增粘剂对高流动砂浆强度影响机理分析摘要:针对不同增粘剂掺量对高流动砂浆性能的不同影响,采用截锥圆模测试增粘剂对砂浆工 作性能的影响；按照普通混凝土力学和压汞试验方法,测定了不同增粘剂掺量对混凝土力学性能和孔 隙构造的影响结果表明,这三种增粘剂对砂浆强度和孔隙构造都有一定的影响最后，选择对强度 影响最大的PR-328应用于自密实混凝土配合比中，其配出的自密实混凝土都满足自密实混凝 土规定的各项指标关键词:高流动砂浆；增粘剂；工作性；力学性能；微观孔隙构造；自密实混凝土0 引言增粘剂是近几年研究开发的一种新型的水泥混凝土外加剂，它能够增加水泥胶凝材料的粘聚性 和粘结力，减少材料组分的分离率，提高匀质性和硬化产品的性能增粘剂目前正越来越多的用于 混凝土中，主要是作为自流平混凝土、自密实混凝土、水下不分散混凝土以及喷射混凝土外加剂的 重要组成部分在抑制混凝土泌水、离析、提高水下混凝土的抗离析性、降低喷射混凝土的反弹率 等方面具有良好的效果有着广泛的应用前景合理使用增粘剂，增粘剂能显著增加水溶液的粘度,解决高流动度、高扩展度的新拌混凝土的变 形能力和抗离析性的矛盾,提高自密实混凝土的稳定性、充填性。
但是一般掺入增粘剂会对混凝土硬 化后的强度有所影响本文主要研究这三种增粘剂： PR-328、HPMC、HTL-S100 对砂浆强度的 影响，并分析其孔隙构造与强度之间的关系最后选取一种增粘剂应用于自密实混凝土的配 制1 原材料与实验方法1.1 原料性能（1）水泥采用北京水泥厂的金隅牌水泥P.O42.5普通硅酸盐水泥，密度3.1g/cm3, 3天抗折强度与抗压强 度分别为5.9MPa和28.4MPa, 28天抗折与抗压强度分别为9.6MPa和56.2MPa2）砂河砂，密度2.67g/cm3,堆积密度1.495g/cm3，空隙率44.01%，按JGJ52-92检测细度模数2.6，含 泥量2.7%，属II区中砂3） 石子密度2.7g/cm3,堆积密度1.577g/cm3空隙率：41.59%，按JGJ53-92检测为5〜16mm连续级配 卵石，压碎指标13.34%，含泥量0.76%4） 粉煤灰北京丰台轻体生产I级粉煤灰，密度2.3g/cm35）增粘剂表 1 试验用增粘剂增粘剂类型增粘剂名称固含量丙烯酸系碱溶胀阴离子型协和型PR-32830±0.5%纤维素醚及其衍生物类HPMC1%聚氨酯类HTL-S10017.5%6）高效减水剂高效减水剂为苏州弗克新型建材公司生产的F0X-8H型高效减水剂，固含量40%，减水率30% 以上。
7）水普通自来水1.2 实验方法采用测试普通砂浆跳桌试验中的截锥圆模来测定高流动砂浆的流动扩展度 根据《砂浆力学性能试验方法标准》测定高流动砂浆的强度，根据《普通混凝土力学性能 试验方法标准》（GB/T50081-2002）测定自密实混凝土的强度用压汞法测定砂浆的孔隙结构，测孔试件打成4cmx4cmx16cm的砂浆试块，到规定龄期破碎 成3-5m m的小颗粒清洗干净用烘箱烘干，试体烘干后采用美国Micromeritics公司生产的 AutoPoreW 9510型光导材料细空隙测定仪测定了砂浆的微观孔隙分布压汞试验中可以测定集料或 砂浆中的孔直径为3〜360000n m的孔隙特征，包括凝胶孔、过渡孔、毛细孔和大孔，这也是能够影 响砂浆和混凝土强度与渗透性的主要孔结构2 增粘剂对砂浆工作性能的影响结合自密实混凝土的配合比，得到高流动砂浆的配合比见表2表2试验配合比 （kg/m3）水水泥粉煤灰细骨料咼效减水剂25249726712056.11对其配合比进行试拌，对三种增粘剂的掺量进行变化，测试其新拌砂浆的工作性能砂浆的坍落扩展度保持在30cm以上表3砂浆增粘剂加入量和其工作性能配合比编号增粘剂类型增粘剂掺量（g）流动扩展度现象B032cm轻微泌水P-1PR-328122.24 （胶凝材料 0.016%）31cm不泌水P-2PR-328244.48 （胶凝材料 0.032%）30.5cm不泌水H-1HPMC （1%溶液）229.2 （胶凝材料0.03%）31 cm不泌水H-2HPMC （1%溶液）458.4 （胶凝材料0.06%）30.5cm不泌水S-1HTL-S100343.8 （胶凝材料 0.045%）31 cm不泌水S-2HTL-S100687.6 （胶凝材料0.09%）30cm不泌水从表 3 可以看出这三种增粘剂可以减少泌水作用显著，而掺入增粘剂时砂浆的流动度随着掺量 的增大有所降低。
3 增粘剂对砂浆力学性能的影响本试验对不同增粘剂的不同掺量进行了力学性能测试，包括7 天、28天的抗压强度和抗折强度 其结果见表 4表4增粘剂掺量对砂浆力学性能的影响配合比编号增粘剂掺量（g）7天强度（mpa）28天强度（mpa）抗压抗折抗压抗折B048.96.871.4710.1P-1122.24 （胶凝材料 0.016%）43.296.7762.519.8P-2244.48 （胶凝材料 0.032%）40.277.0762.0110.15H-1229.2 （胶凝材料0.03%）46.618.072.6410.8H-2458.4 （胶凝材料0.06%）46.617.8573.7310.3S- 1343.8 （胶凝材料 0.045%）49.137.979.0311.3S-2687.6 （胶凝材料0.09%）50.248.077.919.8由表4看出，这三种增粘剂中PR-328和HTL-S100对砂浆强度的影响最大，其中PR-328与未 掺增粘剂相比砂浆的强度在7 天抗压强度在掺量为0.016%降低了11.5%，在掺量为0.032%降低了1 7.6%；而在28天抗压强度在掺量为0.03%降低了 11.5%，在掺量为0.032%降低了 17.6%。
