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聚羧酸系高性能减水剂对混凝土强度的影响
作者：邵伟 蒋玲 周浩 来源：《价值工程》2014年第26期
摘要： 本文以聚羧酸系高性能减水剂为研究对象，通过掺入聚羧酸系减水剂的混凝土与普通混凝土的强度和工作性对比，研究聚羧酸高性能减水剂对结构混凝土强度和工作性的影响。通过对比掺加聚羧酸系高性能减水剂与普通减水剂的混凝土工作性与强度，分析几种减水剂对混凝土工作性的影响。
关键词： 聚羧酸系减水剂；混凝土；影响
中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）26-0136-02 0 引言
聚羧酸系高性能减水剂作为外加剂的最前沿科技，具有掺量少、减水率高、保坍性强、相容性强等优点。大规模的施工中广泛使用聚羧酸减水剂已成为发展趋势。 1 混凝土的工作性与强度
工作性、强度和耐久性是混凝土的重要性能指标。现代大型工程根据不同施工要求和工作环境，对混凝土的要求有所侧重，而强度、工作性和耐久性三者相辅相成，又不可避免地存在矛盾性。良好的工作性可以保证施工进度，提高施工质量，同时也是混凝土强度和耐久性的保障。高强度的要求混凝土拌合单位用水量减少，而这样将导致混凝土工作性不佳。[1]高耐久性则要求较低的水灰比，但水灰比过低则会导致水泥水化不充分，混凝土成型后有可能因孔隙率较高而影响强度。因而，在施工中，控制一项或两项指标时，必须兼顾其他指标在合理范围内。
本文拟通过多组混凝土实验，测定添加不同减水剂及不同用量的情况下，各组混凝土的坍落度和强度。对比并研究三种减水剂不同掺量下对混凝土初始坍落度、30min和60min的坍落度影响，同时制作强度试块，测定28天的强度，研究减水剂对混凝土强度影响。 2 试验仪器、材料和工序
2.1 试验仪器 试验用到的仪器主要有强制式混凝土搅拌机、坍落度筒，压力试验机和150×150×150钢制试模。
2.2 试验配合比 设计混凝土配合比为水泥∶水∶砂子∶石子=343：185：624：1328。
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2.3 试验材料 试验用水泥标号为42.5，比表面积340，细度1.8%。初凝时间69min，终凝时间185min。
试验用碎石为表观密度290kg/m3孔隙率38%，针片状含量1.3%，压碎值为5.3%。 试验用砂为细度模数2.8，含泥量1.3%，吸水率0.5%。
外加剂采用两种聚羧酸系高性能减水剂与一种普通减水剂，依据《GB8076-2008混凝土外加剂》[2]检测出各项性能，结果见表1。
2.4 试验工序 先加入水泥、砂和水进行预搅拌，然后按配合比计算添加材料。材料添加顺序为水泥，砂子，石子，水。减水剂添加为同掺法，即在添加拌合用水的同时添加减水剂。另外，添加不同减水剂的混凝土拌合前都要对搅拌机进行充分清洗，以避免不同减水剂之间产生的复合影响。
为研究掺加减水剂对混凝土工作性及强度的影响，故先测得未添加减水剂的混凝土在初始、30min、60min时的坍落度并制作一组试模，测得28d的强度值，并以此作为参考值。试验结果见表2。 3 试验结果及分析
3.1 掺加聚羧酸系PCA减水剂对混凝土坍落度与强度影响分析 本次试验检测了PCA掺量分别为0.45、0.70、0.95和1.2时混凝土在初始、30min、60min时的坍落度，并制作一组150×150×150立方体试块，测定28d强度。PCA不同掺量下的坍落度和28d强度影响试验结果见 图1。
随着PCA掺量增加，坍落度呈稳定增长趋势，说明PCA减水剂对于混凝土的适应性较好。[3]但是，混凝土强度略有降低。而随着PCA减水剂掺量的增加，混凝土强度并未出现大的变化而是基本保持不变。
