混凝土外加剂快速检测方法的研究——基于杭甬客运专线工程试验

摘要：结合大量的混凝土工程施工，总结混凝土原材外加剂检测试验数据，对混凝土外加剂原材料的物理、力学及化学性能进行测试。试验结果表明采用一种新型试验检测方法，并用行星式砂浆搅拌机检测混凝土外加剂的减水率、含气量、抗压强度比，相对原有的传统的外加剂检测方法，其各项指标均能达到GB8076-1997《混凝土外加剂》的要求。而且省时、省力、简单、节约成本。

关键词：外加剂；水泥胶砂；试验检测

混凝土外加剂是一种成分复杂的混凝土添加材料，在凝土中掺入外加剂能显著改善混凝土和易性、调节凝结时间、增加强度及提高耐久性，但使用不当也会带来质量事故。同时使用者应根据外加剂的特点，结合使用目的，如节约水泥，改善混凝土性能，加快模板周转等综合指标来考虑，即通过技术、经济比较来确定外加剂的使用品种。在外加剂品种确定后，掺量应根据使用要求、施工条件、混凝土原材料的变化进行调整。因为施工时稍有不慎，就会导致混凝土性能和灌注质量不能满TB10424《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》要求，影响混凝土质量，本研究通过大量的试验检测数据，提供了一种既省时、省力，又简单、节约成本的研究成果，并确保外加剂检测数据准确。

1试验部分

1.1胶砂拌制工艺参数的确定 

本研究选取胶砂用行星搅拌机搅拌，其具有搅拌效率高、搅拌能力强、均匀性好等特点。根据行星搅拌机，应符合JC/T681要求，1.2材料的选定 试体是由按质量计的一份水泥、三份中国ISO标准砂，用0.5的水灰比拌制的一组塑性胶砂制成。

1.1.2高速搅拌时间的选定 

搅拌：把水加入锅内，再加入水泥。然后立即开动机器，低速搅拌30s后，均匀的将砂子加入。停拌90s后，用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂，刮入锅中间，在高速搅拌60s。

1.2减水方法的确定 

1、外加剂减水试验表明，外加剂减水率不可能一次确定，要根据优选法进行调试；首先，进行基准胶砂试验，配合比是：水泥450±2g、标准砂1350±5g、水225±1g，由此测定胶砂标准扩展度，一般是32cm， 2、根据外加剂合格证提供减水率进行验证，及减水率是26%时，测定减水率配合比是水泥450±2g、标准砂1350±5g、水（225-225*26%），测定新拌胶砂标准扩展度，达到22cm时判断准确，或者最少进行三次测定，减水率用内插法求的。 3、制作胶砂3天、7天、28天试件，进行抗压强度对比试验。4、减水率按下列公式计算：W_R=（W₀-W₁）/W₀×100%式中 WR——减水率%； W_O——基准胶砂单位用水量Kg/m³;及225±1gW1——掺外加剂胶砂单位用水量Kg/m³;

1.3方法概要

1.3.1本方法为40mm×40mm×160mm棱柱实体的水泥抗压强度和抗折强度测定。

1.3.2胶砂用行星搅拌机搅拌，在振实台上成型。

1.3.3试体连模一起在湿气中养护24h,然后脱模在水中养护至强度试验。

1.3.4到试验龄期时将试体标养箱从水中取出，先进行抗折试验，折断后每截在进行抗压强度比对试验。

1.4环境要求 

1.4.1试体成型实验室的温度应保持在20℃±2℃，相对湿度应不低于50%。

1.4.2试体带模养护的养护箱或雾室温度保持在20℃±1℃，相对湿度应不低于90%。

1.4.3试体养护池水温度应在20℃±1℃范围内。

1.4.4养护室空气温度和相对湿度至少每4h记录一次，在自动控制的情况下记录次数可以酌减至一天记录二次。

1.5设备要求 

1.5.1行星搅拌机，应符合JC/T681要求。

1.5.2试模由三个水平是模槽组成，可同时成型三条截面为40mm×40mm×160mm的棱形试体，其材质和尺寸应符合JC/T726要求。在组装备用的干净模型时，应用黄干油等密封材料涂覆模型的外接缝。拭模的内表面应涂上一薄层模型油或机油。成型操作时，应在拭模上面加有一个壁高20mm是金属模套。

1.5.3一个播料器和一金属刮平尺。

1.5.4振实台应符合JC/T682要求。

1.5.5抗折强度试验机应符合JC/T724要求。 

2 规范中减水率的试验方法 

在我国现行国标《混凝土外加剂》（GB8076）中规定，测定减水率的试验方法是：按《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55）设计基准混凝土配合比，配制掺外加剂与不掺外加剂的混凝土，两种混凝土坍落度均要求达到（80±10）mm，减水率为坍落度基本相同时，掺外加剂混凝土和不掺外加剂基准混凝土单位用水量之差与不掺外加剂基准混凝土单位用水量的百分比。

基准配合比参数

其中要求砂符合GB/T14684细度模数2.6—2.9，石子符合GB/T14685粒径5mm—20mm（圆孔筛），而且石子中粒径为5mm—10mm占40%，10mm-20mm占60%。减水率按下式计算：

W_R=（W0-W1）/W0×100%式中

W_R——减水率%；

W_O——基准混凝土单位用水量Kg/m3;W₁——掺外加剂混凝土单位用水量Kg/m³;

规范中采用的方法，试验结果精确。但由于采用材料不同，水泥是单价极高的标准水泥，砂及碎石要精心准备筛选，劳动强度较大。而且坍落度存在一定的误差，受人为因素影响较大。所以我们试验室在日常工作中尝试用水泥胶砂方法检测减水率，这种方法可以避免许多产生误差的环节。

3结果与讨论

3.1减水率对比

3.2抗压强度比对比

由表中可以看出，胶砂测的结果和GB8076测的结果相对误差均小于4%，当误差大于6%时，外加剂可以判定和水泥不适应。检测结果有效。

3.3本方法的优点

3.3.1试验直观性强，工作量小，测定结果迅速，当外加剂和水泥不适应时可以有效降低劳动强度。

3.3.2本方法特别适应于外加剂的选择试验及外加剂的掺量试验。

3.3.3本方法可以直观测定外加剂的抗压强度比。

3.3.4本方法可以节约大量的昂贵的标准水泥，和标准砂。

4 结论

4.1本方法和GB8076测定的外加剂减水率结果误差一般小于5%以内。

4.2当外加剂对水泥不适用时混凝土坍落度损失较大，该方法可以极大的降低试验人员的劳动强度。

4.3本方法对工程选用外加剂品种或是水泥品种，以及外加剂的测量，以及水泥掺合料的选用，使用该方法是一种快捷快速的方法。

4.4现在混凝土均是高性能混凝土，混凝土中掺合料已经成为混凝土耐久性必须条件，测定外加剂减水率往往考虑的是胶材，而不是单纯的水泥，所以当混凝土坍落度损失过快时，GB8076的方法不能准确测定外加剂减水率，以及胶砂不能测定扩展度时，此时可以明确断定，水泥、掺合料、外加剂三者不匹配。需要更换其中一种材料。

参考文献

[1]《混凝土外加剂》GB8076-1997

[2]《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》GB50080-2002[3]《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011

[4]《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》TB10424-2010