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1、评价减水剂性能的新方法—砂浆坍落扩展度徐永模`,彭杰“,赵听南”(1.中国建筑材料工业协会,北京100831;2.中国建筑材料科学研究院,北京100024;3.北京工业大学,北京1X()022)摘要:混凝土减水剂的减水率、流化性能和最佳掺量等性能一般用水泥浆或混凝土坍落流动性能试验方法评价。应用砂浆坍落扩展度试验建立了全分散状态下,饱和掺量概念和确认达到饱和渗量的3种典型行为:泌水环,扩展度不变和扩展度降低。通过全分散状态的确定,比较了不同减水剂的饱和掺量、极限坍落扩展度、泌水性和扩展度随时间的损失等性能,区别了经常混淆的混凝土减水剂饱和掺
2、量和最佳掺量的概念。对比试验研究了3种高效减水剂在饱和掺量和坍落扩展度损失等方面的性能差异,发现饱和掺量随水灰比减小和砂灰比增大而增加。研究表明,砂浆坍落扩展度试验为确定满足混凝土工作性要求的减水剂最佳掺量提供了一个理论上比较完善,试验工作简便可靠、省时省力并且节约材料的有效方法。关健词:减水剂;砂浆;坍落扩展度;饱和掺量以高性能混凝土的发展为标志,混凝土配合比设计观念正在从以强度设计为主向以耐久性设计为主转变。但是,无论是混凝土的强度性能还是耐久性能,在很大程度上取决于混凝土的现场施工质量。工作性优异的新拌混凝土能最大限度地减少人为因素对
3、硬化混凝土材料性能的影响,如自流平砂浆和自密实免振混凝土。因此,现代混凝土材料配合比的设计理论中除了强度设计和耐久性设计以外,还应包括工作性设计。众所周知,混凝土工作性有两个最主要的方面:即流动性和稳定性。混凝土减水剂特别是高效减水剂的发展使混凝土的高流动性得以实现。但是,高效减水剂的应用也对混凝土泌水离析的稳定性问题带来新的影响因素。除此以,高效减水剂对水泥材料的适应性也是影响混凝土工作性的新的重要因素。传统的坍落度和流动度方法在水泥浆、砂浆和混凝土的工作性研究和评价减水剂性能的标准中得到采用〔’一3〕,但这些方法在评价流动性和稳定性方面
4、存在明显的缺陷与不足。近年来,加拿大和法国学者采用马氏漏斗(M扔h以)ne)研究水泥浆和砂浆的流出时间与减水剂掺量的关系〔4一5〕,利用曲线中出现的拐点来确定减水剂饱和掺量。但是,试验中测得的许多流动曲线的变化比较平滑,难以准确界定拐点。有些研究者采用几何切线方法确定曲线的拐点1S[,但是这样确定的饱和掺量带有任意性。此外,漏斗法对于评价减水剂的作用还存在明显不足,例如,不能评价水泥浆或砂浆的稳定性。因此,需要进一步考虑发展能更全面地评价减水剂性能的测试方法。1、坍落扩展度试验方法的选择传统的混凝土坍落度试验是利用新拌混凝土在自重作用下的流
5、动变形评价混凝土的工作性能,该试验模拟了混凝土在浇灌中填充模具的性能,具有试验结果直观,操作简便等优点。尽管从对工作性的表征来看,坍落度试验在理论和实际应用方面存在很大局限性,因没有更好的方法替代,目前仍是实验室和工地上的混凝土配合比设计、减水剂品种的选择、减水剂最佳掺量的确定和混凝土工作性的调整等试验工作中最常用的方法。实践表明,坍落度对用水量比较敏感。流变学对比研究表明,坍落度值与流变试验的屈服值成比例关系,因而可作为新拌混凝土屈服值的表征6[]。由于这些优点,许多研究者一直在不懈地改进坍落度测试方法并取得进展。如对高流动性混凝土的评价
6、指标,已从混凝土坍落度发展到坍落扩展度。此外,还有的学者采用有限元分析方法解析混凝土的坍落行为vI],有的发展了混凝土坍落度动态测定仪8[]。但是,这些数字分析方法和自动测试并没有解决用混凝土坍落度方法指导配合比设计中存在的费时费工费料问题,也没有在测试理论方面使该方法进一步完善,反而使原来简便的评价和测试方法变得复杂,失去了传统坍落度方法的一些优点。比较测试新拌混凝土流动性和稳定性的各种方法,认为能表征屈服值的坍落流动度试验最能反映减水剂对水泥浆体的分散效果。而且,在减水剂分散作用理论的指导下进一步改进试验方法和评价指标,就可能对减水剂作
7、用下新拌混凝土的流动性和稳定性进行比较科学的评价。先以新拌砂浆(细集料混凝土)为研究对象,然后再考虑粗集料的影响。试图在保留坍落度试验方法本身的优点之外,为混凝土减水剂的最佳掺量的确定提供理论指导和定量评价方法,从而为掺减水剂混凝土的最佳配合比设计提供可靠的简便方法。2砂浆坍落扩展度试验方法的研究2.1测试仪器和材料砂浆坍落扩展度试验装置采用(犯8077一87中规定的跳桌法砂浆流动度试验的截锥试模,尺寸为高度印~,上口内径70~,下口内径100~。5~厚的玻璃板尺寸为50()~x500~。搅拌采用水泥标准砂浆搅拌机。一次试验水泥用量为500
8、9,建筑砂(细度模数为2.66)和水量按预定的砂灰比和水灰比计算。水泥为普通硅酸盐水泥,减水剂为R加呵,RH一5和SM3种粉体高效减水剂。2.2试验方法掺减水剂的砂浆干拌305后
