不同減水劑種類和摻量對混凝土工作性能的影響

2025-11-08 00:00:00邵會廣張啟志

粘接 2025年10期

中圖分類號：TU528.042+.4;TQ178 文獻標志碼：A

文章編號：1001-5922（2025）10-0078-04

The influence of different types and dosage of water reducing agent on the working performance of concrete

SHAO Huiguang'，ZHANG Qizhi2

（1.Miyang County Housing Municipal Engineering Quality and Technology Center，Miyang 4637Oo，Henan China; 2.Huanghuai University，Zhumadian 463ooo，Henan China）

Abstract：In order to configure high performanceconcrete forconstruction，this paper takes the type and dosage of water reducing agent as variables，and determines the optimal type and dosage of water reducing agent through slump test，impermeability test and compression test.The results show that under the same dosage，the working performanceofconcrete mixed with polycarboxylate superplasticizeris beter than thatof concrete with naiseries superplasticizer.With the increaseof the proportionof waterreducing agent，the slumpofconcrete increases，the electric fluxdecreases，the compressive strength increases，and even the strength grade of concretecan be improved. Therefore，it is suggested to add 0.3% polycarboxylic acid water reducing agent or 0.4% nai water reducing agent. Key words： concrete ; working performance;dosage;mix ratio;water reducing agent

混凝土是建筑施工中最常見的一種材料，如何在節省材料的情況下提高混凝土的工作性能是工程界的一大難題[1-3]。郝麗君等[4對比研究了單摻鋼纖維和碳纖維對地聚物混凝土力學性能和抗沖擊性能的影響，分析了試件的破壞形態及纖維作用機理。任大鵬制備了不同纖維摻雜量的泡沫混凝土，研究了聚丙烯纖維摻雜量對泡沫混凝土力學性能、收縮性能、導熱性能和抗蝕性能的影響。楊琳等通過自制落球試驗裝置，進行了端勾型、微絲型、銑削型3種不同尺寸鋼纖維和聚丙烯纖維混凝土抗沖擊性能試驗研究。

可見，許多研究者通過在混凝土中加入不同纖維來提高混凝土性能。其中，減水劑作為配置混凝土的一種常見材料也被廣泛研究。郭鵬飛等通過對淀粉進行預處理，在自由基反應合成減水劑時替代部分聚醚大單體合成一種淀粉基聚羧酸減水劑，通過控制變量法確定最佳合成條件。李嘉佳等8通過對云南不同種類火山灰進行燒失量、三氧化硫及粒度等性能測試，研究了不同種類火山灰對聚羧酸減水劑及混凝土性能的影響。

綜上所述，本文分析以減水劑種類及摻量作為變量，分析變量因素對混凝土工作性能的影響。具體的，以聚羧酸減水劑和萘系減水劑為研究對象，分析不同摻人含量（0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4% 和0.5% ）對混凝土流動性、抗滲性及力學性能的影響，實驗結果能為今后施工混凝土配合比設計提供指導。

1 材料與方法

本文選用的水泥為某水泥有限公司生產的P.0.42.5普通硅酸鹽水泥， 2.8g/cm³，28d 的強度為 53.5MPa ；粗骨料選用某建材有限公司生產的平均直徑為 18mm 的石子，堆積密度約為 2563kg/m³ ：砂選用某建材有限公司生產的特細砂，表觀密度為 2486kg/m³ ，孔隙率為 46.1% ；水選用普通自然水；選用山東某聚丙烯有限公司生產的聚丙烯纖維作為外加摻合料，其長度約為 6mm 減水劑選用山西某建筑材料有限公司生產的聚羧酸系高性能減水劑和奈系高效減水劑，其中，聚羧酸系高性能減水劑的減水率約為 20% ，固含量 80% ；奈系高效減水劑的減水率約為 15% ，固含量 93%2 種減水劑添加量以水泥摻量為基準，分別摻入 0.1%0.2%0.3% 0.4% 和 0.5% 。結合上述原材料，混凝土配合比如表1所示。

