2 试验结果与讨论

2.1 清水混凝土专用化学外加剂的复配研究

2.1.1 减水剂母液与水泥的适应性

表 3 和图 1 为不同减水型（J 型）聚羧酸母液掺量下水泥浆体的流动度。可以看出，三种母液在掺量为 0.6%～1.0% 时，ZJ-J 型母液净浆的流动度明显大于其余两种，说明了 ZJ-J 型母液与试验水泥的适应性较其余两种更好。表 4 为不同 B 掺量下水泥净浆的流动度测试结果。由表 4 可以看出，随着保坍型母液掺量的增加，水泥净浆的 1h 流动度逐渐增大，对比三种保坍母液，ZJ-B 型母液净浆的 1h 流动度增幅最高，达到 40% 以上，说明在试验水泥中，ZJ-B 型母液的保坍效果最好。因此，后续外加剂的复配试验将基于 ZJ-J 和 ZJ-B 型母液进行。

2.1.2 消泡剂对清水混凝土性能的影响

前期试验结果表明，ZJ-J 型母液和 ZJ-B 型母液的掺入比例为 8:3 时，减水剂在由试验原材料所配制的混凝土中具有较好的减水与保坍性能。因此本次试验，减水剂是由两种母液在此比例下与消泡剂复配而成，其中消泡剂的掺量分别为 1‰、2‰ 和 3‰。

消泡剂对混凝土性能的影响结果见表 5 所示。图 2 和图 3 分别为消泡剂对混凝土工作性和力学性能的影响。由图 2 可知，在同等条件下混凝土拌合物的初始流动度随着消泡剂掺量的增加而逐渐增大，3h 流动度损失则逐渐减小。分析认为，混凝土拌合物的工作性能与含气量存在一定关系，适量的气泡有利于改善混凝土拌合物的和易性，但含气量过高反而会降低混凝土的流动度，掺入消泡剂后，在消除拌合物中对工作性能不利的大气泡的同时，仍保留了部分对工作性能有利的小气泡，因此拌合物的流动度增大，3h 流动度损失减小。在力学性能方面，由于消泡剂的掺入不仅降低了混凝土拌合物的含气量，增加了混凝土的密实度，还消除了对强度不利的大气泡。正如图 3 所示，混凝土的抗压强度随着消泡剂掺量的增加而逐渐增大，当消泡剂的掺量为 3‰ 时，混凝土的 28d 强度达到了空白样的 112.8%。但在试验过程中发现，在消泡剂掺量为 3‰ 时，由于混凝土的含气量过低，拌合物的包裹性明显变差，在其四周出现了轻微的泌浆现象。因此，综合考虑消泡剂对混凝土工作性能的影响，本次试验消泡剂在减水剂中的最佳掺量不宜超过 2‰

2.1.3 粘度改性剂对清水混凝土性能的影响

为了提高混凝土的强度，目前主要的技术手段是掺入高性能减水剂来降低混凝土的水胶比，但同时导致了混凝土粘度的增加。对于清水混凝土而言，拌合物粘度的增加导致了其内部气泡在振捣过程中不易排出，从而在混凝土表面形成气泡。当然导致混凝土拌合物的粘度大有多方面的因素，如原材料质量、配合比设计、外加剂等，本试验主要是从外加剂的角度研究粘度改性剂对混凝土拌合物的粘度以及力学性能的影响。基于2.1.2的研究结果，试验用减水剂中消泡剂掺量为 2‰，粘度调节剂的掺量分别为0.8%、1.0%、1.2% 和 1.5%，测试消泡剂掺量对混凝土性能的影响，结果见表 6。

本试验，混凝土的粘度是通过倒坍落度桶内混凝土拌合物的排空时间来评价，图 4 为粘度调节剂对混凝土抗压强度的影响曲线。由表 7 可以看出，掺入粘度调节剂对混凝土拌合物的流动度和含气量的影响不大，在 0.8%～1.5% 的掺量范围内，混凝土拌合物的流动度与基准组相近，均在 (600±10)mm 以内，含气量在 1.6% 左右，但可显著降低混凝土拌合物的粘度，当粘度调节剂掺量为 1.2% 时，倒坍落度桶内混凝土拌合物的排空时间仅为 2.7s，较基准组降低 2.1s，而且拌合物的包裹性明显好于基准组。在力学性能方面，掺入粘度改性剂后，对混凝土的抗压强度并未出现不利影响，相反在掺量为 1.0%～1.2% 时，28d 抗压强度较基准组还略微有所增加，这是由于本试验所采用的 N-I 型粘度调节剂具有丰富的支链结构和优异的吸附性能，相较于多数粘度调节剂通过引气来达到降粘的效果，这种粘度调节剂是通过分子自身的多支链结构，使其在水泥颗粒表面的吸附厚度增加，降低屈服应力，可在不增加含气量的情况下降低拌合物的粘度。综合考虑，本次试验粘度改性剂在减水剂中的最佳掺量为 1.2%。

