摘要：本文对商品混泥土的原材料与试验方法进行了分析，从而得到试验结果，且对增稠剂的应用进行了探讨。
关键词：增稠剂；商品混凝土；试验
随着天然河砂资源的日益减少，机制砂作为一种新型混凝土细骨料得到了广泛应用，然而受到母岩原材料品质与生产机械设备的影响，机制砂品质不够稳定，存在细度模数偏大、颗粒级配不良、含粉量较高等问题，导致配制的商品混凝土拌合物保水性差，产生泌水、离析等不良现象，从而要求混凝土外加剂须具有更优的综合性能。为了解决这些问题，可以通过降低混凝土水胶比和增大浆体液相的黏度来获得混凝土中浆体的稠度。由于降低水胶比通常会引起混凝土粘度过大导致工作性能较差，并且成本较高。因此，通过调整增稠剂来改善混凝土粘度是一种简单有效方法。
增稠剂是由较高化学活性的矿物质复合而成的一种表面活性剂，其活泼的化学活性，可改善混凝土浆体的流体性能，能进一步分散水泥颗粒空隙间的水分，提高浆体的保水性与粘聚性。目前，市场上可选用的增稠剂品种繁多，主要有无机类、纤维素类、聚丙烯酸酯与缔合型聚氨酯四大类增稠剂。本文主要讨论了纤维素类与聚丙烯酸类增稠剂对商品混凝土工作性能的影响，对增稠剂在混凝土外加剂中的应用具有一定指导意义。
1原材料与试验方法
1.1原材料与配合比
水泥采用闽福牌P.O42.5级水泥，粉煤灰采用Ⅱ级灰，两者胶凝材料的主要化学成分如表1所示。砂子采用细度模数为2.7的中砂。石子采用碎石，尺寸为5~31.5mm的连续级配，其针片状含量为4.5%，压碎指标为4%。混凝土外加剂采用福建某外加剂厂家生产的聚羧酸系高性能减水剂，其浓度为10%。纤维素类增稠剂是水溶性羧甲基纤维素，聚丙烯酸类增稠剂是水溶性聚丙烯酸类增稠剂。
1.2试验方法
现场试验人员随即抽取各类组成物料，并对水泥、粉煤灰等组成物料的质量和参数进行检验，确定符合商品混凝土的制备要求后，根据试验需要将这些物料分成若干份，以备使用。然后在实验室环境下，按照设计的配合比，将各类物料按序加入到搅拌器中，充分进行搅拌。由于使用增稠剂后，会改变商品混凝土的流变性，因此用流变性作为衡量增稠剂对商品混凝土性能影响的主要指标。混凝土的参数中，比较直观进行测量的参数有坍落扩展度和扩展时间。其中，坍落扩展度的计算方法是：将坍落度筒垂直放置，从筒的上端装入制备好的混凝土，让混凝土在重力作用下从筒的下端流出，计算坍落扩展面的最大直径的平均值。坍落扩展时间（T500）则是混凝土从开始坍落，直到拓展面直径达到500mm时的时间。现场试验人员要认真、如实、准确记录上述数值，为了消除误差影响，还需要多次测量求平均值，以确保最终试验结果的可靠性。
2试验结果
2.1增稠剂的匀质性指标
按照《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行试验，测定增稠剂的匀质性指标。为了更好的体现增稠剂匀质性指标对于商品混凝土的影响，试验中选取多组不同类型的增稠剂，进行对比试验。本文以羧甲基纤维素增稠剂和聚丙烯酸增稠剂为例，对其匀质性指标进行了对照分析。从类别上看，纤维素类增稠剂为粉末状，易溶于水，密度为0.6g/ml，呈强碱性。而聚丙烯酸类增稠剂则为液体，固体物含量为2.3%，为弱碱性溶液。
2.2增稠剂用量对混凝土性能的影响
要想使商品混凝土性能最优，必须要找到最佳的配合比。增稠剂作为混合物料之一，也需要对其用量进行调整。增稠剂用量的多少，主要对商品混凝土的坍落度、干缩性产生影响。根据试验结果可知，随着增稠剂使用比例的不断增加，混凝土的坍落度逐渐减小。这是因为添加增稠剂后，吸收了混凝土中的水分，混凝土过快干燥导致的。对于不同成分的增稠剂，使用相同用量，坍落度也有差异，例如聚丙烯酸增稠剂的坍落度就明显小于纤维素增稠剂。这是因为纤维素类的增稠剂，融水能力要低于聚丙烯酸增稠剂。基于这一特点，加上大量的试验数据分析，确定商品混凝土中纤维素类增稠剂的掺加量为0.4%，而聚丙烯酸类增稠剂的添加量仅为0.09%。
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2.3增稠剂对混凝土泌水率的影响
