摘　要：緩凝劑的緩凝效果，受環(huán)境溫度的影響十分明顯。本文通過多種緩凝劑在不同溫度下緩凝效果的試驗研究，分析了溫度對混凝土緩凝劑最優(yōu)摻量的影響規(guī)律，并對其機理進行了探討。

關(guān)鍵詞：混凝土　緩凝劑　溫度　最優(yōu)摻量

1 　前言

      混凝土的初凝時間除了受原材料、水膠比等因素影響外，環(huán)境溫度是影響混凝土初凝時間最為主要的外界因素之一。眾所周知，隨著環(huán)境溫度的升高，膠凝材料的水化、凝結(jié)、硬化的速度加快，因而混凝土的初凝時間縮短，在高溫狀況下，其影響更為明顯。摻緩凝劑是延長混凝土初凝時間最重要的措施， 而緩凝劑的緩凝效果受環(huán)境溫度的影響十分明顯，當環(huán)境溫度升高時，緩凝劑的緩凝效果降低。研究表明〔1〕在一定溫度下，緩凝劑對混凝土初凝時間的影響存在最優(yōu)摻量：即摻加少量的緩凝劑能延長混凝土的初凝時間，當摻量增加到一定值時，混凝土的初凝時間達到極值，若再增加摻量，其緩凝效果反而降低，甚至起促凝作用。那么隨著環(huán)境溫度的升高，緩凝劑的最優(yōu)摻量是如何變化呢，通常認為：當環(huán)境溫度升高時， 應增大緩凝劑的摻量，為了探討這個問題，本文在膠凝材料凈漿配合比，環(huán)境相對濕度，成型條件不變的情況下，研究了環(huán)境溫度對混凝土緩凝劑摻量的影響規(guī)律， 并對其機理進行了探討，這對于更好地認識混凝土緩凝劑應用中所存在的問題，根據(jù)不同的施工溫度合理調(diào)整緩凝劑摻量，做到既經(jīng)濟又能保證工程質(zhì)量，具有實際意義。

2 　試驗原材料和試驗方法

2.1 　試驗原材料

(1) 水泥：廣西柳州水泥廠生產(chǎn)的525 # 普通硅酸鹽水泥。

(2) 粉煤灰：田東電廠的電收塵粉煤灰，屬Ⅱ級灰， 其品質(zhì)及化學成份見表1 、表2 。

(3) 外加劑：

HS ：自制的高溫超緩凝劑(以糖蜜為主要成份的復合劑) ；

DT ：成都勘探設(shè)計院科研所研制，以糖為主要成份的緩凝減水劑；

ZB1212 ：浙江龍游縣混凝土外加劑廠生產(chǎn)，以木質(zhì)素磺酸鈉為主要成份的緩凝減水劑；

C62202c ：上海麥斯特建材有限公司生產(chǎn)，以木質(zhì)磺酸鈣為主要成份的緩凝減水劑。

2.2 　試驗方法

      由于混凝土凝結(jié)硬化過程是膠凝材料凝結(jié)硬化的體現(xiàn)，兩者凝結(jié)過程的規(guī)律相似。所以探討緩凝劑的作用效果可在膠凝材料凈漿中進行。

      試驗按《水工混凝土試驗規(guī)程SD105282》規(guī)定方法進行。凈漿配合比為粉煤灰和水泥各占50 %；同種外加劑采用相同的水膠比。在相對濕度為98 % ，溫度為20 ℃，30 ℃，40 ℃的恒溫恒濕箱中養(yǎng)護。

3 　試驗結(jié)果及分析

      試驗得出各種緩凝劑在不同溫度條件下不同摻量對膠凝材料凈漿初凝時間的影響結(jié)果見表3 。

       將表3 的試驗結(jié)果繪制成不同溫度條件下混凝土緩凝劑摻量與膠凝材料凈漿初凝時間關(guān)系圖(見圖1) 。

      從圖1 和表3 我們可以看到：如文獻〔1〕所述，在溫度、配合比不變的條件下緩凝劑存在最優(yōu)摻量。但隨著溫度的變化，緩凝劑最優(yōu)摻量的變化規(guī)律也不盡相同。且溫度升高，緩凝劑的最優(yōu)摻量并沒有隨之增大， 某些外加劑的最優(yōu)摻量保持不變(如圖1 的a 、b) ，另外一些外加劑的最優(yōu)摻量反而降低(如圖1 的c、d) 。某些外加劑的緩凝作用受溫度影響明顯(如ZB1212) ，  某些外加劑的緩凝作用受溫度影響較小(如HS) 。其結(jié)論與普通觀點截然相反。