HTL-S1 00与未掺增粘剂相比砂浆的强度在7天抗压强度在掺量为0.045%增大了0.5%，在掺量为0.09%增 大了2.7%；而在28天抗压强度在掺量为0.045%增大了10.6%，在掺量为0.09%增大了9%这两种 增粘剂的抗压强度都是随着掺入量的增大而减小增粘剂PR-328和HTL-S100对砂浆抗折强度的 影响是随着PR-328掺量的增大其抗折强度有所增长，而HTL-S100是随着掺量的增大有所降低 HPMC 抗压强度在掺量 0.03%和 0.06%时， 7 天都降低了 4.68%，而在 28 天时分别增大了 1.64%和 3. 16%抗折强度在掺量0.03%和0.06%时，在7天龄期分别增大了17.65%和15.44%，但是到28天龄 期时，却只分别增大了 6.93%和1.98%因此，较另外两种增粘剂而言HPMC对砂浆的强度的影响 相对于前面的两种增粘剂对砂浆强度的影响最小，无论从抗压强度还是抗折强度4 砂浆的孔结构与力学性能关系力学强度是水泥基材料最重要的宏观性能之一，它与浆体的微结构有着密切的关联为了探讨 砂浆孔结构对砂浆力学性能的影响，实验采用美国Micromeritics公司生产的AutoPore W9510型光导材 料细空隙测定仪测定了砂浆的微观孔隙分布。
在本次试验中涉及到的孔结构参数分别有：孔结构特征参数、孔级配和孔分形维数孔结构特征参数是指总孔隙率、平均孔径、中值孔径总孔隙率反映了材料强度和其他性能的形成过程，从 微观结构上表征其宏观性能中值孔径指累计孔体积孔径曲线中，50%总孔体积所对应的孔径中 值孔径能够反映孔径的平均大小，有按照体积计算和按照表面积计算两种，这两类孔径参数均在某 些程度上反映了材料内部孔径的分布情况与大小孔级配主要指孔径分布，砂浆内部存在的孔径大 小不一，而不同孔径的孔对砂浆及混凝土的性质影响不同各个配合比的相关孔结构特征参数与力 学性能见表5表5 试样相关孔结构特征参数与力学性能龄期配合 比编 号总孔隙量(mL/g)分形维 数总孔隙率(%)平均孔径(nm)中值孔径(nm)强度(mpa)按体 积计按面 积计抗压抗折7天B0.07622.84616.041225.548.09.948.96.8P-10.08442.85717.399831.862.612.243.296.77P-20.09282.83518.680029.762.311.340.277.07H-10.07742.89116.035417.239.05.846.618.0H-20.07932.85316.377919.645.96.346.617.85S-10.07082.87114.861918.439.76.249.137.9S-20.07592.89615.679820.143.46.550.248.028天B0.06682.83914.227515.430.45.971.4710.1P-10.07752.84916.079215.329.95.962.519.8P-20.08382.85117.101117.735.86.162.0110.15H-10.07432.87915.453414.429.55.972.6410.8H-20.07622.89215.773113.827.65.773.7310.3S-10.07342.85115.294413.525.16.079.0311.3S-20.07372.90115.348615.630.76.577.919.8对砂浆强度影响的因素不仅包括总孔隙量，总孔隙率，还应包括孔径分布和孔的形态等其它方面。
本文主要从总孔隙率，中值孔径和孔径分布来说明砂浆的强度和孔隙之间的联系4.1 砂浆总孔隙率与抗压强度关系砂浆的孔隙率是微孔结构参数中最重要的物理量之一，它与砂浆的宏观力学性能、体积变形性 能、容重、导热性、吸水性、渗透性能及耐久性能有十分密切的关系本文研究砂浆的总孔隙率 与抗压强度的关系抗压强度T—总孔隙率広傘隙孔总0 5 02 115 0o o o o o o O6 5 4 3 2 1 k助俊强压抗抗压强度总孔隙率o o o o o O0 8 6 4 2”傘隙孔总0 5 02 115 0图 1 砂浆 7 天总孔隙率与抗压强度 图 2 砂浆 28 天总孔隙率与抗压强度从图 1 和图 2 可以看出总孔隙率对砂浆的强度存在一定的影响，无论是图 1 或图 2 可以 看出当总孔隙率最大时，砂浆的强度最低实质上都反映了随孔隙率的增加，混凝土强度降 低这。