辜振睿，吴翠娥，刘虎

（武汉三源特种建材有限责任公司，武汉，430083）

摘要：本文研究了多糖类、有机酸及其盐类、磷酸盐3类常用缓凝剂对混凝土膨胀剂的限制膨胀率、抗压强度的影响，并研究了其对混凝土坍落度变化和拆模时间的影响。结果表明：3类缓凝剂对胶砂28d抗压强度均略有提高，多糖类缓凝剂对混凝土膨胀剂的胶砂限制膨胀率有明显降低，达10%~25%；有机酸类中葡萄糖酸钠、磷酸盐类缓凝剂对混凝土限制膨胀率、抗压强度均略有提高；掺0.07%葡萄糖酸钠混凝土14d限制膨胀率提高了10.7%，抗压强度提高了9.2%，对混凝土1h坍落度损失降低20mm，拆模时间影响不大，是与膨胀剂复合使用较理想的缓凝剂。

关键词:缓凝剂，膨胀剂，抗压强度，限制膨胀率，水化热

Effects ofretarding agent onthe performanceofconcrete expansiveagent

GU Zhenrui, WU Cuie,LIU Hu

(WuhanSanyuanSpecialBuildingMaterialsCo, Ltd, Wuhan 430083, China)

Abstract: This paper mainly researchthree types of commonly usedretardingagent’s (glucide, organic acidsand their salts, phosphate) impactof limit expansion ratio, compressive strength, andthechanges of concreteslumpandform removaltime. The experiment resultsshowthat:Threetypes of the retarding agentcan slightly increase the 28days’mortarcompressivestrength.But glucidesignificantly reducethe mortar limitexpansionratio from 10% to 25%;Thesodium gluconateof organic acids andphosphatenot only increase concretelimitexpansionratio, but also can increase the concrete compression strength.Thesodium gluconatemixin concreteby 0.07% canimprove14days concrete limitexpansion ratio by10.7%, concrete compressive strengthby9.2%, the one hour’s loss ofconcreteslump reduceless than 20mm,and with littleimpact on removal time.So,sodium gluconate is an appropriate retarding agent used with concrete expansiveagent in concrete.

Keywords:retarding agent,expansiveagent, compressive strength, limit expansionratio, hydration heat

0  前言

使用混凝土膨胀剂配制补偿收缩混凝土，有效控制混凝土裂缝，降低对建筑物结构性能及耐久性能的影响，是目前实际工程中控制混凝土因材料收缩引起的混凝土结构裂缝的主要方法之一[1,2]。其中膨胀剂经常会与其他外加剂复合使用，在高温季节施工时，常会在混凝土中使用缓凝剂，以达到保持混凝土施工性能、降低坍落度损失的作用。而缓凝剂对混凝土膨胀剂效能的影响至今很少有人研究。

此外缓凝剂能有效降低水泥水化早期放热，从而减少在大体积混凝土施工时由于混凝土内外温差，产生温度应力造成的混凝土开裂；与膨胀剂补偿收缩作用相互协同，综合控制混凝土因收缩导致的结构裂缝，可提高混凝土结构物的耐久性、结构安全性[2～7]。

基于此，本文就多糖类、有机酸及其盐类、磷酸盐3类缓凝剂，对用膨胀剂混凝土的抗压强度、限制膨胀率、水化温升曲线的影响进行研究，得出不同种类缓凝组分对混凝土用膨胀剂的限制膨胀率、抗压强度、水化放热曲线的影响规律。分析了缓凝剂对膨胀剂的有效膨胀能的影响规律，同时进行了混凝土的限制膨胀率、抗压强度测试。

1  试验原材料及方法

1.1  试验材料

混凝土膨胀剂：自制硫铝酸钙-氧化钙型混凝土用膨胀剂；

砂浆用水泥：按照GB8076-2008附录A中《混凝土外加剂性能检验用基准水泥技术条件》要求的基准水泥；

标准砂：厦门艾思欧标准砂有限公司生产，符合GB178-77 规定要求的标准砂。

混凝土用水泥：武汉华新水泥厂P.O42.5水泥；

粉煤灰：武汉市青山热电厂Ⅱ级粉煤灰；

矿渣粉：武汉市青山热电厂磨细矿渣粉；

砂：产自本地河砂，二级中砂，细度模数2.68；

碎石：产自本地石灰石矿，级配良好，颗粒尺寸5~25 mm；

减水剂：自制聚羧酸减水剂。

试验所用胶凝材料的化学分析如表1所示。

表 1   试验用胶凝材料化学分析         %

1.2  试验方法

1.2.1  胶砂限制膨胀率、抗压强度

按GB 23439-2009《溷凝土膨胀剂》规定的试件成型、养护、检测方法，对各样品的胶砂限制膨胀率、抗压强度等进行测试。

1.2.2  混凝土限制膨胀率、抗压强度、拆模时间、配合比

按GB 23439-2009《溷凝土膨胀剂》中规定，检测各样品的混凝土拆模时间、限制膨胀率、抗压强度；混凝土试验配合比采用湖北省武汉市某工程C35混凝土实际配合比，见表2所示。

