聚羧酸减水剂性能测试方法

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坍落度损失率及坍落扩展度损失率试验。基准混凝土坍落度控制为（100mm±10mm），受 检混凝土坍落度控制为（210mm±10mm）。利用本配合比测定减水率时，试验方法参照 GB 8076－1997，但是基准混凝土和受检混凝土的坍落度都控制为（100mm±10mm）。
3 聚羧酸系高性能减水剂性能检测及发现的问题
通过比较，发现 F0 与 D0 数值比较接近，经时损失率发展规律也类似，所以，为了提高 试验效率，同时为了便于确定测试终点时间（30s），建议采用 F0。 3.1.2 采用地方水泥：
当采用不同的地方水泥进行净浆性能测试时，产生的结果大相径庭。 一方面，不同样品对同一种水泥的作用结果不同。例如当采用某水泥 C1 时，某些样品 的 F0 或 D0 在 1h 甚至 2h 后都不仅没有损失反而增大（见表 1），而采用同一种水泥某些样 品的 F0 或 D0 却损失明显（见表 2）。
参照 GB 8076－1997，利用配合比 a 来进行减水率、泌水率比、含气量、凝结时间差、 抗压强度比、28d 收缩率比试验。基准混凝土和受检混凝土（即掺 PCE 剂的混凝土，下同） 坍落度均控制为（80mm±10mm）。 2.3.2 参照 JC473－2001“混凝土泵送剂”，设计配合比 b：
水泥：390kg/m3 砂： 782 kg/m3 碎石：994 kg/m3 参照 JC 473－2001，利用本配合比来进行泌水率比、含气量、混凝土拌合物 1h 和 2h
聚羧酸系高性能减水剂的性能检测
赵霄龙♣，郭延辉，薛庆，郭京育
（中国建筑科学研究院建材所，中国 北京，100013）
摘 要：参照 GB8076－1997“混凝土外加剂”、GB/T8077－2000“混凝土外加剂匀质性试验方法”及 JC473 －2001“混凝土泵送剂”等标准，对国内外共计 11 种聚羧酸系高性能减水剂样品进行了系统试验， 对聚羧酸系高性能减水剂的性能有了较为全面的认识，为制定聚羧酸系高性能减水剂产品标准提 供了试验依据。
分别于 1h、2h 之后测得净浆流动 30s 的流动度和净浆最大流动度。
2.2 砂浆减水率
按照 GB/T 8077－2000“混凝土外加剂匀质性试验方法”进行砂浆减水率测试。
2.3 混凝土性能检测
2.3.1 参照 GB8076－1997“混凝土外加剂”，设计配合比 a： 水泥：330kg/m3 砂： 710 kg/m3 碎石：1155 kg/m3
同一聚羧酸系高性能减水剂对不同水泥的减水率不同，也预示出对不同水泥配制的混凝土
的坍落度保持效果不同，这将在后面的混凝土试验数据分析中得以验证。
表 3 某样品 S3 对不同水泥的作用结果
水泥品种
初始流动度 F0
最大流动度 D0
1h 流动度保 留值 F1
1h 最大流动 度保留值 D1
2h 流动度保 留值 F2
另一方面，同一个样品对不同水泥的作用结果也差别很大。例如同一样品对一种水泥
作用后， 1h 甚至 2h 后的流动度或最大流动度没有损失而是增大的，对另一种水泥作用后，
1h 或 2h 后的流动度和最大流动度却明显损失（见表 3）。由表 3 也可以看出，同一样品对
不同水泥作用后的初始流动度和最大流动度也差别很大。这些现象在一定程度上反映出，
效减水剂一等品的 120%的 28d 抗压强度比指标要求（达到了 170%以上），有的则高出并
不多（125%~130%），有两个样品甚至还小于 120%（仅为 113%~116%）。所以，对于聚羧
酸系高性能减水剂的混凝土抗压强度比，采用 GB8076-1997 中的相关指标也是不适合的，
需要另行确定指标。
GB8076-1997 中高效减水剂一等品的相应龄期混凝土的抗压强度比指标要求，例如 1d、3d、
7d 抗压强度比最高的分别达到 240%、200%、200%以上，低的也分别达到了 180%、170%、
160%以上，但是对于 28d 抗压强度比，则有的样品的抗压强度比远高于 GB8076-1997 中高