表1混凝土配合比Tab.1 Concretemixratio

根據表1，分別制備混凝土試塊，其尺寸為 40mm× 40mm×160mm ，標準養護28d后進行測試。同時，將制備好的混凝土試塊進行分組，其中A組為標準組，即不摻入任何減水劑；B組為摻入聚羧酸減水劑的混凝土，B1組為摻入 0.1% 的聚羧酸減水劑；B2組為摻人 0.2% 的聚羧酸減水劑；B3組為摻入 0.3% 的聚羧酸減水劑；B4組為摻入 0.4% 的聚羧酸減水劑；B5組為摻入 0.5% 的聚羧酸減水劑。C組為摻人奈系減水劑的混凝土，C1組為摻入 0.1% 的奈系減水劑；C2組為摻人 0.2% 的奈系減水劑；C3組為摻入 0.3% 的奈系減水劑；C4組為摻入 0.4% 的奈系減水劑；C5組為摻人 0.5% 的奈系減水劑。混凝土的坍落度通過滄州某工程儀器有限公司生產的混凝土坍落度擴展流動度測定儀進行測試、混凝土的防滲性能通過河北某試驗儀器公司生產的自助智能混凝土抗滲儀進行測試、混凝土的抗壓強度通過濟南某試驗機有限公司生產的混凝土萬能試驗機進行測試，上述所有試驗過程均滿足GB/T50081—2023《普通混凝土力學性能試驗方法標準》。

2 結果與分析

2.1 混凝土坍落度測試

減水劑種類對混凝土坍落度的影響如圖1所示。

Fig.1Effect ofwater reducingagent types on concrete slump 圖1減水劑

由圖1可知，當不添加減水劑時（A組），混凝土的坍落度為 184mm. 當摻入 0.1% 的聚羧酸減水劑時（B1），混凝土的坍落度為 191mm ；當摻入 0.2% 的聚羧酸減水劑時（B2），混凝土的坍落度為 205mm 當摻入 0.3% 的聚羧酸減水劑時（B3），混凝土的坍落度為 213mm ;當摻入 0.4% 的聚羧酸減水劑時（B4），混凝土的坍落度為 224mm ;而當摻入 0.5% 的聚羧酸減水劑時（B5），混凝土的坍落度為 246mm 當摻人 0.1% 的奈系減水劑時（C1），混凝土的坍落度為188mm ；當摻入 0.2% 的奈系減水劑時（C2），混凝土的坍落度為 199mm ；當摻人 0.3% 的奈系減水劑時（C3），混凝土的坍落度為 204mm ;當摻入 0.4% 的奈系減水劑時（C4），混凝土的坍落度為 218mm ;而當摻入 0.5% 的奈系減水劑時（C5），混凝土的坍落度為232mm 。

可見，減水劑能夠減少混凝土的用水量，增加混凝土的坍落度。這是因為減水劑能夠吸附在水泥顆粒表面，形成一層吸附膜，使水泥顆粒之間產生斥力，從而釋放出被包裹的游離水，使混凝土的流動性增強[910]。此外，由圖1可知，相同摻量的減水劑，聚羧酸減水劑的效果比奈系減水劑要好，這是因為聚羧酸減水劑的減水率比奈系減水劑要高，從而促使減水效果。

2.2 混凝土抗滲性能測試

減水劑種類對混凝土抗滲性能的影響如圖2所示。

圖2減水劑種類對混凝土抗滲性的影響 Fig.2 The influence of water reducing agent types ontheimpermeabilityofconcrete

由圖2可知，當不添加減水劑時（A組），混凝土的電通量為 994C 當摻人 0.1% 的聚羧酸減水劑時（B1），混凝土的電通量為765C；當摻入 0.2% 的聚羧酸減水劑時（B2），混凝土的電通量為731C；當摻人0.3% 的聚羧酸減水劑時（B3），混凝土的電通量為711C；當摻入 0.4% 的聚羧酸減水劑時（B4），混凝土的電通量為682C；而當摻入 0.5% 的聚羧酸減水劑時（B5），混凝土的電通量為 631C 當摻人 0.1% 的奈系減水劑時（C1），混凝土的電通量為884C；當摻入0.2% 的奈系減水劑時（C2），混凝土的電通量為810C;當摻人 0.3% 的奈系減水劑時（C3），混凝土的電通量為775C；當摻入 0.4% 的奈系減水劑時（C4），混凝土的電通量為730C；而當摻入 0.5% 的奈系減水劑時（C5），混凝土的電通量為 701C 。