表 2   混凝土试验配合比

1.2.3  混凝土1h坍落度变化

按照GB 8076-2008《混凝土外加剂》中规定试验方法测定混凝土1h坍落度变化。

2  试验结果与分析

2.1  缓凝剂对胶砂抗压强度的影响

多糖类、有机酸及其盐类、磷酸盐类缓凝剂对胶砂限制膨胀率、抗压强度的影响试验结果见表3。结果表明，以上多糖类、有机酸及其盐类、磷酸盐类缓凝组分对胶砂抗压强度均无负面影响，且略有不同程度的提高作用。这是因为大部分缓凝剂不仅有较强缓凝作用，还有减水作用，自由水增多，使得水泥颗粒周围溶液中的水化产物分布更加均匀，有利于水泥颗粒和膨胀剂的充分水化，强度提高[8]。

表3不同种类缓凝剂对胶砂抗压强度的影响

2.2缓凝剂对胶砂限制膨胀率的影响

研究了多糖类、有机酸及其盐类、磷酸盐3类缓凝剂对胶砂限制膨胀率的影响，结果见表4。多糖类缓凝剂对混凝土膨胀剂胶砂限制膨胀率有明显降低，约10%～25%，；有机酸及其盐类中葡萄糖酸钠对混凝土用膨胀剂的胶砂限制膨胀率有约5%的提高作用，而苹果酸有9.3%的降低；磷酸盐类缓凝组分对混凝土用膨胀剂的限制膨胀率有约5%～10%的降低效果。这可能是由于葡萄糖酸钠和磷酸盐类缓凝剂在延缓水泥水化的同时，也降低了氧化钙-硫铝酸钙膨胀剂的水化速率，降低了膨胀能在水泥基材料塑性阶段的损耗，延长了膨胀剂的水化历程，提高了有效膨胀率。

表4不同种类缓凝剂对胶砂限制膨胀率的影响

2.3缓凝剂对混凝土限制膨胀率与抗压强度的影响

葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠对混凝土限制膨胀率和抗压强度的影响试验结果见表5。数据表明，二者对混凝土限制值膨胀率和抗压强度均略有提高，掺0.07%葡萄糖酸钠混凝土14d限制膨胀率相比空白提高了10.7%，抗压强度提高了9.2%，这与砂浆试验结果相一致。

表5混凝土限制膨胀率和强度

2.4  混凝土1h坍落度变化

表6列出了0.07%葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠对混凝土1h坍落度变化的影响。结果表明，空白1h坍落度损失为40mm，掺葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠分别为20 mm和25mm。这说明葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠对膨胀混凝土的坍落度损失起到了较好抑制作用。

表6缓凝剂对混凝土1h坍落度变化的影响

2.5  混凝土拆模时间

表7列出了0.07%葡萄糖酸钠和六偏磷酸钠对混凝土拆模时间的影响。拆模时间的记录点为混凝土试块在标准条件养护下，抗压强度恰好3.0 MPa时。结果表明，掺入缓凝剂，混凝土拆模时间延迟4～5h。施工现场大试件混凝土水化热释放较集中，会相互促进水化，较试验室小试块早期强度发展快，拆模时间影响不大。

表7缓凝剂对混凝土拆模时间的影响

3  结论

（1）多糖类、有机酸及其盐类、磷酸盐3类缓凝剂对膨胀胶砂抗压强度均有提高。

（2）3类不同缓凝剂对膨胀剂的限制膨胀率呈现不同影响。多糖类和磷酸盐类缓凝剂对混凝土膨胀剂的限制膨胀率有明显降低，最高达25%。

（3）有机酸及其盐类中葡萄糖酸钠、磷酸盐类缓凝剂对混凝土膨胀剂限制膨胀率、抗压强度均略有提高，掺0.07%葡萄糖酸钠混凝土14d限制膨胀率提高了10.7%，抗压强度提高了9.2%，对混凝土1h坍落度损失降低20mm，拆模时间影响不大，与混凝土用膨胀剂复合使用的性能较好。

综上所述，不同种类缓凝剂对膨胀剂性能影响不同，实际工程中应注意缓凝剂与膨胀剂的匹配使用。葡萄糖酸钠和磷酸盐类对混凝土抗压强度、限制膨胀率、施工性能均无负作用，是与膨胀剂复合使用较理想的缓凝剂。

[参考文献]

[1] 赵顺增，刘立．高性能补偿收缩混凝土用膨胀剂HCSA的特点及其应用[J]．膨胀剂与膨胀混凝土，2009，2:2-5．

[2] 赵顺增，刘立．抑制水化热型混凝土膨胀剂HCSA-R的性能[J]．膨胀剂与膨胀混凝土，2010，2: 7-11．

[3] 白建飞．羟基羧酸盐对水泥水化历程的影响 [J]．建材世界，2009，30(2): 163-166．

[4] ，张　莉，张平均,董荣珍．蔗糖对水泥水化历程的影响 [J]．硅酸盐学报，2004，32(10):1285-1288．

[5] ，许永和，董荣珍．糖类及其衍生物对硅酸盐水泥水化历程的影响 [J]．硅酸盐通报，2005，4: 45-48．

[6] 尤启俊，何孟．外加剂对混凝土收缩抗裂性能的影响 [J]．混凝土，2004，9: 32-33．

[7] 徐文，李华，田倩,刘加平．缓凝剂对氧化钙膨胀剂效能的影响 [J]．第6届全国混凝土膨胀剂学术交流会，2014: 121-127．

[8] 何廷树，张圣菊，杨松林．缓凝剂对硫铝酸盐型膨胀效能的影响[J]．新型建筑材料，2006: 56-59．

[作者简介] 辜振睿（1988年—），男，湖北武汉，硕士，膨胀混凝土方向

[通讯地址] 武汉市青山区工人村都市工业园（南）E区12号（430083）

[联系方式] 027-86866635, 13260625015