试验过程中，有些样品的混凝土拌合物的浆体中出现了很多气泡而且气泡尺寸较大。 由于所采用的测试仪不同及操作环节方面的差别，不同的试验实施单位测得的含气量 数值差别很大，同一样品，有的单位测得的含气量高达 8%以上，有的单位测得的仅为 3%。 但是，从各个单位的测值看出，不同样品之间混凝土的含气量差别也较大，测值高的含气 量可达测值低的含气量的两倍以上。这说明不同的聚羧酸系高性能减水剂的引气性能差别 较大，在制定聚羧酸系高性能减水剂产品标准时应予以充分考虑。 （4）凝结时间差： 在所测试的 11 个样品中，有两个样品的初凝和终凝时间都比基准混凝土缩短，其他样 品则都比基准混凝土凝结时间延长，不同样品的凝结时间延长程度差别较大，但是不少样
由中国建筑科学研究院作为主编单位，组织 10 余家参编单位，正在制定《聚羧酸系高 性能减水剂》的国家建筑工程产品行业标准。该标准制定工作从 2004 年 11 月开始启动， 目前已经完成了全部试验工作，并即将形成征求意见稿。本文内容就是根据各参编单位对 国内外的 11 种聚羧酸系减水剂进行系统实验的数据整理而成。
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品的混凝土凝结时间延长值都大于 120min（见表 4），呈现出一定的缓凝效果。
由凝结时间测试结果看出，以 GB8076 中高效减水剂的混凝土凝结时间差指标（－
90min ~ +120min）来约束聚羧酸系高性能减水剂并不合适，应该重新确定指标取值范围。 表 4 单位 P3 测得的不同样品的混凝土凝结时间
以下分析是在若干个单位分别对 11 个聚羧酸系高性能减水剂进行测试的实测结果基 础上而进行的。
3.1 净浆性能试验
3.1.1 采用基准水泥： 由各单位的实测结果得出的共同规律是：净浆流动 30s 的流动度（F0）及其损失规律
与净浆最大流动度（D0）及其损失规律类似，多数样品的 F0 介于 270mm~300mm，只有一个 样品的 F0 小于 200 mm，D0 介于 280 mm～320 mm；在 1h 或 2h 后各样品的 F0 或 D0 均有所损 失；F0 或 D0 的 1h 损失率，最小的仅有不到 3％，最大的却高达近 50％，2h 损失率最小的 不到 7％，最大的达到近 50％；前 1h 的损失速度明显大于后 1h 的损失速度，大多数样品 的 F0 或 D0 后 1h 的损失率小于 10％，有的样品后 1h 的损失率几乎为零，这说明对于净浆 来说，2h 内流动度损失主要集中于前期。在测试过程中，有的样品配制的净浆发生了泌水 现象。
在试验过程中发现，同一样品对不同水泥的砂浆减水率不同，有的差别还较大，例如 某样品对一种水泥的砂浆减水率是 24%，对另一种水泥的砂浆减水率却高达 30%。另外， 同一样品在此水泥的砂浆拌合物试验中并没有出现泌水、气泡多、沉降离析等现象，但是 在彼水泥的砂浆试验中却出现了这些现象。上述情况也进一步说明聚羧酸系高性能减水剂
♣赵霄龙(1970—)，男，博士后，高级工程师；联系电话：010-84272233-2445，Email:zxlonger01@sina.com
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减水剂的，由于聚羧酸系高性能减水剂许多性能明显优于传统高效减水剂，原有标准中的 相关试验方法及指标取值范围已经不适用于聚羧酸系高性能减水剂或不能充分地反映其性 能优势，所以需要寻求新的试验方法，确定新的指标取值范围来评价聚羧酸系高性能减水 剂性能。
表 1 某样品 S1 采用某地方水泥 C1 的净浆性能
初始净浆流动度，mm
252
249
F0=250
净浆最大流动度，mm
262
265
D0=264
净浆流动度
1h
259
保留值，mm
2h
257
净浆最大流动度保 1h
281
留值，mm
2h
280
261
F1=260
260
F2=258
276
D1=278
280
D2=280
关键词：聚羧酸系高性能减水剂；性能检测；GB8076；JC473
1 前言
聚羧酸系高性能减水剂（以下某些段落中简称 PCE 剂）是近年来在国内外出现的新一 代高性能减水剂。相比于萘系等传统的高效减水剂，聚羧酸系高性能减水剂具有许多独特 的技术性能优势：
