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缓凝剂和早强剂对混凝土性能的影响试验研究

范文

张莎莎

摘 ?????要：针对混凝土抗压强度和凝结时间等性能要求，在混凝土制备中掺入不同量的缓凝剂或早强剂，并对不同掺量下的缓凝剂和早强剂对混凝土性能的影响进行研究。结果表明，掺入0.06%的葡萄糖酸钠缓凝剂后，混凝土在凝结时间、抗压强度和坍落度等方面都有所提高;掺入硫酸钠后，混凝土凝结时间、坍落度有所下降，但抗压强度有所提高。

关 ?键 ?词：缓凝剂;早强剂;混凝土性能

中图分类号：TQ 178 ??????文献标识码： A ??????文章编号： 1671-0460（2019）06-1235-04

Abstract： According to the performance requirements of concrete such as compressive strength and setting time， different amount of retarder or early strength agent is always added into concrete during preparation. In this paper， the influence of retarder dosage and early strength agent dosage on concrete performance was studied. The results showed that the setting time， compressive strength and slump of concrete were improved by adding 0.06% sodium gluconate retarder; while the setting time and slump of concrete were decreased by adding sodium sulfate， but the compressive strength was improved.

Key words： Retarder; Early strength agent; Concrete performance

混凝土是被广泛应用的一种人造石材，而通过掺加适量的缓凝剂、早强剂等外加剂，能够提高混凝土工作性能，优化凝结时间，提高后期抗压强度[1]。本文以具有高流动性、填充性等特点的自密实混凝土作为试验对象，分别选用不同的缓凝剂及早强剂，以不同掺量将其掺入自密实混凝土，以此考察研究缓凝剂和早强剂对混凝土性能的影响，从而为外加剂的应用提供借鉴参考。

1 ?试验部分

1.1 ?试验原材料

试验所用水泥为国产P.O42.5水泥;减水剂为江苏博特公司生产的PCA-Ⅰ型聚羧酸减水剂[2];缓凝剂分别为葡萄糖酸钠、三聚磷酸钠柠檬酸的固体粉末;早强剂为氯化钙、硫酸钠以及三乙醇胺;粗骨料为南宁本地的灰岩块石，破碎加工为粒径 5～20 mm的碎石，级配良好;细骨料为南宁本地出产的中砂，细度模数2.45，含泥量0.5%;水为实验室自来水。部分试验材料的物理指标如表1及表2所示。

1.3.2 ?缓凝剂影响试验

试验以0.04%、0.06%、0.08%等三个不同掺量，分别将葡萄糖酸钠、柠檬酸掺入试验所用混凝土;以0.05%、0.2%、0.3%等三个不同掺量，将三聚磷酸钠掺入试验所用混凝土。然后，根据《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T283-2012）以及《混凝土外加剂》（GB8076-1997）[3-5]，测量考察缓凝剂对试验混凝土扩展度、坍落度、凝结时间等性能的影响情况。最后采用DYE-2000混凝土压力试验机，对试验混凝土的3、7、28 d抗压强度进行考察。

1.3.3 ?早强剂影响试验

以氯化钙、硫酸钠以及三乙醇胺等三种早强剂进行混凝土性能验证试验。其中，氯化钙的试验掺量分别为混凝土中胶凝材料总量的0%、1.5%、2%，硫酸钠的试验掺量分别为混凝土中胶凝材料总量的0.5%、1.5%、2%，三乙醇胺的试验掺量分别为混凝土中胶凝材料总量的0.05%、0.03%、0.15%。根据《水工混凝土试驗规程》（SL352-2006）[6]，测量考察缓凝剂对试验混凝土坍落度、含气量、凝结时间、抗压强度等性能的影响情况。

2 ?结果与讨论

2.1 ?混凝剂对混凝土性能的影响

2.1.1 ?缓凝剂对混凝土扩展度的影响

根据前文所述方法进行试验后，得到表5所示的试验结果。

根据表5所示结果可知：掺入不同缓凝剂后，新拌试验混凝土的扩展度均有所提高，其中以掺入葡萄糖酸钠后的提升效果最为显著，而柠檬酸对混凝土扩展度的提升程度最低。

对比不同掺量条件下的试验数据后可以发现：随着葡萄糖酸钠掺量的增加，新拌试验混凝土扩展度的增长率则逐渐下降;随着葡萄糖酸钠掺量的增加，新拌试验混凝土扩展度的增长率则逐渐下降;柠檬酸掺量增加后，对混凝土扩展度的增长率有略微提升;三聚磷酸钠掺量增加后，混凝土扩展度的增长率也随之提高，但在达到0.1%掺量后开始降低。

2.1.2 ?缓凝剂对新拌自密实混凝土坍落度的影响

掺入不同缓凝剂后，新拌试验混凝土的坍落度均有所提高。其中，葡萄糖酸钠对混凝土坍落度的提高效果受掺量的影响最大，而柠檬酸对混凝土坍落度的提高效果受掺量的影响最小，无较大差异。

