CN101980014B - 一种测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的方法 - Google Patents

一种测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的方法，该方法按照实际施工时混凝土中各种原料的比例来配料，采用水泥胶砂搅拌机来拌合砂浆，再用一种测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的装置来检测砂浆，根据测得的砂浆从砂浆漏斗中完全流出的时间和砂浆在玻璃板上的扩展度来评价砂浆的工作性，从而判定聚羧酸减水剂与该水泥适应性。本发明方法具有方法简单、操作方便、测定准确、与混凝土工作性的相关性强，对适应性的反映全面的优点。

Description

一种测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的方法
技术领域
本发明涉及混凝土领域，具体是一种测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的方法。
背景技术
聚羧酸减水剂是一种新型高效减水剂，被称为第三代高性能减水剂，它具有减水率高、保塌效果好等优点，越来越多的被应用于高流动性、高保塌性的混凝土中，但聚羧酸减水剂也存在与水泥适应性不好，容易泌水、结底等问题。这严重影响了新拌混凝土的工作性。这其中有聚羧酸减水剂本身的问题，同时也存在水泥差异的因素。市场上的水泥品牌繁多，各自的质量也是参差不齐，即使同一品牌不同厂出产的水泥也有较大的区别。而水泥品牌的选择是混凝土生产企业的权利，混凝土生产企业一般希望通过调整外加剂来满足生产需要。一般要想调配出与某种水泥相适应的聚羧酸减水剂的配方，基本根据混凝土的具体用途，通过混凝土的试配和测试来确定。在绝大多数混凝土配合比设计中都用坍落度、坍落流动度及目测来确定拌合物的工作性。这有缺点：坍落度仅仅能片面地反映拌合物的屈服应力；而坍落流动度所反映的是什么具体也还不甚清楚；通过目测来确定混凝土的其它工作性也存在主观行和经验性。所以说，目前使用的坍落度试验也不能全面有效地反映新拌混凝土的工作性。而且完全通过混凝土试配确定新拌混凝土的工作性是人力、财力、物力和时间上的大量耗费。所以，有必要对直接通过试配确定新拌混凝土的工作性的方法进行改进。
很多人也为此做了大量的工作，提出了多种通过对水泥浆的实验来测定适应性的方法，比如，净浆流动度试验、Kantro DL微坍落度试验、Peter Domone微坍落度试验、Marsh Cone试验粘度计试验等等。但新拌水泥浆与新拌混凝土之间是有着巨大差异的。并不否认新拌混凝上的粘度主要取决于水泥浆自身的粘度及其富余体积，也不可否认粗细集料的品质及用量也会对混凝土的粘度有很大的影响。我们希望做的是通过一种简洁的方法能够较为全面的反应聚羧酸减水剂与水泥的适应性的问题。而粘度仅仅是工作性的一个方面，所以仅对水泥浆进行研究并不能掌握新拌混凝土的工作性。既使对水泥浆的流变性能有了很好的了解，还是不可避免地要做大量的混凝土试配及测试来研究新拌混凝土的工作性。就工程应用而言，水泥浆试验的作用仅仅在于粗略选择水泥和减水剂品种，甚至连减水剂的最佳掺量都难以准确测定。
水泥浆和砂浆都近似于宾汉姆流变体，大家也趋向于接受“新拌混凝土近似于宾汉姆流变体”的观点。那么，要反映新拌混凝土的流变性能就必须像水泥浆和砂浆一样使用屈服应力和塑性粘度。然而，现在还很难用简单的方法得出新拌混凝土的屈服应力和塑性粘度。所以，应考虑是否能用较容易得到的砂浆的屈服应力和塑性粘度来反映新拌混凝土的相应值。无论从组成上或结构上，砂浆与混凝土之问都非常的接近，它们之间并无本质的区别。可以认为“水泥砂浆是一种细集料混凝土”，而且又都近似于宾汉姆流变体。因此，在粗集料组成与用量一定的条件下，用新拌砂浆的流变参数反映新拌混凝土的工作性，检测聚羧酸减水剂与水泥适应性的方法更加准确、可靠。
现在使用较多的砂浆实验方法有：微坍落度试验、回转粘度计试验、跳桌试脸和砂桨稠度试验。微坍落度试验、砂桨稠度试验都与砂浆粘度和屈服应力有关，但他们的侧重点不同，所表征的混凝土的工作性的方向也不同，不能全面反映砂浆的工作性。跳桌实验与新拌混凝土工作性的相关度不强，不能更多的反应适应性的诸多方面。回转粘度计对试验条件和试验操作要求很高，且测试范围也较窄，难以满足实际应用的需求。所以急需一种方便快捷的试验方法用以更加全面的反应新拌砂浆的工作性。通过少量的砂浆试验可以调配聚羧酸减水剂的配方、确定减水剂最佳掺量、测评砂浆的泌水倾向(稳定性)及砂浆的屈服应力和塑性粘度。
发明内容
本发明提供了一种测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的方法，具有方法简单、操作方便、测定准确、与混凝土工作性的相关性强，对适应性的反映全面的优点。
本发明的技术方案为：
一种测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)按照实际施工时混凝土中各种原材料的配比来配料：
a、按配方比例将实际施工时混凝土中所用聚羧酸减水剂加入水中搅拌均匀后，倒入水泥胶砂搅拌机的搅拌锅内；
b、同样按配方比例再将实际施工时混凝土中所用的胶凝材料和砂倒入步骤(a)配制好的水中；
