有机缓凝剂在公路工程中的应用

田 艳 华

(山西省公路工程质量检测中心，山西 太原 030000)

有机缓凝剂在公路工程中的应用

田 艳 华

(山西省公路工程质量检测中心，山西 太原 030000)

以水泥浆凝结时间为评价对象，分析了单一组分有机缓凝剂及其不同掺量对混凝土性能的影响，结果表明，缓凝剂的作用效果不仅受缓凝剂的种类及掺量的影响，还受试验条件、缓凝剂的加入方式和时间、养护条件等的影响。

有机缓凝剂，凝结时间，混凝土，水泥

1 缓凝剂的工程应用

缓凝剂在水泥混凝土工程中的最大用途是延缓初凝时间,保证新拌水泥混凝土在施工过程中始终处在便于振捣抹面等施工操作的塑性状态。它主要应用于夏季混凝土施工、大体积混凝土施工和商品混凝土中。

在公路水泥混凝土工程中，缓凝剂主要用于水泥混凝土结构工程热天施工控制坍落度损失,解决水泥混凝土结构连续浇筑、降低水泥混凝土水化热、泵送、滑模等特殊机械工艺下的施工质量难题。

1)在炎热气候条件下,为减少和控制水泥混凝土施工过程中的坍落度损失、延缓水泥混凝土凝结时间,可掺入缓凝剂。2)为缓解水化热温度裂缝和减少温控费用，大体积水泥混凝土中可掺入缓凝剂。3)夏季施工的隧道衬砌、桥(涵)面铺装、碾压水泥混凝土、路面等薄壁水泥混凝土应掺入缓凝剂。4)连续浇筑避免出现冷缝的水泥混凝土结构、大跨径桥梁构件中的水泥混凝土应掺入缓凝剂。5)缓凝型高效减水剂可制备高性能水泥混凝土以及高性能水泥混凝土路面。6)缓凝型减水剂不宜用于日最低气温为5 ℃(日平均气温为10 ℃)以下的低温施工水泥混凝土,不宜单独用于有早强要求的快通水泥混凝土、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土及蒸养水泥混凝土构件。7)羟基羧酸类缓凝剂不宜单独用于公路工程中水泥用量很低、水灰比较大的贫水泥混凝土。

在工程中，应用缓凝剂不仅可延缓混凝土的凝结、减少坍落度损失、延长捣实时间，还可延缓水泥水化放热，减少因水化放热产生的温度应力而使混凝土产生裂缝的施工事故，提高工程质量，达到既节省水泥用量，还可以改善它的耐久性的目的。

2 原材料技术性质

2.1 水泥

试验所用的水泥为重庆拉法基水泥有限公司生产的P.O42.5R，主要性能指标见表1。

表1 水泥性能指标

2.2 混合砂

本试验采用机制砂和长江特细砂以1∶1比例混合均匀的混合砂，混合砂的具体性能和各项指标要求如表2及表3所示。

表2 砂的技术性能

表3 砂的颗粒级配

2.3 粗集料

试验用粗骨料采用两级配碎石组成，两种集料的性能指标如表4，表5所示。

表4 粗集料性能指标

表5 粗骨料级配

2.4 缓凝剂

本试验选用了五种典型缓凝剂，分为三类：

1)羟基羧酸类：柠檬酸、酒石酸。柠檬酸(C6H8O7H20)：试验所用的柠檬酸为重庆川东化工集团有限公司化学试剂厂生产的晶牌分析纯。它为白色粉末或半透明结晶物质,可溶于水,水溶液呈弱碱性，它的各项技术性能指标见表6。

表6 柠檬酸的各项性能指标 %

酒石酸((CH)2(OH)2(COOH)2)：试验所用的酒石酸为重庆川东化工集团有限公司化学试剂厂生产的晶牌分析纯，它为白色粉末物质，溶于水和乙醇。它的各项技术性能指标如表7所示。

