摘要:
一、任務來源
混凝土外加劑國家標準是1987年制定的,混凝土外加劑由于有了統(tǒng)一的檢測方法和性能指標,產品質量有了較大的提高,產量也迅速增加。1997年進行了第一次修訂,但自第一次修標以來,已有10年的時間,外加劑隨著建筑業(yè)混凝土功能的多樣化及混凝土施工技術的進展,外加劑也得到了迅速發(fā)展,外加劑新品種不斷的涌現(xiàn),產量已達數(shù)百萬噸。原標準在實施過程中,對一些新型的外加劑(如高性能減水劑)檢驗不能適應,會出現(xiàn)混凝土拌合物離析、泌水,導致檢驗結果不能準確反映外加劑性能;此外,原標準對勻質的某些指標規(guī)定不太合理,實施困難,影響外加劑的推廣和應用。鑒于這些情況,國家標準化管理委員會于2006年下達了修訂任務(項目編號20061998-609),由中國建筑材料科學研究總院負責,經與有關單位協(xié)商和醞釀成立了GB8076-1997修標小組,對其進行修訂。
二、驗證前期試驗研究
2006年6月,在修標小組第一次要工作會上討論了以下幾點。
1.檢測用基準水泥的比表面積大小問題。GB8076標準原規(guī)定外加劑檢驗用基準水泥比表面積偏小,因水泥修標后,對水泥早期強度有所要求,現(xiàn)在通用硅酸鹽水泥實際生產的產品比表面積多在350m2/kg~400m2/kg,原標準規(guī)定的基準水泥比表面積為300m2/kg左右,為了使基準水泥的比表面積與市售水泥基本一致,要將基準水泥的比表面積提高(350±10)m2/kg,應進行試驗以確定提高比表面積對檢測試驗結果的影響,并與原來的基準水泥進行對比。
2.確定標準適用范圍應增加高性能減水劑和泵送劑這兩類外加劑,但這兩類外加劑如果仍按GB8076規(guī)定的檢測條件,配制的基準混凝土有時會出現(xiàn)離析和泌水,坍落度和減水率測不準等問題。
3.高性能減水劑和泵送劑這兩類外加劑檢測混凝土配比。為此,中國建筑材料科學研究總院、上海同濟大學及江蘇建筑科學研究院3個單位,率先利用建材總院組織生產不同比表面積(S310、S350)的水泥,不同水泥用量及不同砂率的混凝土,對不同類型的混凝土外加劑(高性能減水劑、高效減水劑、普通減水劑和引氣劑)進行性能和對比試驗,以確定原材料及配比的變化對試驗結果的影響,為全面試驗證做好準備。前期的試驗主要有下列幾方面。
①水泥比表面積、坍落度、水泥用量、砂率對基準混凝土用水量的影響。
試驗結果表明,在試驗條件下:
a.當水泥比表面積從310m2/kg增大至350m2/kg時,在混凝土配制條件相同條件下,對基準混凝土用水量的影響較小,在可接受的變化范圍內。
b.砂率對混凝土用水量的影響大于水泥比表面積的影響,砂率從40%提高50%,用水量有較大幅度的提高。
c.坍落度從(8±1)cm,提高(2±1)cm時,混凝土的用水量大幅度增加。
②水泥比表面積、坍落度、水泥用量和砂率對外加劑減水率的影響。
試驗數(shù)據(jù)表明,在規(guī)定各種測試條件下,減水劑的減水率有所波動,大多數(shù)的波動在可接受的變化范圍內,但也有的數(shù)據(jù)波動較大(如引氣劑),引氣劑的引氣量受砂率和坍落度的影響,所以波動大些。
③水泥比表面積、砂率及水泥用量對強度增長率的影響。
水泥比表面積、砂率及水泥用量對強度增長率的影響比較復雜。但總體來說,水泥細度增加,7d前的抗壓強度有所提高,而28d的抗壓強度比有所變化(下降),但變化不大。另外,對抗壓強度比的影響,與外加劑品種有一定的關系。
