3.3　水泥與減水劑相容性試驗

3.3.1　試驗目的

①掌握水泥與減水劑相容性的定義。

②掌握水泥與減水劑相容性的檢測方法及原理。

3.3.2　試驗依據

本試驗參考標準為《水泥與減水劑相容性試驗方法》（JC/T 1083—2008）、《混凝土外加劑勻質性試驗方法》（GB/T 8077—2012）、《水泥凈漿攪拌機》（JC/T 729—2005）。實驗室環境要求室溫應控制在（20±2）℃，相對濕度不低于50%。

馬歇爾法（簡稱Marsh筒法，標準法）

Marsh筒（圖3-1）為下帶圓管的錐形漏斗，最早用于測定鉆井泥漿液的流動性，后由加拿大Sherbrooke大學提出用于測定加入減水劑后水泥漿體的流動性，以評價水泥與減水劑適應性。具體方法是讓注入漏斗中的水泥漿體自由流下，記錄注滿200mL容量筒的時間，即Marsh時間，此時間的長短反映了水泥漿體的流動性。

凈漿流動度法（代用法）

將制備好的水泥漿體裝入一定容量的圓模后，穩定提起圓模，使漿體在重力作用下在玻璃板上自由流動擴展，穩定后的直徑即流動度，流動度的大小反映了水泥漿體的流動性。

3.3.3　試驗設備及耗材

水泥凈漿攪拌機、圓模（圓模為上口徑36mm、下口徑60mm、高度60mm、內壁光滑無暗縫的金屬制品）、玻璃板（400mm×400mm×5mm）、刮刀、卡尺（量程300mm，分度值1mm）、秒表（分度值0.1s）、電子天平（量程100g，分度值0.01g；量程1000g，分度值1g）、塑料燒杯（500mL）、Marsh筒（直管部分由不銹鋼材料制成，錐形漏斗部分由不銹鋼或表面光滑的耐銹蝕材料制成，機械要求如圖3-1所示）、量筒（250mL，分度值1mL）、水泥（過0.9mm方孔篩并混合均勻）、保鮮膜、減水劑、自來水。

3.3.4　試驗步驟

Marsh筒法（標準法）

①用濕布將Marsh筒、燒杯、攪拌鍋、攪拌葉片全部潤濕。將燒杯置于Marsh筒下料口下面中間位置，并用濕布覆蓋。

②按表3-1配比稱量，將基準減水劑和約1/2的水同時加入鍋中，然后用剩余的水反復沖洗盛裝基準減水劑的容器直至干凈并全部加入鍋中，再小心將水泥加入鍋中，防止水和水泥濺出。

③將鍋放在攪拌機的鍋座上，升至攪拌位置，啟動攪拌機，低速攪拌120s，停15s，同時將葉片和鍋壁上的水泥漿用刮刀刮入鍋中間，接著高速攪拌120s，停機。

④攪拌結束后將鍋取下，用攪拌勺邊攪拌邊將漿體立即全部倒入Marsh筒內。打開閥門，讓漿體自由流下并計時，當漿體注入燒杯達到200mL時停止計時，此時間即為初始Marsh時間。

⑤讓Marsh筒內的漿體全部流下，無遺留地回收到塑料燒杯內，并采取覆蓋保鮮膜的方法密封靜置以防水分蒸發。

⑥清潔Marsh筒、燒杯。

⑦調整基準減水劑摻量，重復上述步驟①～⑥，依次測定基準減水劑各摻量下的初始Marsh時間。

⑧自加水泥起到60min時，將靜置的水泥漿體按步驟③的攪拌程序重新攪拌，重復步驟④，依次測定基準減水劑各摻量下的60min的Marsh時間。

凈漿流動度法（代用法）

①將玻璃板置于工作臺上，并保持其表面水平。

②用濕布把玻璃板、圓模內壁、攪拌鍋、攪拌葉片全部潤濕。將圓模置于玻璃板的中間位置，并用濕布覆蓋。

③按表3-1配比稱量，將基準減水劑和約1/2的水同時加入鍋中，然后用剩余的水反復沖洗盛裝基準減水劑的容器直至干凈并全部加入鍋中，再小心將水泥加入鍋中，防止水和水泥濺出。

④將鍋放在攪拌機的鍋座上，升至攪拌位置，啟動攪拌機，低速攪拌120s，停15s，同時將葉片和鍋壁上的水泥漿用刮刀刮入鍋中間，接著高速攪拌120s，停機。

⑤攪拌結束后將鍋取下，用攪拌勺邊攪拌邊將漿體立即倒入置于玻璃板中間位置的圓模內。對于流動性差的漿體要用刮刀進行插搗，以使漿體充滿內模。用刮刀將高出圓模的漿體刮除并抹平。

⑥立即按垂直方向穩定提起圓模，同時開啟秒表計時。圓模提起后，應用刮刀將粘附于圓模內壁上的漿體盡量刮下，以保證每次試驗的漿體量基本相同。提取圓模30s后，用卡尺測量最長直徑及其垂直方向的直徑，二者的平均值即為初始流動度值。

⑦快速將玻璃板上的漿體用刮刀無遺留地回收到塑料燒杯內，并采取覆蓋保鮮膜的方法密封靜置以防水分蒸發。

⑧清潔玻璃板、圓模。

⑨調整基準減水劑摻量，重復步驟②～⑧，依次測定基準減水劑各摻量下的初始流動度值。

⑩自加水泥起到60min時，將靜置的水泥漿體按步驟④的攪拌程序重新攪拌，重復步驟⑤～⑥，依次測定基準減水劑各摻量下的60min的流動度值。

3.3.5　數據處理

（1）經時損失率的計算

經時損失率用初始流動度或Marsh時間與60min流動度或Marsh時間的相對差值表示，如式（3-2）和式（3-3）所示。

　　（3-2）

或

　　（3-3）

式中　FL——經時損失率， %；精確到0.1%；

Tin——初始Marsh時間，s；

T60——60min時Marsh時間，s；

Fin——初始流動度，mm；

F60——60min流動度，mm。

（2）飽和摻量點的確定

以減水劑摻量為橫坐標、凈漿流動度或Marsh時間為縱坐標做曲線圖，然后做兩直線段曲線的趨勢線，兩趨勢線交點對應的橫坐標即為飽和摻量點，處理方法見圖3-2。

（3）相容性

用下列參數表示：

①飽和摻量點；

②基準減水劑0.8%摻量時的初始Marsh時間或流動度；

③基準減水劑0.8%摻量時的經時損失率。

注意：當有爭議時，以標準法為準。

3.3.6　思考題

①如何衡量水泥與減水劑是否相容？

②影響水泥與減水劑相容性的因素有哪些？

③水泥與減水劑的相容性差會對混凝土產生什么影響？