氯化鈣（gài）中葡萄糖酸鈉摻量對混凝土性能的影響

氯化鈣中葡萄糖酸鈉（nà）摻量對混凝土性能的影響

     近（jìn）年來，由於高層、超高層（céng）建築工程的建設，已不能由傳統混凝土的施工技（jì）術滿（mǎn）足其施工要求，發達（dá）國家泵送（sòng）混凝土的使用（yòng）已非常（cháng）普遍，我國京（jīng）津地區較為廣泛（fàn）地使（shǐ）用了泵送混凝土，其他地區泵送混凝（níng）土所占比例也逐（zhú）年增大，因此，減水劑和氯化鈣（gài）等外加劑（jì）在工程中應用越來越廣。但摻加外加劑後，混凝土的坍落度損失比未摻外加劑前更加嚴（yán）重，尤其是摻加高效減少劑（jì）後混凝土的坍落度（dù）隻能保持十幾分鍾到半小時，給施工造成了困（kùn）難， 這（zhè）個問題在（zài）商品混凝土和泵送混凝土中（zhōng）尤為突出。各國學者做了大量工作，取得了一些成果。在（zài）這些成果中，通常采用的技術（shù）路線有兩類，一（yī）類是外加（jiā）劑摻加方法，另一（yī）類是複合緩凝劑（jì）。高效減水劑與緩凝劑複合以解決坍落度損失（shī）的方法已被普遍接受，該方法的理論基礎是延緩水泥早期水化產物的（de）形成達到抑製坍落度損失。

     一般情況下，氯化鈣由（yóu）高效減水劑，緩凝劑，引氣劑，助泵劑組成，可作緩凝劑的（de）物質主要有羥基羧酸類物質、多羥基碳水化合物、木質素（sù）磺酸鹽和腐植（zhí）酸類減水（shuǐ）劑以及無機化合（hé）物國內應用較多的緩（huǎn）凝劑是糖蜜減水劑和木質素磺酸鈣（gài）減水劑。但也存在問題。水泥執行ISO 標準後，水泥（ní）細度增大（dà），但與木鈣和糖等緩凝劑適應差，由（yóu）於對羥基羧酸類緩凝劑的（de）研究和（hé）應用不多， 需要加大對該類緩凝劑的重視。羥基羧酸類緩凝劑包括有檸檬酸和（hé）葡萄糖酸鈉等，其中，葡（pú）萄糖酸鈉與高效減水劑複合使（shǐ）用可以延緩混凝土的（de）凝結時間，減少坍落度損失，提高混凝土的強（qiáng）度。但有些工程為了施工需要超摻緩凝減水劑，造成質量隱患。故本文選用羥基羧酸類緩凝劑葡萄糖酸鈉（GNa），研究其不（bú）同（tóng）摻量對混凝（níng）土性能的影響。

2 試驗材（cái）料和試驗方法

2.1 試驗原材料及配合比

2.1.1 原材料

     （1）氯化鈣（gài）：KDNOF-1 高效萘係減水劑（山西凱迪），氨基磺酸（suān）鹽（yán）係（xì）減（jiǎn）水劑（jì）（西安（ān）隆生），葡萄糖酸鈉（工業級），十二烷基苯磺酸鈉（工業級）；

     （2）水泥：32.5 級普（pǔ）通矽酸鹽水泥冀東水泥廠（chǎng）；

     （3）卵石：粒徑5 mm ～31.5mm；

     （4）砂：中砂，細度模數2.6～2.9 的（de）中砂；

     （5）礦物摻合料：Ⅱ級分選粉煤灰；

     （6）水：飲用自（zì）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（huà）鈣：8.2 kg/m3（按總膠凝材料的2％計），其中，萘係減水劑占氯化（huà）鈣的30％，氨基磺酸鹽係減（jiǎn）水劑占25％，十二烷基苯磺酸鈉占（zhàn）0.3％，其餘（yú）的為葡萄（táo）糖酸鈉。隻改變葡萄糖酸鈉的（de）摻量，其餘（yú）外加劑的（de）摻量不變。

     水灰比：0.43。

2.2 緩凝劑的摻量

     緩凝劑和緩凝減水（shuǐ）劑一般都具有一個（gè）適宜的摻量範圍。在這個範圍內，隨著緩凝劑（jì）摻量增加，緩凝作用增強，混凝土後期強度也不會有明顯（xiǎn）的降低，甚至會略有提高。但在混凝（níng）土工程實際應用中，如果混凝土攪拌（bàn）不均，係統計（jì）量故障或操作異常都（dōu）可能（néng）引起緩凝劑過量（liàng），過量緩凝劑會引起不正常凝結，同時會對混凝土強度產生（shēng）不利（lì）影響。氯化（huà）鈣中，使（shǐ）用葡萄糖酸鈉作緩凝組（zǔ）分以控製混凝土坍落度損失，摻量一般為膠凝材料的0.03%～0.05%。但是，在實踐中，有時使用該（gāi）摻量仍然無法控製（zhì）坍落度損失（shī），外加劑廠常將摻量提高，有時甚（shèn）至超過膠凝材（cái）料的（de）0.1%。本文主要研究超摻葡萄糖酸鈉對混凝土凝結（jié）時間及強度的影響，從而獲得該類緩凝劑的合適摻量及摻量上限，以避免因過度超摻葡萄糖酸鈉（nà）而出現工程事故。故作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 試驗方（fāng）法