c、启动水泥胶砂搅拌机按下列要求进行搅拌：先慢速搅拌58-62秒，然后快速搅拌28-32秒，停止搅拌85-95秒，然后再次快速搅拌58-62秒，制得砂浆；
(2)对聚羧酸减水剂与水泥适应性的测试
将步骤(1)配制好的砂浆用测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的装置来检测，
具体操作如下：
a、将装置中的漏斗的下端口堵住，往漏斗中灌注砂浆；
b、当漏斗注满砂浆时，将漏斗的下端口放开，同时开始计时，记录下漏斗中的砂浆完全流出时所用的时间，称为流动度；
c、从漏斗中流出的砂浆落到下方的玻璃板上摊开，用直尺测量砂浆在玻璃板上停止流动时两个相垂直的直径取平均值，称为扩展度
d、将玻璃板上的砂浆刮到搅拌锅中，盖上湿抹布静置30min后，再次搅拌并按步骤(2)中a，b，c测得砂浆30min的流动度和扩展度。
流动度时间太短，则砂浆稀薄，塑性粘度小，振捣容易发生泌浆分层现象；流动度时间太长，则砂浆太黏，流动性差，流动速度慢，不能满足施工要求。扩展度太小，说明砂浆触变较大，摊铺性和填充性不好；扩展度太大，说明砂浆屈服应力太小，容易发生离析泌水现象。适中的出锅流动度和扩展度且30min流动度和扩展度没有较大损失说明该砂浆使用的水泥与聚羧酸减水剂的适应性良好。
所述的测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的装置包括有铁架台、环形支架、固定于环形支架上的砂浆漏斗、平放在铁架台底座上面的玻璃板，所述的砂浆漏斗的下端面距离玻璃板上表面约5-7mm。
本发明中名词注释如下：
1、减水剂与水泥适应性：是从新拌混凝土工作性的角度评价减水剂与水泥作用效果的一项指标。
2、新拌混凝土：指凝结硬化以前水泥混凝土的拌合料。
3、新拌混凝土的工作性(也称施工和易性)：指水泥混凝士拌和物在不发生离析、泌水的条件下，能够满足系列施工工序(拌和、运输、浇灌、振捣)的性能，主要包含流动性、粘聚性、保水性。
4、屈服应力：是指对应于变形过程某一瞬时进行塑性流动所需的真实应力。
5、塑性粘度：拌合物破坏与恢复处于动平衡时，悬浮的固相颗粒之间、固相颗粒与液相之间以及连续液相内部的内摩擦作用的强弱
本发明与现有技术成果相比，具有如下优点及积极成果：
(1)成本低廉、操作方便，能够快速简单的测定砂浆的流变学特性，能够在一定程度上预测新拌混凝土工作性。
(2)相比于直接拌合混凝土的适配方法，能够节约大量的人力、财力、物力和时间。相比于净浆的测试方法，与新拌混凝土工作性的相关性更好。
(3)相比微坍落度试验方法：本方法中流动度的值能够更加准确的表征砂浆的塑性粘度的大小，反映了混凝土在施工中快速填充模板的能力；砂浆在锥形漏斗中的运动状态在一定程度上模拟了混凝土在泵压送中锥形管和弯管的运动状态，和易性差的混凝土会由于骨料粒子的成拱作用而引起离析，造成堵管。且在经时损失的测定中，流动度的损失更加接近于新拌混凝土的经时损失的变化，而对掺有聚羧酸减水剂的砂浆来说，砂浆的经时损失并不明显，这并不符合新拌混凝土的实际经时损失情况。通过从漏斗下端流出的砂浆，在一定初速和自重作用下，在玻璃板上形成的扩展度的大小和状态，表征了屈服应力的大小和屈服应力与塑性粘度相互作用产生的效果，也反映了新拌混凝土在施工中的摊铺性和填充性。通过适配出一定流动度和扩展度，而不泌水离析的砂浆，就能基本预测该聚羧酸减水剂拌合混凝土的工作性，判断该减水剂与该水泥的适应性。
附图说明
图1是测试聚羧酸减水剂与水泥适应性装置的整体结构示意图。
图中：1、砂浆漏斗2、铁架台底座3、环形支架4、玻璃板5、支杆。
具体实施方式
(1)依照实际施工中混凝配合比中胶凝材料、砂、水和聚羧酸减水剂的用量来确定砂浆配合比，采用实际施工所用胶凝材料和经过5mm筛筛分的实际施工用砂，调配聚羧酸减水剂；具体实施配合比见表1
表1具体实施砂浆配合比
  材料   水泥   粉煤灰   砂   水   聚羧酸减水剂
  用量/g   461   155   1080   228   6.2
(2)采用水泥胶砂搅拌机来拌合砂浆，搅拌的工艺：将6.2g聚羧酸减水剂加入228g水中，然后将水倒入搅拌锅内，再将616g胶凝材料和1080g砂倒入搅拌锅内，先慢速搅拌60s，然后快速搅拌30s，中间间歇90s，然后再次快速搅拌60S的方法；
(3)使用一种测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的装置来检测砂浆(该装置砂浆漏斗上端内口径为80mm，下端内口径为10mm，上部倒圆锥台的高度为300mm，下部圆柱体的高度为40mm，玻璃板尺寸为400mm×400mm)，先将砂浆漏斗的下端口堵住，往漏斗中注满砂浆，然后在放开下端口的同时开始计时，测得砂浆完全从漏斗中流出的时间为32s。从漏斗中流出的砂浆落到下方的玻璃板上形成扩展度，测得砂浆在玻璃板上停止流动时的扩展度为340mm；测得的30min流动度为38s，扩展度为340mm。
(4)流动度时间太小，则砂浆稀薄，塑性粘度小，振捣容易发生泌浆分层现象；流动度时间太大，则砂浆太黏，流动性差，流动速度慢，不能满足施工要求。扩展度太小，说明砂浆触变较大，摊铺性和填充性不好；扩展度太大，说明砂浆屈服应力太小，容易发生离析泌水现象。
通过标定，砂浆的出锅流动度为28～35s，扩展度为330～340mm；30min流动度为28～40s，扩展度为300～340mm时，该聚羧酸外加剂配制的混凝土和易性优良，表明该外加剂与该水泥适应性良好。

