混凝土外加剂适应性试验

水泥与外加剂相容性试验——JC/T1083-2008（水泥与减水剂相容性试验方法）应用术语和定义：•水泥与减水剂相容性：使用相同减水剂或水泥时，由于水泥或减水剂的质量而引起水泥浆体流动性、经时损失的变化程度以及获得相同的流动性减水剂用量的变化程度•基准减水剂：用于评价水泥与减水剂相容性的减水剂•初始Marsh（马歇尔）时间：新拌水泥浆体通过Marsh筒注满200ml烧杯所用的时间•60minMarsh时间：将水泥浆体放置60min后，重新搅拌后注满200ml烧杯所用时间•初始流动度：固定量的新拌水泥浆体的最大扩展直径•60min流动度：将水泥浆体放置60min后，重新搅拌后所测量的最大扩展直径•减水剂饱和掺量点：当Marsh时间不再随减水剂掺量的增加而明显减少时或浆体流动度不再随减水剂掺量的增加而明显增加时所对应的减水剂掺量•流动性经时损失率：经60min后，水泥浆体流动性的损失比率•试验条件实验室温度应保持在20±2℃，相对湿度应不低于50%•仪器设备水泥净浆搅拌机，配备6只搅拌锅圆模：上口直径36mm、下口直径60mm、高度60mm，内壁光滑无暗缝的金属制品玻璃板：直径400mm、厚5mm刮刀、游标卡尺、秒表、天平、烧杯、Marsh筒、量筒•Marsh筒法Marsh筒为下带圆管的锥形漏斗，具体方法为让注入漏斗中的水泥浆体自由流下，记录注满200ml容量筒的时间，即Marsh时间，此时间的长短反映了水泥浆体的流动性•净浆流动度试验将制备好的水泥浆体装入一定容量的圆模后，稳定提起圆模，使浆体在重力作用下在玻璃板上自由扩展，稳定后的直径即流动度，流动度的大小反映了水泥浆体的流动性。Marsh法（基准法）1、用湿布将Marsh筒、烧杯、搅拌锅、搅拌叶片全部润湿。将烧杯置于Marsh筒下料口的下面中间位置，并用湿布覆盖。2、将基准减水剂和约1/2的水同时加入锅中，然后用剩余的水反复冲洗盛装基准减水剂的容器直至干净并全部加入锅中，秤取500±2g水泥，175±1ml水，在5-10S内将水泥加入水中，把锅固定在搅拌机上，以低速搅拌120S，停15S，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌120S的程序制作净浆。Marsh法（基准法）3、将锅取下，用搅拌勺边搅拌边将浆体立即全部倒入Marsh筒内，打开阀门，让浆体自由流下并计时，当浆体注入烧杯达到200ml时停止计时，此时间为初始Marsh时间。4、让Marsh筒内的浆体全部流下，无遗留的回收到搅拌锅内，并密封静置以防水分蒸发。5、清洁Marsh筒、烧杯。6、调整基准减水剂掺量，重复上述步骤，依次测定基准减水剂各掺量下的初始Marsh时间。7、自加水泥起到60min时，将静置的水泥浆体按上述搅拌程序重新搅拌，重复第三条，依次测定基准减水剂各掺量下的60minMarsh时间。净浆流动度法（代用法）1、玻璃板置于工作台上，并保持表面水平。2、用湿布将玻璃板、圆模内壁、搅拌锅、搅拌叶片全部润湿。将圆模置于玻璃板的中间位置，并用湿布覆盖。3、将基准减水剂和约1/2的水同时加入锅中，然后用剩余的水反复冲洗盛装基准减水剂的容器直至干净并全部加入锅中，秤取500±2g水泥，145±1ml水，在5-10S内将水泥加入水中，把锅固定在搅拌机上，以低速搅拌120S，停15S，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌120S的程序制作净浆。净浆流动度法（代用法）4、将锅取下，用搅拌勺边搅拌边将浆体立即倒入置于玻璃板中间位置的圆模内，对于流动性差的浆体要用刮刀进行插捣，使浆体充满圆模，用刮刀将高出圆模的浆体刮除并抹平，立即稳定提起圆模。圆模提起后，应用刮刀将粘附于圆模内壁上的浆体尽量刮下，以保证每次试验的浆体量基本相同，提取圆模1min后，用卡尺测量最长径及其垂直方向的直径，二者的平均值即为初始流动度。5、快速将玻璃板上的浆体用刮刀无遗留的回收到搅拌锅内，并密封静置防止水分蒸发。6、清洁玻璃板、圆模。7、调整基准减水剂掺量，重复上述步骤，依次测定基准减水剂各掺量下的初始流动度值。8、自加水泥60min时，将静置的水泥浆体按上述搅拌程序重新搅拌，重复第4条，依次测定基准减水剂各掺量下的60min流动度值。数据处理1、经时损失率：用初始流动度或Marsh时间与60min流动度或Marsh时间的相对差值表示，反映水泥使用外加剂后随着时间，流动度损失的程度。