2.2 清水混凝土的表观试验研究

2.2.1 脱模剂对清水混凝土表观质量的影响

本试验采用的是水性脱模剂，其特点是经乳化可在模板表面形成一层光滑坚硬的涂膜，由于它与混凝土表面的附着力远远小于与模板的附着力，因此混凝土硬化后可在模板表面自由地滑动，从而形成非常光洁且如镜面的产品表面。基于 2.1 的试验结果，清水混凝土外加剂的配方组成如表 7 所示。脱模剂选择了国内外知名品牌的三种水性脱模剂，分别用 A、B、C 表示，采用 500mm×400mm×150mm 的钢模成型，脱模剂采用涂刷的方式。须注意的是水性脱模剂切勿涂刷过多，否则会出现挂珠破乳后下流（如图 5 所示），清水混凝土脱模后表面会出现波浪状斑痕。混凝土试件采用振捣棒分两层振捣成型，试验过程保证各对比组的振捣方式及时间一致（60s），控制混凝土的流动度在 (580±10)mm之间，混凝土成型 1d 后脱模，三种脱模剂的脱模效果见图 6。

从图 6 可以看出，水性脱模剂 B 的侧面脱模效果最好，整个表面平整光亮、色泽均匀、棱角平直、几乎无可见气泡，其次是脱模剂A，仅在试样中部出现少量微小气泡；脱模剂 C 的使用效果较差，在试样的下部出现了大量气泡。但三种脱模剂均未出现模板沾带混凝土的情况，说明了成膜效果均较好。

2.2.2 振捣方式对清水混凝土表观效果的影响

为了考察混凝土振捣方式对其表观质量的影响，本次试验采用两种振捣方式：（1）一次分两层振捣成型，每层振捣时间 60s；（2）二次振捣成型，即按（1）成型 2h 后进行二次振捣。为准确评价振捣方式对清水混凝土表观质量的影响，本试验选择 2.2.1 中使用效果较差的脱模剂 C 开展相关研究。不同振捣方式混凝土的脱模效果见图 7。

由图 7 可以看出，二次振捣可以明显减少混凝土表面的气泡含量。采用一次振捣成型时（见图 7a），混凝土的中下部存在大量气泡，而二次振捣后，中下部的气泡含量明显减少（见图 7b），试验过程发现，混凝土在一次振捣 60s 后，表面会出现薄层浮浆，此时几乎再无气泡从内排出，但静止 2h 后，二次振捣时发现表面再次出现大量气泡，说明了经过一次振捣后，在混凝土拌合物内部仍存在大量气泡未排出，它们可能仍吸附在模板表面，静止一段时间后，发生集聚形成大气泡，如不进行二次振捣，这些大气泡将遗留在混凝土表面，从而影响清水混凝土的表观质量。

4 结论

（1）ZJ 减水剂母液与试验水泥的适应性最好，相同掺量下水泥浆体的初始流动度最大，1h 流动度放大率最高；聚醚类消泡剂在减水剂中的掺量不宜超过 2‰，在此掺量范围内，不仅可以提高混凝土拌合物的初始流动度，增加混凝土的抗压强度，而且还可以减小拌合物 3h 流动度的经时损失；掺入 N-I 型粘度改性剂后，混凝土的含气量及抗压强度并未发生明显变化，但显著降低了拌合物的粘度。

（2）对比研究了三种水性脱模剂对混凝土表观效果的影响，其中水性脱模剂 B 的侧面脱模效果最好，表面几乎无可见气泡。通过对不同振捣方式对混凝土表观效果的影响研究后，发现二次振捣可以有效减少混凝土表面的气孔含量，改善其表观质量。

参考文献

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[3] 姚刚，高天，张利．清水混凝土施工的质量缺陷与预控措施[J]．重庆建筑大学学报，2004,26(2): 65-69．

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