緩凝劑葡萄糖磺酸酯在混凝土中的應用

李維宇，李全堂

（中鐵十二局集團第一工程有限公司，陜西 西安 710000）

緩凝劑葡萄糖磺酸酯在混凝土中的應用

李維宇，李全堂

（中鐵十二局集團第一工程有限公司，陜西 西安 710000）

本文對比葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉兩種緩凝劑對混凝土各項性能的影響。試驗結果表明：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度均提高10%以上；與葡萄糖酸鈉相比，緩凝時間基本相同，但葡萄糖磺酸酯在混凝土中耐水化熱產生的高溫，保坍時間長；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）；對砂石料適應性強，抗泥性好；具有抑菌能力，夏天高溫時節不酸敗變質，從而可持續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、機制砂的石粉含量都會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時損失大，流動性變差，影響工程施工。目前常用的解決辦法是通過增加減水劑的用量來提高水泥漿體初始流動度的經時保持能力，但會增加減水劑的生產成本和工程成本。有些人為圖省事，施工中直接加水增加流動度，使水灰比增大，影響混凝土強度，造成工程質量隱患。因此，開發一種混凝土保坍助劑對解決聚羧酸系減水劑的保坍、抗泥問題具有較好的應用前景。

1 試驗原材料及配合比

1.1 新建成昆鐵路擴能工程大渡河特大橋深水 C30 樁基設計指標

（1）混凝土設計強度等級：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、機制砂、河砂、粉煤灰、外加劑配制而成。

（3）環境作用等級：設計使用年限 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 試驗用原材料

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

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

（3）水泥：四川樂山市峨勝牌 P·O42.5 水泥。

（4）碎石：四川省峨邊縣勝峰生產的粒徑為 5～26.5mm碎石。

（5）機制砂：四川省峨邊縣勝峰材料有限公司生產的細度模數為 3.0～3.2 機制砂；

（6）河砂：四川省峨邊縣山江材料有限公司生產的河砂，細度模數為 2.2～2.3。

（7）礦物摻合料 ：四川成都博磊公司供應的 Ⅱ 級粉煤灰；

（8）水：自來水。

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 檢驗配合比（表2）

表2　膠砂配合比 g

膠砂配合比流動度測定：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 后測膠砂擴展度，所得的擴展度除以 2 基本對應外加劑摻量為 1% 時的混凝土坍落度值。

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

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、擴展度 465mm，混凝土和易性好，含氣量 2.6%，容重 2480kg/m3。

試驗分析：混凝土坍落度損失小，含氣量變化小，混凝土流動性好、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性能對比結果

（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比（25℃ 條件下）見表 5。

表5　工作性能對比

試驗分析：貴州凱襄外加劑雙摻葡鈉 2.5% 葡酯 2.5%后，坍落度損失小，含氣量穩定，達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時間關系（25℃條件下），見表 6。

表6　凝結時間

試驗分析：葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉在混凝土中的緩凝時間基本相同。

（3）葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉的混凝土泌水性驗證見表 7。

表7　泌水性驗證

試驗分析：葡萄糖磺酸酯具有微乳化效果，減少了有害氣泡，所產生的微小氣泡持續時間較長，有利于提高混凝土的和易性。

（4）溫度不敏感等的試驗驗證見表 8。

表8　對溫度敏感性驗證

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

（5）對砂石料含泥量適應性的膠砂擴展度試驗見表 9。

表9　膠砂擴展度

試驗分析：葡萄糖磺酸酯對各種砂石料含泥量適應性優于葡萄糖酸鈉。

（6）緩凝劑摻 2% 時，葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉的混凝土強度對比驗證結果見表 10。

表10　混凝土強度對比

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

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

表 11 防腐性能

試驗分析：摻葡萄糖磺酸酯的聚羧酸外加劑無酸敗味，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 天產生酸敗味，緩凝時間未變，但混凝土流動度降低。因此，葡萄糖磺酸酯具有抑菌防腐功能，可長期保持混凝土外加劑的保坍緩凝效果。

3 小結

（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、混凝土流動性好；葡萄糖磺酸酯與葡萄糖酸鈉在混凝土中的緩凝時間基本相同，協同性好。

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

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

（4）葡萄糖磺酸酯對各種砂石料含泥量適應性優于葡萄糖酸鈉。

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

（6）摻葡萄糖磺酸酯的聚羧酸外加劑長期存放無酸敗味，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：化學工業出版社，2012: 118-127．

［通訊地址］山西省育紅路 9 號（041000）

李維宇（1987—），男，助理工程師，畢業于遼寧工程技術大學，本科。