砂浆扩展度法评价水泥适应性_黄英姿.pdf

2023年第1期中图分类号：TQ172.6文献标志码：B文章编号：1007-0389（2023）01-07-04【DOI】10.13697/ki.32-1449/tu.2023.01.002砂浆扩展度法评价水泥适应性黄英姿，陈俊，熊义俊（中国葛洲坝集团水泥有限公司，湖北 武汉 430070）摘要：应用砂浆扩展度法，分别对同一水泥厂家不同批次的9个PO42.5水泥样品和不同水泥厂家的7个PO42.5水泥样品进行适应性评价试验，并用混凝土扩展度试验进行验证。结果表明，对于同一厂家的水泥样品，砂浆扩展度法评价结果与混凝土验证试验结果有较高的一致性，可以快捷准确的判定水泥适应性；对于不同厂家的水泥样品，砂浆扩展度试验结果与混凝土验证试验结果尚有较大出入，砂浆扩展度法评价体系还需进一步完善。关键词：水泥砂浆；适应性；评价方法Evaluation of cement adaptability by mortar expansion methodHuang Yingzi,Chen Jun,Xiong Yijun(China Gezhouba Group Cement Co.,Ltd.,Wuhan,430070,China)Abstract:Using the mortar expansion method,the adaptability evaluation test was carried out on 9 PO42.5 cement samples from different batches of the same cement manufacturer and 7 PO42.5 cement samples from different cement manufacturers verify.The resultsshow that,for the cement samples from the same manufacturer,the evaluation results of the mortar expansion method have a high consistency with the concrete verification test results,and the adaptability of cement can be judged quickly and accurately.For cementsamples from different manufacturers,there is still a big discrepancy between the results of the mortar expansion degree test and theconcrete verification test results,and the evaluation system of the mortar expansion degree method needs to be further improved.Key words：cement mortar；compatibility；evaluation method0引言随着预拌混凝土在越来越多大型工程中应用，混凝土的工作性能愈发受到关注。水泥与外加剂的适应性作为影响混凝土工作性的重要因素，也被更多的水泥和商混研究和从业人员探讨。目前的研究结果表明，与水泥净浆流动度试验相比，水泥胶砂扩展度试验可以明显地确认减水剂的饱和掺量。水泥胶砂扩展度试验确定的减水剂的饱和掺量与实际混凝土的饱和掺量接近，对混凝土工作性设计有指导和借鉴的意义1。与水泥净浆和混凝土试验相比，为减水剂最佳掺量的确定提供了一个理论上比较完善，简便可靠，试验工作省时并且节约材料的方法2。本试验选用砂浆法对同一水泥厂家的9个水泥样品，以及7个不同水泥厂家生产的水泥样品进行了适应性评价，并用混凝土扩展度试验进行结果验证，帮助水泥企业监控自有产品性能的变化情况，掌握与区域竞争对手水泥的性能差异。1试验准备与方法1.1试验原材料（1）水泥：选取同一水泥厂生产的9个批次PO 42.5 水泥，符合 GB 175-2007 的规定，分别记为A-1、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8、A-9 样品。选取周边区域内 7 家不同水泥厂生产的 PO42.5水泥，符合GB 1752007的规定，分别记为B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7样品。水泥的物理性能检验结果见表 1。（2）粉煤灰：湖南常德电厂级粉煤灰。（3）砂：ISO 标准砂，用于砂浆扩展度试验；黄砂，04.75 mm连续级配河砂，细度模数2.7，用于混凝土扩展度试验。（4）石子：湖南常德某碎石厂生产的531.5 mm连续级配碎石。（5）外加剂。襄阳某外加剂厂生产的PC240聚羧酸型高性能减水剂，固含量10%，减水率25%。1.2试验仪器搅拌机：水泥净浆搅拌机、行星式水泥胶砂搅拌机、HJW-60型强制式混凝土搅拌机。电子秤：量程100kg，分度值1g；量程1kg，分度值0.01g。截锥圆模：70mm100mm60mm（上口内下口内高）。玻璃板：400mm5mm。游标卡尺：量程300mm，分度值 0.1 mm。卷尺：量程 200 mm，分度值 1 cm。不锈钢刮尺：30 mm200 mm2 mm。玻璃量筒：4000ml。坍落度筒、捣棒。1.3试验方法1.3.1砂浆扩展度法（1）按0.4水胶比，0.44胶砂比，0.9%外加剂掺量（以控制大部分水泥样品砂浆扩展度在 220200mm范围内为宜），称取240g水（含外加剂中水）、600g水泥、1350g标准砂、5.4g外加剂。（2）将称取好的物料放入水泥胶砂搅拌锅内，设计研究黄英姿，等：砂浆扩展度法评价水泥适应性-72023年第1期按自动程序搅拌4min，用湿抹布将玻璃板和截锥圆模擦拭一遍，将搅拌好的砂浆迅速注入到截锥圆模，检测水泥砂浆初始扩展度。