用不同方法检测水泥与减水剂的相容性

全美莲,孙换美

（蒙西建筑工程试验室，内蒙古 蒙西016014）

1 实验项目

水泥Marsh 时间、放置1 小时的Marsh 时间、初始净浆流动度及放置1 小时后的流动度、混凝土流态、坍落度、坍落度损失、保水性、抗压强度等性能。

2 实验依据

通用硅酸盐水泥（GB 175—2007）

水泥胶砂强度检验方法（GB/T 17671—1999）

水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（GB/T 1346—2001）

水泥胶砂流动度测定方法（GB/T 2419—2005）

水泥细度检验方法·筛析法（GB/T 1345—2005）

普通混凝土配合比设计规程 （JGJ55-2011）

普通混凝土拌合物性能试验方法标准（GB/T 50080—2002）

普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T 50081—2002）

混凝土外加剂（GB 8076—2008）

普通混凝土用砂、石质量检验方法标准（JGJ 52—2006）

通用硅酸盐水泥（GB 175—2007）

水泥胶砂强度检验方法（GB/T 17671—1999）

水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（GB/T 1346—2011）

水泥胶砂流动度测定方法（GB/T 2419—2005）

水泥比表面积测定方法·勃氏法（GB/T 8074—2008）

水泥化学分析方法（GB/T 176—2008）

水泥与减水剂相容性试验方法（JC/T1083-2008）

3 实验原材料

3.1 水泥

蒙西P·O42.5R，编号：10014、10017、10018、10019。

3.2 砂子

中砂；细度模数：2.52；含泥量：4.5%； 泥块含量：2.0%。

产地：蒙西砂石厂。

3.3 石子

5 ～31.5mm 碎石，含泥量：1.3%； 泥块含量：0.8%。

产地：蒙西砂石厂。

3.4 水

饮用水。

3.5 外加剂

萘系高效减水剂FDN，减水率18%。

表1 水泥化学分析实验结果 %

表2 水泥物理性能实验结果

4 混凝土试验过程及结果分析

4.1 水泥化学分析及物理性能实验

见表1，表2。

4.2 减水剂在泵送混凝土中的性能实验

4.2.1 实验方法

仿现场施工，相同条件下 （水泥、砂石、外加剂、用水量相同）。

4.2.2 配合比

每方混凝土原材料用量，水泥：330kg，砂子：783kg，石子：1131kg，水：143.5kg。实验用量：水泥：砂子：石子：水=7：13.51：20.3：2.41。外加剂掺量C×1.0%，固定用水量。

4.2.3 试验结果

见表3。

表3 试验结果

4.3 结果分析

（1）与减水剂相容性：固定用水量，通过四个编号水泥在混凝土中的拌合物性能对比得出：

①水泥编号10019 表现出与外加剂最好的相容性，拌合物初始流动性好，经时损失后，拌合物还有较好的流动性，能够满足泵送要求；拌合物初始坍落度大，半小时、1 小时坍落度损失最小，而且初始拌合物表面有大量气泡、拌合物周围有水泌出，这说明水灰比在0.435 时，外加剂掺量为1.0%时，在混凝土中达到过饱和现象。

②水泥编号10018 水泥表现出与外加剂较好的相容性，拌合物初始流动性较大，经时损失后，有一定的流动性；拌合物初始坍落度大，但1 小时后坍落度损失较大，这说明1%减水剂掺量已满足原材料的吸附量，但在部分水泥水化后，减水剂掺量又表现出一定的不足。

③水泥编号10014、10017 水泥表现出与外加剂不好的相容性，拌合物初始没有流态，经时损失后，拌合物浆体发硬，完全没有流动性，不能满足泵送要求；拌合物初始坍落度小，半小时、1 小时坍落度经时损失很大，这说明水灰比在0.435 时，外加剂掺量为1.0%，在混凝土中表现出外加剂掺量不足的特点。

（2）混凝土抗压强度：编号10017、10018、10019 三个水泥样在混凝土中的强度相差不大，编号10014 水泥混凝土的3d、28d 混凝土强度相对较低。

5 水泥与减水剂Marsh 时间相容性试验

水泥：蒙西P·O42.5R ，编号：10014、10017、10018、10019；水泥用量：500g, 水：175g, 水灰比：0.35，外加剂：FDN，试验方法：依据《水泥与减水剂相容性试验方法》JC/T1083-2008。

