混凝土外加劑快速檢測方法的研究——基于杭甬客運專線工程試驗

摘要：結合大量的混凝土工程施工，總結混凝土原材外加劑檢測試驗數據，對混凝土外加劑原材料的物理、力學及化學性能進行測試。試驗結果表明采用一種新型試驗檢測方法，并用行星式砂漿攪拌機檢測混凝土外加劑的減水率、含氣量、抗壓強度比，相對原有的傳統(tǒng)的外加劑檢測方法，其各項指標均能達到GB8076-1997《混凝土外加劑》的要求。而且省時、省力、簡單、節(jié)約成本。

關鍵詞：外加劑；水泥膠砂；試驗檢測

混凝土外加劑是一種成分復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、調節(jié)凝結時間、增加強度及提高耐久性，但使用不當也會帶來質量事故。同時使用者應根據外加劑的特點，結合使用目的，如節(jié)約水泥，改善混凝土性能，加快模板周轉等綜合指標來考慮，即通過技術、經濟比較來確定外加劑的使用品種。在外加劑品種確定后，摻量應根據使用要求、施工條件、混凝土原材料的變化進行調整。因為施工時稍有不慎，就會導致混凝土性能和灌注質量不能滿TB10424《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》要求，影響混凝土質量，本研究通過大量的試驗檢測數據，提供了一種既省時、省力，又簡單、節(jié)約成本的研究成果，并確保外加劑檢測數據準確。

1試驗部分

1.1膠砂拌制工藝參數的確定 

本研究選取膠砂用行星攪拌機攪拌，其具有攪拌效率高、攪拌能力強、均勻性好等特點。根據行星攪拌機，應符合JC/T681要求，1.2材料的選定 試體是由按質量計的一份水泥、三份中國ISO標準砂，用0.5的水灰比拌制的一組塑性膠砂制成。

1.1.2高速攪拌時間的選定 

攪拌：把水加入鍋內，再加入水泥。然后立即開動機器，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、外加劑減水試驗表明，外加劑減水率不可能一次確定，要根據優(yōu)選法進行調試；首先，進行基準膠砂試驗，配合比是：水泥450±2g、標準砂1350±5g、水225±1g，由此測定膠砂標準擴展度，一般是32cm， 2、根據外加劑合格證提供減水率進行驗證，及減水率是26%時，測定減水率配合比是水泥450±2g、標準砂1350±5g、水（225-225*26%），測定新拌膠砂標準擴展度，達到22cm時判斷準確，或者最少進行三次測定，減水率用內插法求的。 3、制作膠砂3天、7天、28天試件，進行抗壓強度對比試驗。4、減水率按下列公式計算：W_R=（W₀-W₁）/W₀×100%式中 WR——減水率%； W_O——基準膠砂單位用水量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棱柱實體的水泥抗壓強度和抗折強度測定。

1.3.2膠砂用行星攪拌機攪拌，在振實臺上成型。

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

1.3.4到試驗齡期時將試體標養(yǎng)箱從水中取出，先進行抗折試驗，折斷后每截在進行抗壓強度比對試驗。

1.4環(huán)境要求 

1.4.1試體成型實驗室的溫度應保持在20℃±2℃，相對濕度應不低于50%。

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

1.4.3試體養(yǎng)護池水溫度應在20℃±1℃范圍內。

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

1.5設備要求 

1.5.1行星攪拌機，應符合JC/T681要求。

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

1.5.3一個播料器和一金屬刮平尺。

1.5.4振實臺應符合JC/T682要求。

1.5.5抗折強度試驗機應符合JC/T724要求。 

2 規(guī)范中減水率的試驗方法 

在我國現行國標《混凝土外加劑》（GB8076）中規(guī)定，測定減水率的試驗方法是：按《普通混凝土配合比設計規(guī)程》（JGJ55）設計基準混凝土配合比，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到（80±10）mm，減水率為坍落度基本相同時，摻外加劑混凝土和不摻外加劑基準混凝土單位用水量之差與不摻外加劑基準混凝土單位用水量的百分比。

基準配合比參數

其中要求砂符合GB/T14684細度模數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%。減水率按下式計算：

W_R=（W0-W1）/W0×100%式中

W_R——減水率%；

W_O——基準混凝土單位用水量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，試驗結果精確。但由于采用材料不同，水泥是單價極高的標準水泥，砂及碎石要精心準備篩選，勞動強度較大。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生誤差的環(huán)節(jié)。

3結果與討論

3.1減水率對比

3.2抗壓強度比對比

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

3.3本方法的優(yōu)點

3.3.1試驗直觀性強，工作量小，測定結果迅速，當外加劑和水泥不適應時可以有效降低勞動強度。

3.3.2本方法特別適應于外加劑的選擇試驗及外加劑的摻量試驗。

3.3.3本方法可以直觀測定外加劑的抗壓強度比。

3.3.4本方法可以節(jié)約大量的昂貴的標準水泥，和標準砂。

4 結論

4.1本方法和GB8076測定的外加劑減水率結果誤差一般小于5%以內。

4.2當外加劑對水泥不適用時混凝土坍落度損失較大，該方法可以極大的降低試驗人員的勞動強度。

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現在混凝土均是高性能混凝土，混凝土中摻合料已經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，所以當混凝土坍落度損失過快時，GB8076的方法不能準確測定外加劑減水率，以及膠砂不能測定擴展度時，此時可以明確斷定，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

[1]《混凝土外加劑》GB8076-1997

[2]《普通混凝土拌和物性能試驗方法標準》GB50080-2002[3]《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ55-2011

[4]《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》TB10424-2010