　  注意到這個問題，對于混凝土外加劑的應用具有重要意義。在使用緩凝劑時，應根據(jù)不同的施工溫度， 通過試驗找出緩凝劑的最優(yōu)摻量，再根據(jù)施工要求的初凝時間，在最優(yōu)摻量的范圍內(nèi)采用與之對應的合理摻量，以求達到既經(jīng)濟又能滿足工程施工要求的目的。

4 　溫度對緩凝劑最優(yōu)摻量的影響機理

      Joisel⁽²⁾從電解質(zhì)溶解度的角度對外加劑使混凝土出現(xiàn)凝結(jié)加速或者延緩現(xiàn)象，作了理論分析。他認為： 水泥化合物的反應在早期是通過溶液的反應，也就是說水泥化合物先電離成離子，然后在溶液中形成水化物。由于其溶解度有限，水化產(chǎn)物就結(jié)晶析出，水泥漿體就出現(xiàn)稠化、凝結(jié)和硬化等現(xiàn)象。緩凝劑的緩凝作用主要是影響水泥化合物的溶解，而不是水化產(chǎn)物的結(jié)晶。為此，將水泥看作是由某些酸(硅酸鹽和鋁酸鹽) 和堿(鈣) 的離子所組成的，其各自的溶解度就依賴于溶液中所存在酸、堿離子的類別和對濃度。絕大部分緩凝劑在水中是會電離的，因些摻入水泥漿體中就會改變體系的離子組成與濃度。并按以下規(guī)則影響水泥化合物的溶解：

(1) 當溶液中有一種強的陽離子(如K+ 、Na + ) 存在時會減小比它弱的陽離子(Ca2 + 離子) 的溶解，但又趨向于加速硅酸鹽離子和鋁酸鹽離子的溶解，在濃度低時，前一種效應為主；當濃度高時，則后一種作用占優(yōu)勢。

(2) 溶液中存在強的陰離子(如CL - ，NO3 - 或SO42 - ) 時，會減小比它弱的陰離子(如硅酸鹽、鋁酸鹽) 的溶解度，但又趨向于加速鈣離子的溶解。在濃度低時前一種效應為主；當濃度高時，則后一種作用占優(yōu)勢。

     根據(jù)上述，我們可以知道：某一種化學外加劑加入水泥- 水系統(tǒng)后，總的效果決定于一系列相輔相成的作用，并隨外加劑提供的離子類型和濃度不同而異。低濃度的弱堿強酸鹽或強堿弱酸鹽主要起延緩水泥化合物的溶解而呈緩凝效果，但當這類鹽的濃度較大時因加速水泥化合物的溶解而起促凝作用，從而說明了緩凝劑達到最佳緩凝效果時其電解質(zhì)濃度是一定的。

      由于化學外加劑在水中的離子濃度受外加劑濃度(摻量) 和溫度的影響，通常在相同溫度下，同種緩凝劑離子濃度隨著外加劑摻量增加而增大；在外加劑摻量相同的條件下，其離子濃度則隨著溫度的升高而增大。不同的緩凝劑受溫度的影響程度不同，因此可得出如下結(jié)論：

(1) 某些緩凝劑在相同的摻量下，隨著溫度的升高，其電解質(zhì)的離子濃度增大。

(2) 要使溶液中緩凝劑電解質(zhì)的離子濃度相等，高溫時所需緩凝劑的摻量比低溫時小。

(3) 對于容易電離的緩凝劑(一般摻量均很低) ，其電離度幾乎不受溫度的影響，所以在高溫或低溫時電解質(zhì)離子濃度只隨摻量的變化而變化。

      結(jié)論(1) 和( 2) 可說明某些外加劑(如ZB1212 ， C6220 —c) 隨著溫度的升高，其最優(yōu)摻量反而降低的原因；利用結(jié)論(3) 可以知道某些外加劑(如HS、DT) 因電離度大，其電離度幾乎不受溫度的影響，所以溫度升高時其最優(yōu)摻量保持不變。

5 　結(jié)　語

      混凝土緩凝劑存在最優(yōu)摻量，隨著環(huán)境溫度的升高，其最優(yōu)摻量并沒有增大，而是有的降低，有的保持不變。這是不是普遍存在的規(guī)律，有待進一步探討。筆者認為，工程中混凝土緩凝劑的使用，應通過試驗找出使用溫度條件下的適宜摻量范圍，切勿盲目用超摻的方法來滿足工程對初凝時間的要求，以免因超摻造成經(jīng)濟損失，而且可以避免超摻使混凝土初凝時間縮短給施工帶來不利和產(chǎn)生不良后果。

參考文獻

1黃書榮，蔡海瑜.“混凝土緩凝劑最優(yōu)摻量的研究”. 混凝土， 1995 (3) .
2A. Joisel ，Admixtures of cement ，1973.