     混凝土坍（tān）落（luò）度及（jí）損失試驗（yàn）：初（chū）始坍落度測出後，將所剩混凝土料裝入塑料筒（tǒng）(箱)中，表麵用塑料編（biān）織袋覆蓋，供下（xià）次測坍落度用，經一定時間測出此時的坍（tān）落度值，此值與（yǔ）初始坍落度之差即為此時的（de）坍落度損失值。按照GB8076 - 1997 的規定（dìng）進行。

     混凝（níng）土凝結時間試驗按照GB8076 - 1997 的（de）規定進行。混凝土強度試驗按照GB8076 - 1997 的規定進行。

3 試驗結果及分析（xī）

3.1 混凝土坍（tān）落度經（jīng）時變化（huà）

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

     在一定水灰比的情況下（xià），隨著葡（pú）萄（táo）糖酸（suān）鈉摻量的增加，表1中（zhōng），混凝土的坍落度經時（shí）損失降低甚至不損失（shī）。這表明葡萄糖酸鈉有增（zēng）塑性。

3. 2 混（hún）凝土的凝（níng）結時間及強度

     不同摻量的葡萄糖酸鈉（nà）對（duì）混凝土凝結時間、強（qiáng）度（dù）的影響如表2（葡萄糖酸鈉對（duì）混凝土（tǔ）凝結時間的影響），表3（葡（pú）萄糖酸鈉對混凝土（tǔ）強度的影（yǐng）響）。       

     隨（suí）著葡（pú）萄糖酸鈉摻量的增加，混凝土的凝結時間（jiān），無論初凝時（shí）間還是終凝時間都（dōu）有所延長。摻量0.15％3d時甚至還未終凝。

     如表3 所（suǒ）示，對於混凝土的強度，葡萄糖（táng）酸鈉有一個最佳摻量值。3 d 時，摻量（liàng）為（wéi）0.05％時強度最大，7d、28d 及（jí）60d 時，均為（wéi）摻量0.07％時強度最大（dà）。低摻量緩凝劑主要影響3 d 以前早期強度，而（ér）對3 d 以後的強度影響則較小；當超摻緩凝劑時（shí），不僅影響3 d 以前早期強度，對（duì）3 d 以後的強（qiáng）度（dù）影響也較（jiào）大。當增加葡糖糖酸（suān）鈉的摻量時，混凝土的強度有所提高，但當超過最佳摻量時混凝（níng）土的強度會降低。

3.3 緩（huǎn）凝機理

     緩凝（níng）劑對水（shuǐ）泥緩凝的理論主要包括吸附理論、生成絡鹽理論、沉（chén）澱理論和控製CH(OH)2 結晶生（shēng）長理論。但由於緩凝劑的種類（lèi）繁多，其作用機理十分複雜，至今尚無一種比（bǐ）較完善的（de）解釋理論[7]。過（guò）量（liàng）緩凝劑與水泥作用時發生的超時（shí）緩凝在作用機理方（fāng）麵（miàn）與（yǔ）一般緩凝劑的緩凝作用機理無本質的區別，隻是往往由於緩凝劑的摻量很高，新拌混凝土（tǔ）液相內緩凝劑的剩餘含量很高。無論是吸附理論（lùn）、沉澱理論，還是控製CH(OH)2 結晶生（shēng）長理論都認為（wéi），這時水泥水化都需要克服更大的能壘，所以往往需要一個（gè）比較長（zhǎng）的時間，甚至水泥（ní）水（shuǐ）化完全停止，凝結最終無法（fǎ）完成，從（cóng）而（ér）產生（shēng）不凝現象。這對（duì）工程來說是相當危險的，將導致嚴重的工程質量事故。

4 結論

     a. 葡萄糖酸鈉具有明顯的輔助塑化效應，在一定範圍內提高葡萄糖酸（suān）鈉摻量，可有效（xiào）減小混凝（níng）土（tǔ）坍落度（dù）經時損失；

     b. 葡（pú）萄糖酸鈉摻（chān）量和市摻量為0.03%～0.07%，在此範圍內，適（shì）當提高葡（pú）糖酸鈉摻量，在相同水（shuǐ）灰比的情況下，還可提高（gāo）混凝土後期強度；

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