混凝土外加劑快速檢測方法的研究——基于杭甬客運(yùn)專線工程試驗(yàn)

摘要：結(jié)合大量的混凝土工程施工，總結(jié)混凝土原材外加劑檢測試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對混凝土外加劑原材料的物理、力學(xué)及化學(xué)性能進(jìn)行測試。試驗(yàn)結(jié)果表明采用一種新型試驗(yàn)檢測方法，并用行星式砂漿攪拌機(jī)檢測混凝土外加劑的減水率、含氣量、抗壓強(qiáng)度比，相對原有的傳統(tǒng)的外加劑檢測方法，其各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到GB8076-1997《混凝土外加劑》的要求。而且省時(shí)、省力、簡單、節(jié)約成本。

關(guān)鍵詞：外加劑；水泥膠砂；試驗(yàn)檢測

混凝土外加劑是一種成分復(fù)雜的混凝土添加材料，在凝土中摻入外加劑能顯著改善混凝土和易性、調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間、增加強(qiáng)度及提高耐久性，但使用不當(dāng)也會帶來質(zhì)量事故。同時(shí)使用者應(yīng)根據(jù)外加劑的特點(diǎn)，結(jié)合使用目的，如節(jié)約水泥，改善混凝土性能，加快模板周轉(zhuǎn)等綜合指標(biāo)來考慮，即通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較來確定外加劑的使用品種。在外加劑品種確定后，摻量應(yīng)根據(jù)使用要求、施工條件、混凝土原材料的變化進(jìn)行調(diào)整。因?yàn)槭┕r(shí)稍有不慎，就會導(dǎo)致混凝土性能和灌注質(zhì)量不能滿TB10424《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》要求，影響混凝土質(zhì)量，本研究通過大量的試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)，提供了一種既省時(shí)、省力，又簡單、節(jié)約成本的研究成果，并確保外加劑檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

1試驗(yàn)部分

1.1膠砂拌制工藝參數(shù)的確定 

本研究選取膠砂用行星攪拌機(jī)攪拌，其具有攪拌效率高、攪拌能力強(qiáng)、均勻性好等特點(diǎn)。根據(jù)行星攪拌機(jī)，應(yīng)符合JC/T681要求，1.2材料的選定 試體是由按質(zhì)量計(jì)的一份水泥、三份中國ISO標(biāo)準(zhǔn)砂，用0.5的水灰比拌制的一組塑性膠砂制成。

1.1.2高速攪拌時(shí)間的選定 

攪拌：把水加入鍋內(nèi)，再加入水泥。然后立即開動(dòng)機(jī)器，低速攪拌30s后，均勻的將砂子加入。停拌90s后，用一膠皮刮具將葉片和鍋壁上的膠砂，刮入鍋中間，在高速攪拌60s。

1.2減水方法的確定 

1、外加劑減水試驗(yàn)表明，外加劑減水率不可能一次確定，要根據(jù)優(yōu)選法進(jìn)行調(diào)試；首先，進(jìn)行基準(zhǔn)膠砂試驗(yàn)，配合比是：水泥450±2g、標(biāo)準(zhǔn)砂1350±5g、水225±1g，由此測定膠砂標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展度，一般是32cm， 2、根據(jù)外加劑合格證提供減水率進(jìn)行驗(yàn)證，及減水率是26%時(shí)，測定減水率配合比是水泥450±2g、標(biāo)準(zhǔn)砂1350±5g、水（225-225*26%），測定新拌膠砂標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展度，達(dá)到22cm時(shí)判斷準(zhǔn)確，或者最少進(jìn)行三次測定，減水率用內(nèi)插法求的。 3、制作膠砂3天、7天、28天試件，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度對比試驗(yàn)。4、減水率按下列公式計(jì)算：W_R=（W₀-W₁）/W₀×100%式中 WR——減水率%； W_O——基準(zhǔn)膠砂單位用水量Kg/m³;及225±1gW1——摻外加劑膠砂單位用水量Kg/m³;

1.3方法概要

1.3.1本方法為40mm×40mm×160mm棱柱實(shí)體的水泥抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度測定。

1.3.2膠砂用行星攪拌機(jī)攪拌，在振實(shí)臺上成型。

1.3.3試體連模一起在濕氣中養(yǎng)護(hù)24h,然后脫模在水中養(yǎng)護(hù)至強(qiáng)度試驗(yàn)。

1.3.4到試驗(yàn)齡期時(shí)將試體標(biāo)養(yǎng)箱從水中取出，先進(jìn)行抗折試驗(yàn)，折斷后每截在進(jìn)行抗壓強(qiáng)度比對試驗(yàn)。

1.4環(huán)境要求 

1.4.1試體成型實(shí)驗(yàn)室的溫度應(yīng)保持在20℃±2℃，相對濕度應(yīng)不低于50%。

1.4.2試體帶模養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)箱或霧室溫度保持在20℃±1℃，相對濕度應(yīng)不低于90%。