2.1.3 ?缓凝剂对自密实混凝土凝结时间的影响

在湿度30%，温度30 ℃的试验条件下，测得掺入不同掺量的葡萄糖酸钠、柠檬酸以及三聚磷酸钠后的混凝土凝结时间，如表6所示。

根据表6所示的试验数据可知：与无缓凝剂的混凝土相比，掺入3种不同缓凝剂后，混凝土的初凝时间以及终凝时间均有所延长，并且混凝土的凝结时长也有所增加。

对比试验数据后发现，3种不同缓凝剂对混凝土凝结时间的影响程度有较大差异。其中，葡萄糖酸钠对混凝土初凝时间的影响最大，在掺量为0.06%条件下，效果最为明显;而三聚磷酸钠在掺量为0.05%时，对混凝土凝结时间的影响程度最低。

2.1.4缓凝剂对自密实混凝土抗压强度的影响

不同掺量条件下，3种缓凝剂对自密实混凝土抗压强度的影响如表7所示。

从表7可以看到：在7 d以前，掺入0.06%葡萄糖酸钠与掺入0.08%的葡萄糖酸钠的混凝土抗压强度高于未掺入缓凝剂的混凝土抗压强度;而其他掺量条件下掺入3种缓凝剂后，混凝土抗压强度低于未掺入缓凝剂的混凝土抗压强度。在7 d以后，掺入三种不同缓凝剂后的混凝土抗压强度均高于未掺入缓凝剂的混凝土抗压强度。

2.2 ?强剂对混凝土性能的影响试验

2.2.1 ?早强剂对混凝土坍落度的影响

氯化钙、硫酸钠以及三乙醇胺在不同掺量条件下对混凝土坍落度的影响实验结果如图1中所示。

根据图1所示试验结果可知：掺入不同早强剂后，掺量越大则混凝土坍落度越低。其中，掺入硫酸钠后的混凝土坍落度变化最大。

2.2.2 ?早强剂对混凝土凝结时间的影响

氯化钙、硫酸钠以及三乙醇胺等三种早强剂对混凝土凝结时間的影响试验结果如图2所示。

图3所示的试验结果表明：随着早强剂掺量的增加，对混凝土凝结时间的影响呈下降趋势。三种早强剂对混凝土凝结时间影响大小的关系为：硫酸钠>氯化钙>三乙醇胺。

2.2.3 ?早强剂对混凝土抗压强度的影响

在不同掺量条件下，氯化钙、硫酸钠以及三乙醇胺等三种早强剂对混凝土 7、28、90 d三个龄期的抗压强度的影响试验结果如图3所示。

从图3中所示的试验结果可以看到：将三种早强剂单独掺入混凝土后，混凝土抗压强度均大于未掺入早强剂的混凝土抗压强度。

3 ?结论

本文通过试验研究，最终得出以下几点结论：

（1）在湿度30%，温度30 ℃的试验条件下，通过掺入葡萄糖酸钠能够延长混凝土的凝结时间，其最佳掺量为0.06%;

（2）掺入缓凝剂后，混凝土早期抗压强度有所下降，而28 d后则会显著增加，葡萄糖酸钠的影响效果尤为明显，其最佳掺量为0.06%;

（3）掺入缓凝剂后，混凝土坍落度有0～25 mm程度的增加;

（4）掺入早强剂后，混凝土坍落度、含气量以及凝结时间均有所下降，硫酸钠对混凝土坍落度、含气量以及凝结时间等性能的影响程度最大;

（5）掺入早强剂后，混凝土抗压强度均有所提升，而硫酸钠对混凝土抗压强度的提升效果最大。

参考文献：

[1]朱效甲，朱玉杰，朱效涛，刘念杰，张秀娟，朱效兵，朱燕凤，刘蓉梅. 改性材料对硫铝酸盐水泥性能的影响[J]. 福建建材，2018（04）：4-7.

[2]朱效甲，朱玉杰，朱效涛，刘念杰，张秀娟，朱效兵，朱燕凤，刘蓉梅. 改性材料对硫铝酸盐水泥性能的影响[J]. 建材技术与应用，2018（01）：1-5.

[3]赖洋羿，张琦彬，唐军务. 超早强水泥基水下灌浆料的研制[J]. 新型建筑材料，2018，45（03）：114-117+129.

[4]丁庆军，李宏斌，黄遵鹏. 早强微膨胀道路快速修补水泥基材料的研究[J]. 混凝土，2018（09）：81-84.

[5]阳知乾，刘建忠，张丽辉，沙建芳，徐海源，韩方玉. 早强型高延性水泥基复合材料制备及其性能研究[J]. 施工技术，2018，47（20）：15-18.

[6]张丰，白银，蔡跃波，杜杰贵，宁逢伟. 混凝土低温早强剂研究现状[J]. 材料导报，2017，31（21）：106-113.

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