（1）掺量低，减水率高； （2）对混凝土拌合物的流动度保持性好； （3）与水泥的相容性好； （4）配制的混凝土收缩率小，有利于改善混凝土体积稳定性和耐久性； （5）生产及使用过程中环保无污染，属于绿色外加剂。 正是由于上述性能优势，聚羧酸系高性能减水剂近年来开始在国内引起工程界的广泛 重视，许多重要工程已经大量使用这种新型减水剂，例如上海磁悬浮、上海环球金融中心、 杭州湾跨海大桥、东海大桥、北京银泰大厦、北京首都国际机场扩建工程等。可以预见， 由于上述诸多独特的性能优势，聚羧酸系高性能减水剂必将迅速成为减水剂市场的主流产 品。 GB8076 等标准中有关高效减水剂系列的试验方法及其指标是针对于萘系等传统高效
总体看来，与基准水泥的砂浆减水率相比，混凝土减水率普遍高于砂浆减水率。 （2）泌水率比：
综合大量试验数据，各种聚羧酸系高性能减水剂样品的混凝土拌合物泌水率比普遍都 很小（普遍小于 20%，大多数小于 10%），很多样品配制的受检混凝土的泌水率为零，可 以认为，聚羧酸系高性能减水剂对混凝土的保水性能普遍较好。所以，GB8076－1997 中高 效减水剂一等品泌水率比不大于 90%的指标要求对于聚羧酸系高性能减水剂过于宽松，无 法体现出聚羧酸系高性能减水剂良好保水性的优点。 （3）含气量：
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表 2 某样品 S2 采用某地方水泥 C2 的净浆性能
初始净浆流动度，mm
237
235
F0=236
净浆最大流动度，mm
243
240
D0=242
净浆流动度
1h
191
195
F1=194
保留值，mm
2h
180
182
F2=181
净浆最大流动度保 1h
195
96
D1=196
留值，mm
2h
180
182
D2=181
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同样存在与不同水泥的相容性不同的问题。 3.3 混凝土性能试验 3.3.1 试验采用配合比 a、基准水泥，参照 GB 8076－1997，进行如下测试： （1）减水率：
不同样品对混凝土的减水率不同，有的样品混凝土减水率高达 33%，有的样品则仅有 20%，但是最小的减水率也远高于 GB8076－1997 中高效减水剂一等品不低于 12%的减水 率。就这一点而言，采用 GB8076－1997 中减水率指标来衡量聚羧酸系高性能减水剂的减 水性能已经不能很好地反映出聚羧酸系高性能减水剂产品之间的优劣。
2 聚羧酸系高性能减水剂性能检测方法
2.1 净浆流动度及其损失
按照 GB/T 8077－2000“混凝土外加剂匀质性试验方法”进行净浆流动度测试。测试 水泥净浆在玻璃板上流动 30s 时的直径，作为初始净浆流动度。 等到浆体停止流动时，再 测一次最终扩展直径（简称最大流动度），作为初始净浆最大流动度。
2h 最大流动 度保留值 D2
C3
220
223
230
235
235
235
C4
280
285
198
200
203
200
3.2 砂浆性能试验 3.2.1 基准水泥：
砂浆减水率最大的达到 29%，最小的仅有 16%，可见同样是聚羧酸产品，采用同样的 基准水泥，砂浆减水率差别很大。这一差别在后续的混凝土减水率中也将有体现。 3.2.2 地方水泥：
（6）收缩率比：
掺聚羧酸系高性能减水剂的受检混凝土 28d 收缩率比，仅一个样品达到了 120%，其余
的都在 110%以内，而且在 105%以内的居多数，有几个样品的收缩率比甚至在 100%以内
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（但都在 90%以上）。就这一点而言，聚羧酸系高性能减水剂混凝土的收缩率明显小于萘系 等传统高效减水剂配制的混凝土（后者的 28d 收缩率比一般都会达到 120%以上），这十分 有利于保证混凝土的体积稳定性及耐久性，十分适合于配制以耐久性为核心特征的高性能 混凝土。
样品编号
初凝
凝结时间差，min
终凝
1
+270
+273
2
+290
+280
3
+158
+196
4
+341
+387
5
+261
+304
6
+77
源自文库
+93
7
+139
+147
8
－8
－1
9
－9
－11
10
+188
+204
11
+138
+130
（5）抗压强度比：
综合各单位 测试数据发 现，几乎所 有样品 1d、3d、7d 的抗压强度 比都远大于