表7 酒石酸的各项性能指标表 %

2)糖类：葡萄糖、蔗糖。葡萄糖和蔗糖由于原料广泛、价格低廉，同时具有一定的缓凝功能，因此使用也较为广泛。试验所用的葡萄糖和蔗糖分别为重庆北碚化学试剂厂生产的三圣牌分析纯和SCRC国药集团化学试剂有限公司生产的分析纯。它们的各项技术性能指标分别见表8和表9。

表8 葡萄糖的各项性能指标 %

表9 蔗糖的各项性能指标 %

3)多元醇及其衍生物类：山梨醇。山梨醇：山梨醇又名山梨糖醇，试验所用的山梨醇为天津市光复精细化工研究所生产的固体试剂，外观为颗粒状，有甜味，极易溶于水和甘油，微溶于甲醇、乙醇、醋酸、苯酚和乙酰胺，吸湿性极强，在储存过程中易结块。

3 缓凝剂对水泥净浆和混凝土性能的研究

3.1 试验方法

1)缓凝剂凝结时间试验。主要依据GB/T 1346—2011水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法，测定净浆的初凝、终凝时间。2)混凝土试验。按照规范要求混凝土配合比根据目前商品混凝土生产和使用的实际情况，选取C30的普通混凝土进行试验和分析。混凝土配合比设计按掺外加剂进行配制。

3.2 试验方案

试验把缓凝剂柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、酒石酸、山梨酸等分五组进行，每组在缓凝剂出厂参照掺量范围内选取3个～5个掺量，与标准稠度状态下的水泥净浆混合搅拌。水泥浆的搅拌在净浆搅拌机上进行。

通过单组分和复合组分的缓凝剂凝结时间的试验，并结合经济性原则，选取既经济又与试验所用的水泥适应性好的缓凝剂。然后配制成C30的混凝土，进行抗折、抗压强度的测试，通过与空白试件对比，来分析该缓凝剂对混凝土的性能影响及工程适应性。

3.3 试验结果

缓凝剂对初凝时间的影响见表10～表14。

表10 柠檬酸对水泥浆凝结时间的影响 min

表11 酒石酸对水泥浆凝结时间的影响 min

表12 葡萄糖对水泥浆凝结时间的影响 min

表13 蔗糖对水泥浆凝结时间的影响 min

表14 D—山梨醇对水泥浆凝结时间的影响 min

4 结语

由以上结果，我们可以看出对于重庆拉法基水泥有限公司生产的P.O42.5R水泥，糖类的缓凝时间长，比较稳定，其中蔗糖的凝结时间差较小，大掺量具有长时间不凝的现象；羟基羧酸类的缓凝剂的酒石酸的缓凝效果较明显，且缓凝时间随掺量的不同变化较大，初、终凝结时间差大；柠檬酸的缓凝时间最长，对水泥浆有明显的缓凝作用，且随掺量变化缓凝时间变化不大；而山梨醇的缓凝时间短缓凝作用较稳定。另外大掺量的蔗糖试模表面有裂缝，山梨醇试模的表面也有很多气泡，具有引气作用。

通过上述一系列凝结时间试验，找到了一种掺量低，缓凝时间长的超缓凝措施。为需要超长缓凝时间的混凝土施工提供了试验基础。由于本试验是在标准温度下测试，环境温度升高对复合缓凝剂有何影响尚需进一步试验。

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[3] 唐益群,叶为民.土木工程测试技术手册[M].上海：同济大学出版社，2012.

[4] 熊大玉，王小虹.混凝土外加剂[M].北京：化学工业出版社，2007.

The application of organic retarder in highway engineering

Tian Yanhua

(ShanxiHighwayEngineeringQualityInspectionCenter,Taiyuan030000,China)

Taking the cement slurry condensation time as the evaluation object, this paper analyzed the influence of single component organic retarder and its different content to concrete performance, the effects of retarder not only influenced by kind and dosage of retarder, but also influenced by addition method and time, maintenance conditions.

organic retarder, condensation time, concrete, cement

2015-01-10

田艳华(1984- )，女，工程师

1009-6825(2015)09-0100-02

TU528.042

A