3.4　减水剂减水率试验

3.4.1　试验目的

①掌握减水剂减水率测定方法。

②掌握减水剂减水作用机理。

3.4.2　试验依据

本试验参考标准为《混凝土外加剂》（GB 8076—2008）、《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB/T 8077—2012）。实验室环境要求室温应控制在：胶砂减水率试验（20±2）℃，混凝土减水率试验（20±5）℃，相对湿度不低于50%。

减水率检验仅在减水剂和引气剂中进行检验，它是区别高效型与普通型减水剂的主要技术指标之一，减水剂的减水率包括水泥胶砂减水率和混凝土拌合物减水率。水泥胶砂减水率是指在胶砂流动度基本相同的状态下，基准胶砂和对比胶砂用水量的差值与基准胶砂用水量的比值；混凝土拌合物减水率是指坍落度基本相同的状态下，基准混凝土和受检混凝土单方用水量差值与基准混凝土单方用水量的比值。

注意：由于混凝土减水率受原材料影响较大，包括粗骨料颗粒形貌也会对混凝土减水率产生影响，如有争议，应以卵石试验结果为准。

3.4.3　试验设备及耗材

水泥胶砂流动度测定仪（简称跳桌）、行星式水泥胶砂搅拌机、试模［由截锥圆模和模套组成，金属材料制成，内表面加工光滑。圆模尺寸为：高度（60±0.5）mm；上口内径（70±0.5）mm；下口内径（100±0.5）mm；下口外径120mm；模壁厚大于5mm］、捣棒［金属材料制成，直径为（20±0.5）mm，长度约200mm，捣棒底面与侧面成直角，其下部光滑，上部手柄滚花］、卡尺、小刀（刀口平直，长度大于80mm）、天平（量程1000g，分度0.01g；量程10kg，分度1g；量程100kg，分度0.01kg）、强制式单卧轴混凝土搅拌机、坍落度测定仪（坍落度筒、漏斗、标尺、捣棒）、有机玻璃板或钢板（要求满足混凝土拌合物最大扩展度需求，并且不吸水）、铁锨、抹刀。

水泥、中级标准砂（规格0.5～1.0mm）、砂（细度模数为2.6～2.9的中砂）、石子（卵石或碎石，粒径为4.75～19mm；采用二级配，其中4.75～9.5mm占40%，9.5～19mm占60%，满足连续级配要求，针片状物质含量小于10%，空隙率小于47%，含泥量小于0.5%）、自来水、外加剂。

3.4.4　试验步骤

水泥胶砂减水率

①按照本书中“2.9水泥胶砂流动度试验”，直到胶砂流动度达到（180±5）mm，此时的用水量即为基准胶砂流动度的用水量m0。

②按照减水剂推荐掺量称量各原材料，并扣除减水剂本身相应的含水量，按照本书中“2.9水泥胶砂流动度试验”，测得掺外加剂胶砂流动度达到（180±5）mm的用水量m1。

注意：各种胶砂原材料及实验室环境温度均应保持在（20±2）℃。

混凝土拌合物减水率

①配合比设计

a.基准混凝土配合比按本书中“6.1普通混凝土配合比设计试验”进行设计。掺非引气型减水剂混凝土和基准混凝土的水泥、砂、石的比例不变。

b.水泥用量：掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的单位水泥用量为360kg/m3；掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土单位水泥用量为330kg/m3。

c.砂率：掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的砂率均为43%～47%；掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土的砂率为36%～40%；但掺引气型减水剂或引气剂的受检混凝土的砂率应比基准混凝土的砂率低1%～3%。

d.减水剂掺量：按科研单位或生产厂推荐的掺量。

e.用水量：掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的坍落度控制在（210±10）mm，用水量为坍落度在（210±10）mm时的最小用水量；掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土的坍落度控制在（80±10）mm。

注意：用水量包括液体外加剂、砂、石材料中所含的水量。

②搅拌工艺

a.外加剂为粉状时，将石、水泥、砂、外加剂依次投入搅拌机，干拌均匀，再加入拌合水，一起搅拌2min。外加剂为液体时，将石、水泥、砂依次投入搅拌机，干拌均匀，再加入掺有外加剂的拌合水一起搅拌2min。

b.出料后，在铁板上人工翻拌至均匀，再进行试验。

注意：各种混凝土材料及实验室环境温度均应保持在（20±5）℃。

③测定步骤

a.按基准混凝土配合比拌制基准混凝土。

b.控制用水量，测定基准混凝土的坍落度。当基准混凝土的坍落度达到（210±10）mm［或（80±10）mm］，记录此时的单方用水量m0。

c.按掺减水剂混凝土的配合比拌制掺减水剂的混凝土。

d.控制用水量，测定掺减水剂混凝土的坍落度。当掺减水剂混凝土的坍落度达到（210±10）mm［或（80±10）mm］，记录此时的单方用水量m1。

④按上述试验步骤②、③再重复做两批次。

3.4.5　数据处理

水泥胶砂减水率

水泥胶砂减水率按式（3-4）计算：

　　（3-4）

式中　WR——水泥胶砂减水率， %；

m0——基准胶砂流动度为（180±5）mm的用水量，g；

m1——掺外加剂的胶砂流动度为（180±5）mm的用水量，g。

混凝土拌合物减水率

混凝土拌合物减水率按式（3-5）计算：

　　（3-5）

式中　WR——混凝土拌合物减水率， %；

m0——基准混凝土单方用水量，kg/m3；

m1——掺外加剂混凝土单方用水量，kg/m3。

以三批试验的算术平均值作为计算结果，精确到1%。若三批试验的最大值或最小值中有一个与中间值之差超过中间值的15%时，则取中间值作为该组试验的减水率。若有两个测量值与中间值之差均超过15%时，则该批试验结果无效，应该重做。

3.4.6　思考题

①减水剂作用机理是什么？

②同一个减水剂，为什么水泥胶砂减水率和混凝土拌合物减水率会不同？

③何为表面活性剂？