1.4.3試體養(yǎng)護(hù)池水溫度應(yīng)在20℃±1℃范圍內(nèi)。

1.4.4養(yǎng)護(hù)室空氣溫度和相對濕度至少每4h記錄一次，在自動(dòng)控制的情況下記錄次數(shù)可以酌減至一天記錄二次。

1.5設(shè)備要求 

1.5.1行星攪拌機(jī)，應(yīng)符合JC/T681要求。

1.5.2試模由三個(gè)水平是模槽組成，可同時(shí)成型三條截面為40mm×40mm×160mm的棱形試體，其材質(zhì)和尺寸應(yīng)符合JC/T726要求。在組裝備用的干凈模型時(shí)，應(yīng)用黃干油等密封材料涂覆模型的外接縫。拭模的內(nèi)表面應(yīng)涂上一薄層模型油或機(jī)油。成型操作時(shí)，應(yīng)在拭模上面加有一個(gè)壁高20mm是金屬模套。

1.5.3一個(gè)播料器和一金屬刮平尺。

1.5.4振實(shí)臺應(yīng)符合JC/T682要求。

1.5.5抗折強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合JC/T724要求。 

2 規(guī)范中減水率的試驗(yàn)方法 

在我國現(xiàn)行國標(biāo)《混凝土外加劑》（GB8076）中規(guī)定，測定減水率的試驗(yàn)方法是：按《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)混凝土配合比，配制摻外加劑與不摻外加劑的混凝土，兩種混凝土坍落度均要求達(dá)到（80±10）mm，減水率為坍落度基本相同時(shí)，摻外加劑混凝土和不摻外加劑基準(zhǔn)混凝土單位用水量之差與不摻外加劑基準(zhǔn)混凝土單位用水量的百分比。

基準(zhǔn)配合比參數(shù)

其中要求砂符合GB/T14684細(xì)度模數(shù)2.6—2.9，石子符合GB/T14685粒徑5mm—20mm（圓孔篩），而且石子中粒徑為5mm—10mm占40%，10mm-20mm占60%。減水率按下式計(jì)算：

W_R=（W0-W1）/W0×100%式中

W_R——減水率%；

W_O——基準(zhǔn)混凝土單位用水量Kg/m3;W₁——摻外加劑混凝土單位用水量Kg/m³;

規(guī)范中采用的方法，試驗(yàn)結(jié)果精確。但由于采用材料不同，水泥是單價(jià)極高的標(biāo)準(zhǔn)水泥，砂及碎石要精心準(zhǔn)備篩選，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。而且坍落度存在一定的誤差，受人為因素影響較大。所以我們試驗(yàn)室在日常工作中嘗試用水泥膠砂方法檢測減水率，這種方法可以避免許多產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)。

3結(jié)果與討論

3.1減水率對比

3.2抗壓強(qiáng)度比對比

由表中可以看出，膠砂測的結(jié)果和GB8076測的結(jié)果相對誤差均小于4%，當(dāng)誤差大于6%時(shí)，外加劑可以判定和水泥不適應(yīng)。檢測結(jié)果有效。

3.3本方法的優(yōu)點(diǎn)

3.3.1試驗(yàn)直觀性強(qiáng)，工作量小，測定結(jié)果迅速，當(dāng)外加劑和水泥不適應(yīng)時(shí)可以有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.3.2本方法特別適應(yīng)于外加劑的選擇試驗(yàn)及外加劑的摻量試驗(yàn)。

3.3.3本方法可以直觀測定外加劑的抗壓強(qiáng)度比。

3.3.4本方法可以節(jié)約大量的昂貴的標(biāo)準(zhǔn)水泥，和標(biāo)準(zhǔn)砂。

4 結(jié)論

4.1本方法和GB8076測定的外加劑減水率結(jié)果誤差一般小于5%以內(nèi)。

4.2當(dāng)外加劑對水泥不適用時(shí)混凝土坍落度損失較大，該方法可以極大的降低試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4.3本方法對工程選用外加劑品種或是水泥品種，以及外加劑的測量，以及水泥摻合料的選用，使用該方法是一種快捷快速的方法。

4.4現(xiàn)在混凝土均是高性能混凝土，混凝土中摻合料已經(jīng)成為混凝土耐久性必須條件，測定外加劑減水率往往考慮的是膠材，而不是單純的水泥，所以當(dāng)混凝土坍落度損失過快時(shí)，GB8076的方法不能準(zhǔn)確測定外加劑減水率，以及膠砂不能測定擴(kuò)展度時(shí)，此時(shí)可以明確斷定，水泥、摻合料、外加劑三者不匹配。需要更換其中一種材料。

參考文獻(xiàn)

[1]《混凝土外加劑》GB8076-1997

[2]《普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB50080-2002[3]《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011

[4]《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》TB10424-2010