氯化鈣中葡萄糖酸鈉摻量對混（hún）凝土性能的影響

氯化鈣中葡萄糖酸鈉（nà）摻量對混凝土性能的影響

     近年來，由於高層、超高層建築工程的建設，已不能由傳統混凝土（tǔ）的施工技術滿足其施工要求，發達國（guó）家泵送（sòng）混凝土的使用已非常普遍，我國京津（jīn）地區較為廣泛地使用（yòng）了泵（bèng）送混凝土，其他（tā）地區泵（bèng）送混凝土所占比例也逐年增（zēng）大，因此，減水劑和氯化鈣等外加劑在工程中應用越來越廣。但（dàn）摻加外加劑後，混凝土的坍落度損失比未摻外加劑前更加嚴重，尤其是摻加高效減少劑後混凝土的坍落度隻能保持十幾（jǐ）分鍾（zhōng）到半（bàn）小時，給施工造成了困難， 這個問題在（zài）商品（pǐn）混凝土和泵送混凝土中尤為突出。各國（guó）學（xué）者（zhě）做了大量（liàng）工（gōng）作，取得了（le）一些成果（guǒ）。在這些成果中，通常采用的技術路線有兩類，一類是外加劑摻加方法，另一類是複合緩凝劑。高效減水劑與緩凝劑複合以解決坍落度損失的方法已被普遍接受，該方法（fǎ）的理論基礎是延（yán）緩水泥早期（qī）水化產物的形（xíng）成達到抑製坍落度損失。

     一般情況下，氯化鈣由高效減水劑，緩凝（níng）劑，引氣劑（jì），助泵（bèng）劑組成，可作緩凝劑（jì）的物質主要有羥基羧（suō）酸類（lèi）物質、多羥基碳水化（huà）合物、木質素磺酸鹽和腐植（zhí）酸類減水劑以及無機化合物國內應用較多的緩凝劑是糖蜜減（jiǎn）水劑和木質素磺酸鈣（gài）減水（shuǐ）劑。但也存在問題。水泥執行ISO 標準後，水泥細度增大，但與木鈣和糖等（děng）緩凝劑（jì）適應差，由於對羥基羧酸類（lèi）緩凝劑的研究和應用不多， 需要加大對該類緩凝劑的重視（shì）。羥基羧酸類（lèi）緩凝（níng）劑包括有檸檬酸和葡萄糖酸鈉（nà）等，其中，葡萄糖酸鈉與高效減水（shuǐ）劑複合使用可以延緩混（hún）凝（níng）土的凝結時間，減少（shǎo）坍落（luò）度損失，提高混凝土的強度。但有些（xiē）工程為了施工需要超摻（chān）緩凝（níng）減水劑，造成質量隱（yǐn）患（huàn）。故本文選（xuǎn）用羥基羧酸類（lèi）緩凝劑葡萄糖酸鈉（GNa），研究其不同摻（chān）量對混凝（níng）土性能的（de）影響。

2 試驗材料和試驗方法

2.1 試驗原材料及配合比

2.1.1 原材（cái）料

     （1）氯化鈣：KDNOF-1 高效萘係減水劑（山西（xī）凱迪），氨基磺酸鹽係減水劑（西安隆生），葡萄糖（táng）酸鈉（工業級），十二烷基苯磺酸（suān）鈉（工業級）；

     （2）水泥：32.5 級普通矽酸鹽水泥冀東水泥廠；

     （3）卵石：粒徑5 mm ～31.5mm；

     （4）砂：中砂，細度模（mó）數2.6～2.9 的中砂；

     （5）礦物摻合料：Ⅱ級分選粉煤灰；

     （6）水（shuǐ）：飲用自來水。

2.1.2 配合比

     水泥：350kg/m3；

     砂子：715 kg/m3；

     石子：1118 kg/m3；

     粉煤灰：60 kg/m3；

     氯化鈣：8.2 kg/m3（按總膠凝材料的（de）2％計），其中，萘係減水劑占氯化鈣的30％，氨基磺酸鹽係減水劑占25％，十二烷基苯磺酸鈉占（zhàn）0.3％，其餘的為葡萄糖酸鈉。隻改變葡萄糖酸鈉的摻量，其（qí）餘外加（jiā）劑的摻量不變。

     水灰比：0.43。

2.2 緩凝劑的摻量

     緩凝劑（jì）和緩凝減水劑一般都（dōu）具有（yǒu）一個適宜的摻量範圍。在這個範（fàn）圍（wéi）內，隨著緩（huǎn）凝劑（jì）摻量增加（jiā），緩凝作用增強，混凝土後期（qī）強度也不會有明顯（xiǎn）的降低，甚至會略有提高。但在混凝土（tǔ）工程實際應用中，如果混凝（níng）土（tǔ）攪拌不均，係統計量（liàng）故障或操作異常都可能引起緩凝劑（jì）過量，過量緩凝劑（jì）會引起（qǐ）不正（zhèng）常凝結，同時會（huì）對混凝土強度產生不利影響。氯化鈣（gài）中，使用葡萄糖酸鈉作緩凝組分以控（kòng）製混凝土坍落度損（sǔn）失，摻量一般為膠凝材料（liào）的0.03%～0.05%。但是，在（zài）實踐中，有時使用該摻量仍然無法控製坍落度損失，外加劑廠常將摻量提高，有時甚至超過（guò）膠凝材料的0.1%。本文主要研（yán）究超摻葡萄糖酸鈉對混凝土凝結時間及強度的影響，從而獲得該類緩凝劑的合（hé）適摻量（liàng）及摻量上限，以避免因過度超摻葡萄糖酸（suān）鈉而出現工程事故。故作（zuò）者選用了葡萄糖酸鈉的五個摻量(0.03％、0.05％、0.07％、0.1％、0.15％)。