3.2 掺加聚羧酸系UC-1减水剂对混凝土坍落度与强度影响分析 试验检测了UC-1掺量分别为0.45、0.70、0.95和1.2时混凝土在初始、30min、60min时的坍落度，并制作一组3块的150×150×150立方体试块，测定了28d强度。UC-1不同掺量下的坍落度和28d强度影响试验结果见图2。
由图中可以看出，UC-1减水剂对于混凝土坍落度的影响十分明显，当掺量小于0.45时，其对于混凝土坍落度的影响尚不十分显著；当掺量在0.45到0.7之间时，坍落度增长迅速；当掺量在0.7到0.95时，坍落度增长放缓；当掺量在0.95到1.2时，坍落度增长迅速。由此可
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见，UC-1减水剂在掺量为0.45到0.7之间和0.95到1.2之间时，对混凝土坍落度的影响最为显著。
随着UC-1的加入，混凝土的强度出现小幅下降，但基本保持不变，平均达到46.5Mpa。其对混凝土强度影响依然比较轻微，原因与PCA减水剂相同。
3.3 掺加聚羧酸系GT-2减水剂对混凝土坍落度与强度影响分析 试验检测了GT-2掺量分别为0.45、0.70、0.95和1.2时混凝土在初始、30min、60min时的坍落度，并制作一组3块的150×150×150立方体试块，测定了28d强度。GT-2不同掺量下的坍落度和28d强度影响试验结果见图3。
由图中可以看出，GT-2减水剂对于混凝土坍落度的影响十分明显，当掺量小于0.45时，其对于混凝土坍落度的影响已然十分显著；当掺量在0.45到0.7之间时，坍落度增长放缓；当掺量在0.7到0.95时，坍落度增长再次明显；当掺量在0.95到1.2时，坍落度出现下降。实验得出，普通减水剂GT-2的掺量大于0.95时，由于掺量过高，出现胶凝材料离析现象，混凝土中骨料堆积，造成坍落度反而变小。由此可见，UC-1减水剂较为敏感[4]，在掺量为0.45以下时对混凝土坍落度的影响最大。
图中可看出，混凝土强度随着GT-2的加入略有降低，而当GT-2掺量为1.2时，强度迅速降低，这是由于
混凝土离析后导致骨料与胶凝材料分离，造成强度较大 损失。 4 小结
通过对试验数据及图表的分析可得出结论：添加减水剂可明显改善混凝土工作性，但不同减水剂有各自适用的掺量范围。本文三种减水剂对混凝土坍落度影响能力不同，在掺量较小时，GT-2的坍落度影响能力较PCA与UC-1为强。但是当掺量较大时，GT-2会导致混凝土出现离析现象，从而导致工作性和强度的双损失。故在合适添加范围内，聚羧酸系减水剂对混凝土的适应性更好。
在相同水灰比情况下，减水剂的加入会导致混凝土强度略有降低，但减水剂的掺量增加并不会导致强度出现大的变化。掺加三种减水剂后混凝土的28d平均强度大小依次为UC-1>PCA>GT-2。
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减水剂作为重要的混凝土外加剂，其对混凝土各工作性能的影响将直接或间接的反映到工程结构部位，对结构的性能乃至整个工程的质量造成影响。因而，对减水剂相关特性及其与混凝土适应性的研究值得更为我们所重视。 参考文献：
[1]霍雷.减水剂对混凝土工作性和强度的影响[D].哈尔滨工程大学，2012，3. [2]GB8076-2008，混凝土外加剂.中华人民共和国国家标准[S].2008.
[3]马军伟，张海波，张建峰，谢正恒，李新峰.聚羧酸系高性能减水剂的研究现状与发展方向[J].国外建材科技，2007，28（1）.
[4]孙栋梁.聚羧酸减水剂在预拌混凝土中的应用研究[D].重新大学，2009，10.