1、建筑材料實驗報告實驗二：摻入外加劑的水泥凈漿流動度實驗一、實驗目的通過實驗，觀察并分析外加劑摻量與水泥凈漿流動度的關系，從而了解外加劑對水泥的重要影響。二、實驗原理本次實驗使用的外加劑為減水劑。減水劑的分類根據(jù)減水劑減水及增強能力，分為普通減水劑（又稱塑化劑）及高效減水劑（又稱超塑化劑），并又分別分為一等品、合格品。按組成材料，分為：（1）木質素磺酸鹽類；（2）多環(huán)芳香族鹽類；（3）水溶性樹脂磺酸 鹽類。普通減水劑宜用于日最低氣溫5c以上施工的混凝土。高效減水劑宜用于日最低氣溫0c以上施工的混凝土，并適用于制備大流動性混凝土、高強混凝土以及蒸養(yǎng)混凝土。目前市場上常用的幾種減水劑為：蔡系高效減水

2、劑，脂肪族高效減水劑，氨基超速高性能減水劑，減水激發(fā)劑，葡萄糖酸鈉，木質素磺酸鈉，木質素磺酸該，膨脹劑等。減水劑的發(fā)展歷程摘自混凝土外加劑，劉其成等編著，化學工業(yè)出版社， 2008年20世紀30年代，人們發(fā)現(xiàn)在混凝土中摻入亞硫酸鹽紙漿廢液之后，能改善拌合物的和易性，強度和耐久性也能得到提高。1935年，美國的E.W.Scripture首先研制成以木質素磺酸鹽為主要成分的減水劑，1937年獲得專利。20世紀50年代，在美國滑模混凝土、大壩混凝土和冬季施工混凝土中已大量使用。1962年日本花石王石堿公司服部健一等，首先研制成以3強磺酸甲醛縮合物鈉鹽為主要成分的減水劑，簡稱蔡系減水劑。隨后，1964

3、年聯(lián)邦德國研究成功磺化三聚鼠胺甲醛樹脂減水劑，德國由此發(fā)明了流態(tài)混凝土。高效減水劑的應用成為繼鋼筋混凝土和預應力混凝土之后，混凝土發(fā)展史上第三次重大突破。20世紀90年代初，美國首次提出高性能混凝土（HPQ的概念，及要求混凝土有高強度、高流動性、高耐久性等性能。高性能混凝土對減水劑提出了更高的要求，一些新型高效減水劑得到了迅速的開發(fā)和應用，如聚竣酸系、氫基磺酸系高效減水劑。減水劑和水泥粒子相互作用的理論基礎減水劑的主要作用為： 在混凝土配合比不變時顯著提高其新拌工作性；在混凝土新拌工作性和水泥用量不變時， 減少用水量，降低水灰比，從而提高混凝土的強度；保持混凝土新 拌工作性和強度不變時，節(jié)約水

4、泥用量，降低混凝土的成本。減水劑和水泥粒子相互作用的理論基礎為：作為水泥粒子分散劑的普通減水劑和高效減水劑，它們大都是高分子表面活性劑。對于新拌混凝土，可看作由固體顆粒（包括：膠凝材料和集料 卜溶劑（水）和溶質（化學外加劑），所構成的溶液體系。當減水劑作為溶質時，由于其自身為高分子表面活性劑，因此具有在固-液界面上吸附，并降低固-液界面張力的趨勢。研究表明：減水劑在水泥粒子上的吸附是自由能降低的過程， 因此，減水劑在水泥粒子上的吸附在熱力學上是成立的。三、實驗內容選用PO42.5水泥300g,水87g ,減水劑（蔡系FDN-A膝量不同，分別測定水泥凈漿流動度。畫出減水劑摻量與凈漿流動度之間的關

5、系曲線，并進行分析。四、實驗步驟1 .稱取PO42.5水泥300g,自來水87g。根據(jù)自己組的情況選用減水劑。2 .將拌和水倒入攪拌鍋內，并加入液態(tài)蔡系減水劑。3 .將拌和好的水泥凈漿注入截錐圓模，刮平，提起，一段時間后測量相互垂直的兩直徑并 平均，作為本組凈漿的流動度。4 .綜合各個組的結果，以減水劑的摻量為橫坐標，流動度為縱坐標作圖。畫出減水劑摻量 與凈漿流動度之間的關系曲線并進行分析。五、數(shù)據(jù)結果記錄組號12345外加劑摻量（）00.10.20.30.4水泥凈漿流動度（mm）65.882.892.5145.0202.0組號678910外加劑摻量（）0.50.60.700.80.9水泥凈漿

6、流動度（mm）260.0280.0300317320六、數(shù)據(jù)處理與分析實驗曲線如下圖所示：0 0.1 0,2 03 04 0.5 0.6 07 0.8 0.95 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 02075 2 0752017 5322 2 21 1112E史£送其£流動度曲線從實驗曲線可以看出，水泥凈漿流動度隨著減水劑摻入量的增加而增加，通過查閱資料可知， 這是因為減水劑摻入到新拌水泥漿體中，能破壞水泥顆粒的絮凝結構，起到分散水泥顆粒作用，從而釋放出絮凝結構中的自由水，增大水泥漿體拌合物的流動性。隨著減水劑摻量的增加（ >0.2%） ， 減水劑的作用越來越明顯

7、，這可能是因為此時減水劑的量足以在水泥漿體中均勻分布，因此對流動性產生較大影響。但是在減水劑摻量達到一定程度（>0.8%）之后， 減水劑對水泥的分散作用已經達到最大，含量繼續(xù)提高后，多余的減水劑并不能繼續(xù)分散水泥顆粒，對水泥漿體的流動性提高作用已經比較小了。通過查閱資料可知，減水劑有一個臨界摻量，超過這一摻量繼續(xù)摻加時，水泥漿體的流動性和混凝土的初始坍落度不再增加，這一點稱為飽和點，此時外加劑摻量稱為飽和摻量。達到飽和點摻量附近時，水泥對減水劑的吸附達到飽和狀態(tài)，繼續(xù)增大減水劑摻量，水泥對減水劑的吸附量不再增大，所以水泥漿的流動性基本不再增大。可是為什么凈漿流動度在摻量飽和以后仍然有所增加呢？我想除了可能是實驗誤差的原因外，也可能是因為我們使用的液態(tài)萘系FDN-A 減水劑，其中含有的水使總水量增加，也會流動度。七、實驗收獲通