0引言

當(dāng)前，聚羧酸減水劑廣泛應(yīng)用于云南省公路工程高性能混凝土中，而減水率是其質(zhì)量控制的重要指標(biāo)。目前，聚羧酸減水劑減水率可以依據(jù)《混凝土外加劑》GB8076（以下簡稱“混凝土法”）和《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》GB/T8077（以下簡稱“膠砂法”）進行測定?；炷练ň哂袦?zhǔn)確度高、反映混凝土工作性等優(yōu)點；但存在工作量大、原材料不能反映工程實際情況等不足。膠砂法具有簡便的優(yōu)勢，但估算用水量和使用ISO砂限制了該方法在實際工程中的應(yīng)用。針對現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法在實際工程中的可執(zhí)行性不強的問題，本試驗以工程用砂為主要研究對象，研究了一種新型的減水率快速測定方法—砂漿法。

1.1原材料

（1）水泥：選用了云南昆鋼嘉華的P·O42.5，其主要性能指標(biāo)見表1。

          

（2）細(xì)集料：選用了3種細(xì)集料，分別是玉溪河砂，云一砂石料場的機制砂，團結(jié)鄉(xiāng)的山砂。具體性能指標(biāo)見表2。所有細(xì)集料均采取了水洗，烘干后篩分。在使用時配制成相應(yīng)細(xì)度模數(shù)且滿足連續(xù)級配的細(xì)集料。

（3）減水劑：選用了3種減水劑，分別是江蘇超力聚羧酸減水劑，編號為P1；云南濼決聚羧酸減水劑，編號為P2；昆明仁維聚羧酸減水劑，編號為P3。其主要性能指標(biāo)見表3。

1.2試驗方法

參考《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》GB/T8077中的相關(guān)規(guī)定，利用砂漿流動度測定減水劑減水率。首先測出未加入減水劑且砂漿流動度達(dá)到（180±5）mm時基準(zhǔn)組用水量；再測出加入減水劑后，砂漿流動度達(dá)到（180±5）mm時，試驗組用水量；得出減水率。

2.1砂的粗細(xì)程度對減水率測定的影響

2.1.1不同細(xì)度模數(shù)的砂對減水率測定的影響

通過將洗凈的河砂配制成細(xì)度模數(shù)分別為3.4、2.6、1.9且滿足連續(xù)級配的砂。固定膠砂比（膠砂比為砂漿中水泥與砂的質(zhì)量比）為1:3。

從圖1中可以很明顯地看出，減水率測定受砂的細(xì)度模數(shù)的影響很明顯。當(dāng)減水劑減水率較高時，砂的細(xì)度模數(shù)對減水率的影響程度也會增大。隨著砂的細(xì)度模數(shù)的增加，砂顆粒的總表面積在不斷減小。在砂、水泥、水用量相同的情況下，由于用來包裹砂顆粒的水泥漿減少，就會有更多的水泥漿參與到砂漿的流動中，砂漿就會表現(xiàn)更好的流動性。因此，在保持砂、水泥用量不變的情況下，只有通過降低用水量，才能使得不同細(xì)度模數(shù)下的砂漿達(dá)到相同的流動度（180±5）mm。最終表現(xiàn)為減水率增大。

2.1.2不同膠砂比對減水率測定的影響

通過應(yīng)用自制的、細(xì)度模數(shù)2.6的河砂在不同膠砂比條件下，測定減水率。

從圖2中可以看出，隨著砂膠比的增加，減水率減小。P1、P2、P33種減水劑減水率分別減小了1.9%、2.0%、5.9%。砂膠比的增加，水泥用量相對減少，砂用量相對增加。水泥用量的不同，會引起砂顆粒間的自由漿體不同和漿體厚度不同。砂漿的平均漿體厚度會隨著水泥用量的減少而變薄，變薄的水泥漿體將不能夠完全隔離開砂顆粒，潤滑作用不能充分發(fā)揮，從而導(dǎo)致砂漿流動度減小。

2.1.3細(xì)度模數(shù)與膠砂比的關(guān)系

在上述結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過測定不同細(xì)度模數(shù)、不同膠砂比下各外加劑的減水率，并將其與混凝土測定的減水率進行比較分析?？梢缘贸霾煌?xì)度模數(shù)對應(yīng)的最佳砂膠比的擬合曲線以及擬合方程，如圖3。

根據(jù)擬合方程：

y=0.9349x+0.6047（1）

式中，x表示細(xì)度模數(shù)；y表示相對應(yīng)的最佳砂膠比。

可以為估算不同細(xì)度模數(shù)的河砂對應(yīng)的合理膠砂比提供一定的參考。在使用河砂測定減水率時，僅需測出砂的細(xì)度模數(shù)，就可以得出該細(xì)度模數(shù)的砂對應(yīng)的最佳砂膠比，從而快速準(zhǔn)確的測定出減水率。

2.2砂的種類對減水率測定的影響

在公路工程建設(shè)中，目前經(jīng)常使用的砂共有4種，分別為：河砂（編號HS）、機制砂（編號JS）、河砂與機制砂的混合砂（編號HJS）、機制砂與山砂的混合砂（編號JSS）。通過使用不同種類的砂，在保證砂的細(xì)度模數(shù)一致的情況下（細(xì)度模數(shù)為2.6），測定相應(yīng)砂漿的減水率，進一步研究砂的種類對減水率測定的影響規(guī)律。結(jié)果見圖4。