大体积混凝土使用中，经常会出现泌水离析的情况，在混凝土制备过程中适当加入增稠剂，可以改善混凝土泌水率，从而更好的满足实际使用的需求。当然，不同类型的增稠剂，由于主要成分上的差异，对泌水率也会产生直接影响。就目前市面上几种常见的增稠剂来说，像瓜尔胶、纤维素等类型的增稠剂，混凝土浇筑4h后不会出现明显的泌水情况。而其他类型的增稠剂，在配制完混凝土后，2h之内就会出现不同程度泌水现象，影响商品混凝土的使用。
2.4增稠剂对混凝土强度的影响
混凝土强度是衡量商品混凝土使用性能的主要参数之一，特别是在一些高层建筑、大跨度工程中，混凝土强度将会直接决定建筑工程的安全性和可靠性。增稠剂也能够在一定程度上提升混凝土的强度，特别是对于大体积混凝土，使用适当的增稠剂，还有助于减少大体积混凝土出现裂缝的概率。不同类型的增稠剂，提升混凝土强度的能力有限，如果盲目增加增稠剂的用量，还有可能导致混凝土中水泥、粉煤灰等比例降低，反而不利于混凝土强度的提升。因此，现场试验人员要通过多次试验，确定增稠剂的最佳用量，以确保混凝土强度的最大化。
3应用分析
3.1增稠剂解决混凝土强度问题的应用
某商业中心为105m的高层建筑，地下3层，地上28层，工程所用混凝土采用商品混凝土，按照《混凝土外加剂》（GB8076-2008）中的相关标准，配制过程中按照每吨混凝土掺加12kg增稠剂的比例加入增稠剂，充分搅拌形成高性能商品混凝土。混凝土浇筑后立即采取养护措施，待混凝土完全干燥后，随机取点进行混凝土性能检查。检查结果表示，混凝土在抗压强度、抗开裂等方面的性能指标均达到标准，顺利交付验收。
3.2增稠剂解决混凝土泌水问题的应用
通过掺加阴离子型水溶性高分子化合物聚丙烯酰氨作为增稠剂来改善混凝土性能，增加浆体粘度，自由水被约束，增大粒子间的摩擦阻力，改善混凝土流变性质，提高其稳定性、粘聚性、保水性，进而减小混凝土的泌水和离析。增稠剂的水溶液在投料过程中均匀的分洒于拌和机中，并且搅拌时间一定要满足≥3min。现场混凝土浇筑时，随时结合实际施工的要求对施工配合比作出相应的调整，以保证混凝土性能。通过掺加增稠剂后，箱梁混凝土的泌水问题基本得到了解决，以前由于混凝土泌水的问题，箱梁完成一个块段（约100m3）的混凝土浇筑需要12h左右，现在一个块段的浇筑时间缩短到了6h左右，时间节省了约一半。并且混凝土28d抗压强度都在60Mpa左右，所以关于箱梁混凝土中增稠剂的应用可列入成功案例。
3.3增稠剂在自密实混凝土中的应用
应选用质量稳定、需水量低、与外加剂相容性好且强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；以某项目C70高强自密实混凝土试配为例，拌和物无明显离析泌浆和抓底现象，初凝时间小于8h，7d抗压强度不小于设计强度的80%。要求混凝土的流动性、保塑性和自流平能力均极强，对增稠剂提出了非常高的要求。C70自密实混凝土的配合比（kg/m3）为：m（P•O42.5水泥）∶m（Ⅰ级粉煤灰）∶m（硅灰）∶m（微珠）∶m（中砂）∶m（5~10mm碎石）∶m（水）∶m（增稠剂）＝385∶152∶31∶38∶686∶945∶160∶适量。
4结论
（1）掺入0.2%的羧甲基纤维素与0.02%的聚丙烯酸类增稠剂均可改善混凝土的工作性能，提高混凝土保水性与粘聚性。聚丙烯酸类增稠剂的综合性能优于羧甲基纤维素。
（2）随着羧甲基纤维素与聚丙烯酸类增稠剂的掺量增加，其新拌混凝土的坍落度与扩展度均逐渐降低。
（3）羧甲基纤维素与聚丙烯酸类增稠剂均会引起混凝土早期强度的略微下降，28d后期强度得到回升，略高于空白样品。
（4）在实际的工程应用中，要充分考虑到混凝土的综合性能要求，来确定使用增稠剂。
参考文献
[1]兰自栋.增稠剂对商品混凝土性能影响的试验研究[J].福建建材,2018.
[2]孙德易,李化建,易忠来.增稠剂对新拌水泥基材料性能影响的研究进展[J].混凝土与水泥制品,2018.
论文作者:李建红
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/20
标签：增稠剂论文; 混凝土论文; 聚丙烯论文; 性能论文; 商品论文; 强度论文; 纤维素论文; 《基层建设》2019年第20期论文;