从表4和图1、图2的试验结果可以看出：

（1）Marsh 时间： 随着FDN 掺量的增加，水泥浆体Marsh时间逐渐减小，在外加剂掺量达到一定量下，Marsh 时间随着FDN 掺量的增加不再有明显的变化，此时的外加剂掺量也就是饱和点掺量；在相同外加剂掺量下，四个编号水泥有不同的Marsh 对应时间，其中，水泥编号为10018、10019 对应时间较小，水泥编号10014、10017 对应时间较长，这说明在外加剂掺量相同情况下，水泥编号10018、10019 的流动性较大。

表4 水泥与减水剂Marsh 相容性试验结果

图1 减水剂掺量与初始Marsh 时间的关系

图2 减水剂掺量与60min 后Marsh 时间的关系

（2）水泥饱和点：通过做趋势线得出,编号为10014 的水泥饱和点掺量为1.2%，编号为10017 的水泥饱和点掺量为1.1%，编号为10018 的水泥饱和点掺量为0.9%，编号为10019 的水泥饱和点掺量为0.8%。

（3）60min 经时损失率：FDN 掺量较小时，水泥经时损失率较大，随着FDN 掺量的增加，四个编号水泥的经时损失率都有明显的减小，在达到饱和点以后，损失率变化不再随着FDN 掺量的增加而明显变化，基本趋于稳定。

6 水泥与减水剂在净浆流动度试验

水泥：蒙西P·O42.5R，编号：10014、10017、10018、10019；水泥用量：500g, 水：145g,水灰比：0.29，外加剂：FDN，试验方法：依据《水泥与减水剂相容性试验方法》JC/T1083-2008 净浆试验方法。

表5 水泥与减水剂的净浆流动度试验结果

图3 减水剂掺量与初始净浆流动度的关系

从表5和图3、图4的试验结果可以看出：

（1）净浆流动度：随着减水剂掺量的增加，四个编号水泥样的净浆流动度都有不同程度的增加，在达到一定掺量下，净浆流动度增加缓慢趋于稳定，掺量再增加时，净浆表面开始泌水，有大量气泡出现。

（2）水泥饱和点：通过做趋势线得出,编号为10014 的水泥饱和点掺量为1.2%，编号为10017 的水泥饱和点掺量为1.0%，编号为10018 的水泥饱和点掺量为0.9%，编号为10019的水泥饱和点掺量为0.9%。

（3）60min 后净浆流动度经时损失：放置1 小时后四个编号水泥净浆流动度经时损失率都较大，其中最大的为编号10017，其次为10014，编号10018、10019 一小时损失相对较小，流动性较大。说明达到饱和点后，继续增大外加剂掺量后，能够保证水泥有较大的流动度，在混凝土中具有保坍性能。

7 结论

通过用混凝土拌合物性能试验方法、水泥净浆流动度法、Marsh 试验法三种对比方法验证水泥与减水剂的相容性，总结如下：

（1）三种试验方法检测结果一致，能够从不同侧面检测出水泥与减水剂的相容性，但各有其特点，Marsh 试验方法主要是反映浆体黏度，通过时间来衡量，在试验中数据比较敏感，影响因素较多，本次试验绘制出的曲线图有不光滑的特点，这就要求我们试验室具备稳定的试验条件，稳定的试验手法；净浆流动度法主要检测浆体的流态，在试验过程中表现出较直观的现象，从浆体中就能判断出饱和点，如达到饱和点后浆体有泌水、气泡等试验现象；混凝土拌合物的工作性检测是水泥与外加剂相容性最终的表现，试验结果比较滞后，不能及时指导生产。

（2）Marsh 筒法采用大水灰比为0.35，与混凝土的实际水灰比接近，净浆流动度法采用小水灰比0.29，与混凝土的实际水灰比有一定的差距，本次试验结果显示Marsh 筒法所测得的结果和净浆流动度检测的结果与混凝土的流动性都具有较好的对应性，用Marsh 检测出各水泥饱和点与净浆流动度检测的饱和点基本一致。

（3）随减水剂掺量的增加净浆流动度法所测经时损失率远远高于Marsh 筒法所测经时损失率，这是因为净浆流动度法的水灰比小于Marsh 筒法。

（4）Marsh 试验数据较敏感，试验条件范围苛刻，影响因素较多，如要长期指导生产，需要在试验温湿度条件稳定、设备配套等情况下检测。

（5）用Marsh 检测出各水泥饱和点与净浆流动度检测的饱和点基本一致。

（6）Marsh 试验法适合指导生产，跟踪出厂水泥检验；净浆流动法具有检测方便、快捷、直观等特点，适用于施工现场、技术服务指导等试验检测。