減水率隨著砂的種類的改變而改變，主要是由于砂子自身的顆粒形狀造成的。河砂、山砂的顆粒圓潤光潔，沒有明顯的棱角，內(nèi)摩擦角小，因此有利于砂漿的流動。而機制砂的顆粒有明顯棱角，表面粗糙，砂顆粒間存在較大的內(nèi)摩擦角，在砂漿流動過程中，對砂漿造成了較大的摩阻力，影響砂漿的流動。為了保證有相同的流動度，摻加河砂時，需要減少用水量，因此其減水率最大；摻加機制砂時需要增加用水量，因此其減水率最小。當(dāng)減水率不過高時，骨料種類對減水率的測定影響較小。

2.3含粉量和含泥量對減水率測定的影響

2.3.1石粉含量對減水率測定的影響

機制砂是將石屑經(jīng)過簡單的加工篩分而成，由于特殊的生產(chǎn)工藝，導(dǎo)致機制砂中石粉含量很高，云南地區(qū)機制砂的石粉含量大部分在10%～20%之間。因此需要研究機制砂中石粉含量對減水率測定的影響。試驗中，采用細(xì)度模數(shù)為2.6且滿足連續(xù)級配的機制砂，在之前的研究基礎(chǔ)上得出，機制砂的最佳膠砂比1:2.8。隨著含粉量的增加減水率的變化規(guī)律如圖5所示。

從圖中可以看出，當(dāng)含粉量在0～15%之間時，隨著含粉量的增加，P1、P3的減水率出現(xiàn)了先增加后減小的規(guī)律，P2的減水率在不斷減小。P3自身減水率最大，摻石粉后減水率變化程度反而最小；P2自身減水率最小，摻石粉后減水率變化程度反而最大。結(jié)果說明，減水率隨著含粉量的改變而改變，其變化程度與減水劑自身的減水率大小有關(guān)。

減水率隨含粉量的改變而改變是由于：一方面，機制砂的總表面積隨著石粉摻量的增加也在增加，為了達(dá)到相同的流動度，必須增加用水量。另一方面，由于石粉有填充密實作用以及“滾珠”作用，在一定摻量范圍內(nèi)，有利于砂漿流動。因此，隨著石粉摻量的增加，減水率出現(xiàn)了先增大后減小的規(guī)律。

當(dāng)含粉量在0～12%之間時，減水率與國標(biāo)混凝土減水率的差異均在5%之內(nèi)，當(dāng)含粉量在12%～15%之間時，兩者的差異已超過5%。按照減水率隨含粉量增加的變化趨勢可以推斷出，隨著含粉量的增加，減水率將會越來越來小，與國標(biāo)混凝土減水率的差異也會越來越大。因此，可以認(rèn)為，當(dāng)含粉量在12%以內(nèi)時，機制砂用于減水率快速測試，對減水率測定影響不大。

2.3.2含泥量對減水率測定的影響

采用細(xì)度模數(shù)為2.6的機制砂，膠砂比為1:2.8。通過往砂中摻入泥粉來測試數(shù)據(jù)。結(jié)果見圖6。

從圖6可以看出，含泥量在2%～4%的范圍內(nèi)時，隨著泥土含量的增加減水率在不斷減小。當(dāng)含泥量從2%增加到2.5%時，P1、P2減水率急劇下降。當(dāng)泥土含量從2.5%增加到4%時，P1、P2、P3的減水率的下降都很明顯。從實驗結(jié)果可以很明顯的看到，泥粉對減水率的影響程度很大。

當(dāng)含泥量在0～2%之間時，減水率與混凝土減水率的差異均在5%之內(nèi)，當(dāng)含泥量在2%～4%之間時，兩者的差異已超過5%。按照減水率隨含泥量增加的變化趨勢可以推斷出，隨著含泥量的增加，減水率將會越來越來小，與混凝土法的差異也會越來越大。因此，可以認(rèn)為，當(dāng)含泥量在2%以內(nèi)時，機制砂用于減水率快速測試，對減水率測定影響不大。

減水率隨泥土含量的增大而減小是由于泥粉顆粒會吸附自由水以及減水劑，從而使得水泥吸附的自由水和減水劑減少，用來破壞水泥絮狀結(jié)構(gòu)的減水劑分子就會減少，用于潤滑水泥顆粒表面的減水劑和自由水也會減少。泥粉顆粒的直徑比砂小很多，泥粉的存在，使得水泥砂漿的總表面積增大，為了達(dá)到相同的流動度，需要增加用水量。泥土的存在，雖然可以增加砂漿的粘聚性以及保水性，但是由于泥土顆粒的表面粗糙，增大了它與其他顆粒間的摩擦，從而導(dǎo)致流動性變差。因此，減水率會由于含泥量的增加而降低。

通過研究細(xì)集料細(xì)度模數(shù)、種類、含泥量和含粉量對減水率測定的影響程度，同時將修正的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)方法測得結(jié)果進行比對。主要得出了以下結(jié)論：

（1）減水率隨細(xì)度模數(shù)減小而降低，隨砂膠比增大而降低；細(xì)度模數(shù)與砂膠比對應(yīng)的關(guān)系式為y=0.9349x+0.6047；

（2）在其他條件一致時，細(xì)集料種類對減水率測定的影響不顯著，可以忽略；

（3）細(xì)集料石粉含量不超過12%、含泥量不超過2%時，對減水率測定影響不大。