(yīng)性優(yōu)于葡萄糖酸鈉。

（5）摻葡萄糖磺酸酯比摻葡萄糖酸鈉的 3d 和 28d 混凝土強(qiáng)度分別提高 10% 以上。

（6）摻葡萄糖磺酸酯的聚羧酸外加劑長(zhǎng)期存放無(wú)酸敗味，葡萄糖磺酸酯具有抑菌防腐功能保持外加劑的減水效果保持不變。

[1] 吳中偉，廉慧珍．高性能混凝土[M]．北京：中國(guó)鐵道出版社，2005．

[2] 葛兆明，余成行，等．混凝土外加劑[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012: 118-127．

［通訊地址］山西省育紅路 9 號(hào)（041000）

李維宇（1987—），男，助理工程師，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，本科。