④水泥比表面積、坍落度、砂率和水泥用量對混凝土含氣量的影響。
在各種不同條件下,所測含氣量有所波動,但無規(guī)律性。通過各單位的試驗,經討論得出如下結論:混凝土外加劑的檢測配比,可采用比表面積350m2/kg代替310m2/kg的水泥,外加劑的減水率變化不大,在可接受變化范圍內。
⑤對于高性能減水劑和泵送劑的檢測配比,應重新設計,以滿足檢測的要求。
通過上述試驗研究并借鑒國外有關標準,經討論提出試驗方案。
三、修標混凝土試驗方案
1.原材料
①水泥為新基準水泥,即P·O42.5硅酸鹽水泥,比表面積(350±10)m2/kg。
②砂子為符合GB/T14684要求的細度模數(shù)為2.6~2.9的中粗砂(河砂)。
③石子為符合GB/T14685要求的二級配碎石,粒徑為5mm~20mm(方孔篩),其中5mm~10mm占40%,10mm~20mm占60%。
④水應符合JGJ-63混凝土拌合用水的要求。
⑤外加劑為試驗用外加劑。
2.混凝土配合比
基準混凝土配合比按JGJ-55進行設計;摻非引氣型外加劑的試驗混凝土和基準混凝土的水泥、砂、石的比例一致。配合比設計應符合以下規(guī)定。
①水泥用量
a.檢驗普通減水劑、高效減水劑、早強減水劑、緩凝高效減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑、早強劑、緩凝劑、引氣劑、防水劑時,骨料采用碎石,混凝土中水泥用量為330kg/m3。
b.檢驗高性能減水劑、泵送劑時,骨料采用碎石,混凝土水泥用量為360kg/m3。
②砂率。檢驗高性能減水劑、泵送劑時混凝土的砂率為43%~47%;檢驗其他外加劑時,混凝土的砂率為36%~40%,但摻引氣劑和引氣減水劑的混凝土砂率應比基準混凝土低1%~3%。
③外加劑摻量。按科研單位或生產廠的指定摻量加入。
④用水量。檢驗高性能減水劑、泵送劑時,用水量應使混凝土坍落度達到(21±1)cm時用水量;檢驗其他品種外加劑時,用水量應使混凝土坍落度達(8±1)cm。
3.混凝土攪拌
采用60L單臥軸強制式攪拌機,攪拌時間2min。拌合量應不少于15L,不大于45L。使用粉狀外加劑時,將水泥、砂、石、外加劑一次投入,先干拌均勻,再加拌合水一起攪拌2min。使用液體外加劑時,將水泥、砂、石一起投入,先干拌均勻,再加入溶有外加劑的拌合水一起攪拌2min。出料后在鐵板上人工翻拌2~3次,再行試驗。各種混凝土材料(包括水)及試驗環(huán)境溫度均應保持在(20±3)℃。
4.坍落度保留值
坍落度按照GB80080進行試驗,出機的混凝土拌合物按GB50080進行坍落度試驗后,得到坍落度初始值H0。立即將全部物料裝入鐵桶內,用蓋子或塑料布密封存放,到60min時(從加水起計算時間),將桶內混凝土倒在拌料板上,用鐵鍬翻拌均勻,進行坍落度試驗,得到60min坍落度保留值H60。
5.含氣量保留值
含氣量按照GB50080進行試驗,出機的混凝土拌合物按GB50080進行含氣量試驗,測得初始含氣量A。,立即將全部物料裝入鐵桶或塑料桶內,用蓋子或塑料布密封存放,到60min時(從加水起計算時間),將桶內混凝土物料在拌料板上,用鐵鍬翻拌均勻,進行含氣量試驗,得到60min含氣量保留值A60。
6.試件制作
試驗所用數(shù)量及硬化混凝土試驗方法,參考GB8076-1997進行。