Claims (2)

1.一种测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)按照实际施工时混凝土中各种原材料的配比来配料：
a、按配方比例将实际施工时混凝土中所用聚羧酸减水剂加入水中搅拌均匀后，倒入水泥胶砂搅拌机的搅拌锅内；
b、同样按配方比例再将实际施工时混凝土中所用的胶凝材料和砂倒入步骤
(a)配制好的水中，制得胶质材料；
c、启动水泥胶砂搅拌机按下列要求进行搅拌：先慢速搅拌58-62秒，然后快速搅拌28-32秒，停止搅拌85-95秒，然后再次快速搅拌58-62秒，制得砂浆；
(2)对聚羧酸减水剂与水泥适应性的测试
将步骤(1)配制好的砂浆用测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的装置来检测，具体操作如下：
a、将装置中的漏斗的下端口堵住，往漏斗中灌注砂浆；
b、当漏斗注满砂浆时，将漏斗的下端口放开，同时开始计时，记录下漏斗中的砂浆完全流出时所用的时间，称为流动度；
c、从漏斗中流出的砂浆落到下方的玻璃板上摊开，用直尺测量砂浆在玻璃板上停止流动时两个相垂直的直径取平均值，称为扩展度；
d、将玻璃板上的砂浆刮到搅拌锅中，盖上湿抹布静置28-32min后，再次搅拌并按步骤(2)中a，b，c方法测得砂浆30min的流动度和扩展度。
2.根据权利要求1所述的测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的测试聚羧酸减水剂与水泥适应性的装置包括有铁架台、环形支架、固定于环形支架上的砂浆漏斗、平放在铁架台底座上面的玻璃板，所述的砂浆漏斗的下端面距离玻璃板上表面5-7mm。
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