可見，減水劑能夠減少混凝土的用水量，減少混凝土的電通量。這是因為減水劑通過影響混凝土內部孔結構、孔徑分布，以及漿體與集料界面過渡區的結構來影響電通量。并且，降低用水量也有利于減少電通量，提高混凝土抗滲性[1-13]。此外，從實驗結果中也可以看出，相同摻量的減水劑，聚羧酸減水劑的效果比奈系減水劑要好，因此推薦使用聚羧酸減水劑來提高混凝土的抗滲性。

2.3 混凝土抗壓強度測試

減水劑種類對混凝土抗壓強度的影響如圖3所示。

圖3 減水劑種類對混凝土抗壓強度的影響 Fig.3 Theinfluenceofwaterreducingagent types onthecompressivestrengthofconcrete

由圖3可知，當不添加減水劑時（A組），混凝土的抗壓強度為 50.6MPa_? 當摻入 0.1% 的聚羧酸減水劑時（B1），混凝土的抗壓強度為 53.2MPa ;當摻人0.2% 的聚羧酸減水劑時（B2），混凝土的抗壓強度為54.6MPa ;當摻入 0.3% 的聚羧酸減水劑時（B3），混凝土的抗壓強度為 55.8MPa ；當摻人 0.4% 的聚羧酸減水劑時（B4），混凝土的抗壓強度為 56.1MPa ；而當摻入 0.5% 的聚羧酸減水劑時（B5），混凝土的抗壓強度為 57.8MPa_o 當摻人 0.1% 的奈系減水劑時（C1），混凝土的抗壓強度為 51.5MPa ；當摻人 0.2% 的奈系減水劑時（C2），混凝土的抗壓強度為 52.8MPa ;當摻人 0.3% 的奈系減水劑時（C3），混凝土的抗壓強度為54.5MPa ；當摻入 0.4% 的奈系減水劑時（C4），混凝土的抗壓強度為 55.2MPa ;而當摻入 0.5% 的奈系減水劑時（C5），混凝土的抗壓強度為 55.9MPa 。

可見，減水劑能夠降低水灰比，改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗壓強度。這是因為減水劑可以改善混凝土的孔隙結構，進一步夯實混凝土和砂漿的結構，從而提高混凝土的抗壓強度。并且減水劑的分散作用可以強化水泥的水化程度，使水泥漿早期水化產物生長有所延緩，促進其水化產物生長得更加充分、完整，從而使硬化水泥石的網絡結構更加致密，從而提高混凝土的抗壓強度[1417]。此外，從實驗結果中也可以看出，相同摻量的減水劑，聚羧酸減水劑的效果比奈系減水劑要好，并且當摻入 0.3% 的聚羧酸減水劑時，混凝土強度等級達到C55；當摻人 0.4% 的奈系減水劑時，混凝土強度等級達到C55，摻人減水劑能夠提高混凝土一個等級。

3結語

本文分析了不同減水劑種類（聚羧酸系高性能減水劑和奈系高效減水劑）及摻量（0%～0.5% 對混凝土工作性能的影響，得到了以下結論：（1）減水劑能夠有效提高混凝土的流動性，提高混凝土的坍落度;（2）隨著減水劑摻量的增加，混凝土的抗滲性也在不斷提高，即電通量在下降；（3）當減水劑摻量增加到一定含量時，混凝土的抗壓強度也在不斷提高，甚至可以提高一個混凝土等級;（4）在相同減水劑摻量下，聚羧酸系高性能減水劑的性能要優于萘系高效減水劑，因此建議使用聚羧酸系高性能減水劑。

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