（3）将检测完的砂浆用刮尺刮至搅拌锅内，加盖润湿的抹布静置1 h，用水泥胶砂搅拌机快搅20 s，用步骤（2）的检测方法检测水泥砂浆的1 h经时扩展度。1.3.2混凝土扩展度法按GB/T 500802002 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 和GB 80762008 混凝土外加剂规定要求，进行混凝土的拌合（配合比见表 2），并测试混凝土初始坍落度、扩展度和1h经时坍落度、扩展度，记录描述混凝土拌合物性状。表2混凝土配合比强度等级C40水泥（kgm-3）300粉煤100石子1 000砂830水180外加剂掺量/%1.55外加剂掺量按占胶凝材料质量比计2试验结果与讨论2.1砂浆扩展度试验结果分析所有水泥样品的砂浆扩展度试验结果见表 3，同一水泥厂家的砂浆初始扩展度和扩展度经时损失率对比见图1，不同水泥厂家的砂浆初始扩展度和扩展度经时损失率对比见图2。样品编号A-1A-2A-3A-4A-5A-6A-7A-8A-9B-1B-2B-3B-4B-5B-6B-7比表面积/（m2kg-1）361349328343345329358331364342342327372319345356细度（45m筛余）/%3.16.35.73.24.34.84.63.37.26.55.24.37.04.13.94.8稠度/%26.526.727.126.827.526.726.927.527.126.826.526.027.726.127.627.9凝结时间/min初凝237170245263295230258267146203237233196230221173终凝299238303321350286318317205260299299261290281239抗折强度/MPa3 d6.25.66.25.46.06.25.46.16.56.56.26.36.25.86.35.928 d8.38.28.67.88.68.98.38.68.49.28.38.78.38.68.68.3抗压强度/MPa3 d31.628.833.325.829.631.925.530.232.633.831.632.530.727.428.228.728 d50.349.154.045.650.558.648.352.853.054.550.352.951.653.553.750.9表1水泥样品的物理性能厂家A-1A-2A-3A-4A-5A-6A-7A-8A-9B-1B-2B-3B-4B-5B-6B-7初始扩展度/mm2712002202471952332562441531501651681172472331791h扩展度/mm204180115205170208248204105163170127100178138207经时损失值/mm672010542252584048-13-541176995-28经时损失率/%24.7210.0047.7317.0012.8210.733.1316.3931.37-8.67-3.0324.4014.5327.9440.77-15.64性状描述流动性好流动性较好初始流动性好；1 h后完全失去流动性流动性较好流动性较差流动性较好初始流动性好；1 h后轻微泌水流动性较好初始流动性差；1 h后失去流动性初始流动性差；1 h后流动性改善流动性较差初始流动性较差；1 h后轻微泌水初始流动性差；1 h后失去流动性流动性较好初始流动性好；1h后流动性差初始流动性较差；1h后流动性改善表3水泥砂浆扩展度试验结果设计研究黄英姿，等：砂浆扩展度法评价水泥适应性-82023年第1期图1同一厂家水泥样品的砂浆扩展度变化图2不同厂家水泥样品的砂浆扩展度对比对于不同厂家水泥，B-1和B-2水泥样品砂浆扩展度经时损失率低，但初始扩展度小，1h后扩展度变大，而流动性仍然较差。B-5和B-6水泥样品砂浆扩展度经时损失率高，但初始扩展度大，均在230 mm 以上，B-5 水泥 1 h 经时扩展度也维持在1780mm。从试验结果来看，对于不同厂家的水泥，成分波动大，影响因素多，不能单一用砂浆扩展度损失率评价水泥与外加剂适应性。综合多因素判断，此次区域内不同厂家的水泥样品，B-5和B-7水泥适应性较优，B-4水泥样品适应性差，其余普遍不及该批次检测的同一厂家A-1A-9水泥样品。2.2混凝土扩展度验证试验结果分析所有水泥样品的混凝土扩展度验证试验结果见表4，同一水泥厂家的混凝土初始扩展度和扩展度经时损失率对比见图3，不同水泥厂家的混凝土初始扩展度和扩展度经时损失率对比见图4。由图表可知，对于同一厂家水泥，A-7、A-1、A-6三个水泥样品的混凝土扩展度经时损失率较低，在 17%以内，同时砂浆扩展度初始值大，均超过5800mm，经时值也较大。A-5、A-8、A-9 三个水泥样品的混凝土扩展度经时损失率高，在38%以上，同时1 h经时值均在350mm以下。从混凝土扩展度经时损失率看，同一厂家的水泥样品中，水泥适应性较好的是A-7、A-1、A-6水泥，A-5、A-9、A-8水泥适应性不佳，这与混凝土的实际工作性相符合。对于不同厂家水泥样品，B-2、B-4、B-7、B-1水泥样品的混凝土扩展度经时损失率低，在 10%以内，但B-2水泥样品的混凝土扩展度初始值和经时值小，工作性不佳；B-4 水泥样品初始值小，仅4900mm，1h后变大至525mm；B-7水泥样品工作性厂家A-1A-2A-3A-4A-5A-6A-7A-8A-9B-1B-2B-3B-4B-5B-6B-7初始坍落度/扩展度/mm185/620210/580180/520190/590210/550215/600190/580200/600220/580210/580230/460210/540220/490210/615220/615230/5301h坍落度/扩展度/mm225/570200/475185/370210/470190/340210/500230/600185/320190/345220/525220/4301