2、饱和掺入点的确定：以减水剂掺量为横坐标、净浆流动度或Marsh时间为纵坐标做曲线图，然后做两直线段曲线的趋势线，两趋势线的交点的横坐标即为饱和掺量点。3、试验报告应给出水泥品种、生产单位、生产批号、基准减水剂信息、试验方法、饱和掺量点、基准减水剂0.8%掺量下的初始Marsh时间或流动度、基准减水剂0.8%掺量时的经时损失率。4、饱和掺量点越低，经时损失率越小的水泥减水剂适应性越好。•GB/T8077-2000《混凝土外加剂均质性试验方法》•水泥净浆流动度测定使用水泥300g，水87g或105g，使用外加剂厂家推荐剂量的外加剂掺量，搅拌3min，截锥圆模提起后自由扩散30s后测量互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为水泥净浆流动度。•此种方法简单易行，用于快速判断某一水泥与特定减水剂相容性的程度水泥外加剂适应性不良的表现：•外加剂对水泥工作性能改善不明显•混凝土坍落度损失过大或混凝土过于快凝•造成混凝土结构构件更易出现的裂缝影响水泥外加剂适应性的因素1、水泥中四大主要矿物成分C3S、C2S、C3A、C4AF对高效减水剂的吸附能力是不一样的，其吸附顺序C3A＞C4AF＞C3S＞C2S，因而在减水剂掺量相同的情况下，C3A和C4AF含量较高的水泥浆体中，减水剂的分散效果就较差。2、水泥熟料中的碱含量过高(碱含量0.8%)的水泥或碱含量过低(碱含量0.5%)的水泥,也容易与外加剂产生不适应。水泥中碱主要来源于所用原材料,特别是石灰石和粘土。含碱量过高或过低的水泥,在某些品种外加剂加入时,会引起水泥中石膏溶解度变化,使水泥矿物成分C3A水化速率加快,需水量增大,工作度损失也变快。3、石膏的形态和掺量对外加剂影响因素大小依次为硬石膏(工业无水石膏)半水石膏二水石膏，使用硬石膏的水泥需水量大,吸附外加剂量大,外加剂损失量大。硬石膏对木钙类影响更加显著,甚至会出现急凝(假凝)现象，石膏研磨细度不够，会影响石膏的溶解性，从而影响缓凝效果，导致水泥的外加剂适应性不良。因此在水泥粉磨过程中，因磨机温度高，导致二水石膏脱水形成半水石膏，会影响水泥外加剂适应性。4、水泥中混合材的使用对水泥的外加剂适应性有影响，优质粉煤灰、矿渣的掺入能够与水泥的水化产物Ca(OH)2发生二次反应,降低混凝土的碱度,使外加剂与水泥的适应性有所改善。使用过细的粉煤灰,粉磨后比表面积大的煤矸石、火山灰、窑灰，表面会吸附大量的外加剂。同时混合材料的烧失量越高(即含碳量越大),碳粒粗大多孔,容易吸水,吸附外加剂的能力强,使外加剂的掺量增加。5、水泥的细度越细、比表面积越大，对减水剂的吸附量就越多，为达到同样的效果，必然要增加减水剂的用量。6、陈化时间越短，温度越高的水泥，由于带有大量电荷，吸附外加剂的数量多，减水效果差，因此使用刚出磨或出磨温度高的水泥，就会出现减水率低，坍落度损失快的现象。7、混凝土的搅拌时间过短会影响混凝土中的含气量以及混凝土外加剂分散的匀质性，从而影响新拌混凝土的工作性。但如果搅拌速度过快，水泥颗粒表面形成的双电层膜受到剪切力的破坏，影响对外加剂的适应性。8、骨料的含泥量、泥块含量大，大量的粘土细粒会吸收更多的水份，消耗更多外加剂，使新拌混凝土和易性变差，容易离析，坍落度损失大，还影响混凝土强度。9、混凝土配合比不当，砂率不合理，也会增加坍落度的损失。砂率偏小，混凝土也容易离析、爬底，混凝土坍落度损失大；砂率偏大，过多的砂需要更多的水份润湿，使混凝土坍落度变小，也影响混凝土强度；骨料的级配不良，特别是缺少中间粒级的骨料，也容易造成混凝土离析、爬底，混凝土坍落度损失大，影响混凝土质量。10、气温越高，风越大，砼坍落度损失越大。气温高，水泥水化反应快，外加剂的消耗加快，风越大，混凝土水份蒸发越快，加快了水泥颗粒之间的物理凝聚，混凝土坍落度损失越大。夏季气温太高时，可以采取对骨料浇水降温的办法，减小坍落度损失。改善外加剂对水泥适应性的措施•改变外加剂的掺入时间，即采用后掺法或滞水法，这种方法效果比较明显。•适当增加外加剂的掺量，增加混凝土中外加剂残留率也有比较明显的效果。•掺入部分活性掺合料。试验证明具有一定活性的水硬性材料或自硬性材料，在满足一定的技术要求条件下与外加剂同掺，不但节约水泥，改善混凝土工作性，提高混凝土强度，还能改善外加剂对水泥的适应性。参考资料•GB50119-2003混凝土外加剂应用技术规范•GB8076-2008混凝土外加剂•GB/T8077-2000混凝土外加剂匀质性试验方法•JC/T1083-2008水泥与减水剂相容性试验方法