2.3 試驗（yàn）方法

     混凝土坍落度及損失（shī）試（shì）驗：初始坍落度測出後，將所剩混凝土料裝入塑料筒(箱)中，表麵用塑料編織袋覆蓋，供下次測坍落度用，經一定時間測出此時的坍落度值（zhí），此值與初始坍落度之差即為此時的坍（tān）落度損失值。按照GB8076 - 1997 的規定進行。

     混凝土凝結時（shí）間試驗按照GB8076 - 1997 的規定進行。混（hún）凝土強度試驗按照GB8076 - 1997 的規定進行。

3 試驗（yàn）結果及分析

3.1 混凝土坍落度經時變化

     不同摻量的葡萄糖酸（suān）鈉（nà）對混凝土坍落度及損失的影響（xiǎng）。

     在一定水灰比的情況下（xià），隨（suí）著葡萄糖酸鈉摻量的增加，表1中，混凝土的（de）坍落度經時損（sǔn）失降低甚至不損失。這表明葡萄糖（táng）酸（suān）鈉有（yǒu）增（zēng）塑性。

3. 2 混凝土（tǔ）的凝結（jié）時（shí）間及強（qiáng）度

     不同摻（chān）量（liàng）的葡萄糖酸鈉對混凝土凝結時間、強度（dù）的影響如表2（葡萄糖酸鈉對混凝土凝結時間的影響），表3（葡萄（táo）糖酸鈉對混凝土強度的影響）。       

     隨著葡萄糖酸鈉摻量的增加（jiā），混凝土的凝結時間，無論初凝時間還是終凝時間都有所（suǒ）延長。摻量0.15％3d時甚至還未終凝（níng）。

     如表3 所示，對於混凝土的強度，葡萄糖酸鈉有一個最佳摻量值。3 d 時，摻量為0.05％時強（qiáng）度最大，7d、28d 及60d 時，均為（wéi）摻量0.07％時強度最（zuì）大。低摻量緩凝劑主要影響3 d 以前早期強度，而對3 d 以後（hòu）的強度（dù）影響則（zé）較小；當（dāng）超摻緩凝劑時，不僅（jǐn）影響3 d 以前（qián）早期強度，對（duì）3 d 以後（hòu）的（de）強度影響也較（jiào）大。當增加（jiā）葡糖糖酸鈉的摻量時，混凝土的強度有所提高，但當超過最（zuì）佳（jiā）摻量（liàng）時混凝土（tǔ）的強度會降低。

3.3 緩凝機理

     緩凝劑（jì）對水泥緩凝的理論主（zhǔ）要包括吸附理論、生成絡鹽理論、沉澱理論和控製CH(OH)2 結晶生長理論。但由於緩凝劑（jì）的種類繁多，其作用機理十分複（fù）雜，至今尚無一（yī）種（zhǒng）比較完善的解釋理論[7]。過量緩凝劑（jì）與水泥作用時發生（shēng）的超（chāo）時緩凝在作用（yòng）機理方麵與一般緩凝劑的（de）緩凝作用機理無本質的（de）區別，隻是往往由於緩凝劑的摻量很（hěn）高，新拌混凝土液相內緩凝劑（jì）的剩餘含量很高。無論是吸附理論、沉澱理論，還是控製CH(OH)2 結晶生長理論都認為，這時（shí）水泥水化都需要克服更大的（de）能（néng）壘，所以往往需要一個比較（jiào）長的（de）時間，甚至水泥水化（huà）完全停止，凝結最終無法完成，從而產生不凝現象。這對工程來說是相（xiàng）當危險的，將導致（zhì）嚴重（chóng）的工程質量事故。

4 結論

     a. 葡萄糖酸鈉具有明顯的輔（fǔ）助塑（sù）化效應，在一定範（fàn）圍內提高葡萄糖酸鈉摻量，可有效減小混凝土坍落度經時損失；

     b. 葡萄糖酸鈉摻量（liàng）和（hé）市摻量為0.03%～0.07%，在此範圍內，適當提高葡糖酸鈉摻量，在相同水灰比的情況下（xià），還（hái）可提高混凝土後期強度；

     c. 當（dāng）葡萄糖酸鈉摻量超過0.1%後，也即當（dāng）混凝土終凝時間接近2d 後，混凝土強度，特別是後期強度會大幅（fú）度降低。