葡萄糖酸钠Sodium Gluconate

　　葡萄糖酸钠在建筑工业领域加入混凝土中具有很好的减水作用和阻滞缓凝作用。减水作用即减少水在混凝土中的用量，混凝土中的水比例减少后，能增加混凝土的可塑性，促进了水泥水化；能增强混凝土的牢度、强度。它的阻滞缓凝的作用即是推迟混凝土的最初凝固时间延长十几倍，即是将混凝土的可塑时间从几小时延长到几天而不影响其牢度，这就解决了现代混凝土工程因在一个地方配制，然后用车运到工地使用，因时间差而出现裂纹等一系列质量问题。从而为重要工程建设获得成功提供了技术保障。
　　 配制一定量的葡萄糖溶液加入于四口烧瓶中，称取适量催化剂加入到此烧瓶中，恒温。向溶液中通入空气，并不断滴加一定浓度的 NaOH 溶液来维持一定的 pH 值。反应后的溶液经冷却、抽滤 ( 催化剂回收 ) ，滤液减压蒸馏浓缩、结晶，风干后得到葡萄糖酸钠晶体。
　　 该法工艺简单，反应平稳，易于控制，反应条件温和，其葡萄糖转化率在 95 ％左右。缺点是所用催化剂在循环使用一定次数后，催化效率下降，使葡萄糖转化率降低，反应时间延长甚至基本无催化活性，催化剂必须报废更新，相应提高了单位产品催化剂耗量，也使葡萄糖酸钠产品生产成本较高。由此可见，催化剂性能的好坏是使用此法的关键。催化氧化法还是目前国内葡萄糖酸钠生产的主要方法，其产量占到 80 ％以上。

别 名：五羟基已酸钠
分 子 式 Molecular formula ： C 6 H 11 O 7 Na
结 构 式 Structural formula ：

　　　　　　　　　　　
分 子 量 Molecular weight ： 218.14
性 状 Properties ：白色结晶颗粒或粉末，极易溶于水，略溶于酒精，不溶于乙醚。 White crystalline granule or powder,easy to dissolve in the water 。
包 装 Packing ： 25 ㎏外套塑料编织袋，内用塑料薄膜袋，或按客户要求定制包装。 25kg in plastic film bag lined plastic woven bag,or following your demand 。
产品执行标准 Standard ：

产品质量指标 Quality standard

　　在建筑业中作为减水剂、缓凝剂：水泥中添加一定数量的葡萄糖酸钠后，可增加混凝土的可塑性和强度，且有阻滞作用，即推迟混凝土的最初与最终凝固时间。 It also can be used as water reducing agent and retarder in the building industr y 。

葡萄糖酸钠对混凝土性能的影响

　　摘 要：研究表明葡萄糖酸钠对混凝土有明显的辅助塑化效应，且随着掺量的增加逐渐增强；另外，在高性能混凝土中，葡萄糖酸钠与高效减水剂复配，还可提高混凝土的后期强度。葡萄糖酸钠的适宜掺量为水泥用量的 0.03 ％～ 0.07 ％。当葡萄糖酸钠掺量超过 0.1 ％后，由于过度缓凝使混凝土强度严重降低。
　　 关键词：葡萄糖酸钠；凝结时间；强度

　　It indicates that glucose-acid Na has plasticization to concrete and then preceeds to accelerate the setting of concrete with the increase of its doses. In addition, the promoting of glucose-acid Na added with the super plasticizers into HPC can highly improves the strength of concrete. The appropriate doses is 0.03% ～ 0.07% of cement. When the doses is more than 0.1%, strength can not improve due to retard gravely.

引言

　　一般情况下，泵送剂由高效减水剂、缓凝剂、引气剂、助泵剂组成，可作缓凝剂的物质主要有羟基羧酸类物质、多羟基碳水化合物、木质素磺酸盐和腐植酸类减水剂以及无机化合物。国内应用较多的缓凝剂是糖蜜减水剂和木质素磺酸钙减水剂，但也存在问题。水泥执行 ISO 标准后，水泥细度增大，但与木钙和糖等缓凝剂适应差，由于对羟基羧酸类缓凝剂的研究和应用不多，需要加大对该类缓凝剂的重视。羟基羧酸类缓凝剂包括有柠檬酸和葡萄糖酸钠等。其中葡萄糖酸钠掺量低，与高效减水剂复掺可减少混凝土坍落度损失，提高混凝土强度等一系列优点，是现在经常被使用的缓凝剂。
　　 本研究选用羟基羧酸类缓凝剂葡糖酸钠 (GNa) ，研究其对混凝土性能 ( 凝结时间、坍落度及经时损失、强度 ) 的影响。

1 试验用原材料及配合比
1 ． 1 原材料
　　 外加剂：高效萘系减水剂，木质素磺酸钙减水剂，葡萄糖酸钠；
　　 水泥：盾石牌 P.O 32.5R ，秦岭牌 P.O 32.5R ；
　　 卵石：粒径为 5 ～ 31. 5 ㎜ ；
　　 砂：中砂，细度模数为 2. 6 ～ 2.9 ；
　　 矿物掺合料 ：Ⅱ 级分选粉煤灰；
　　 水：饮用自来水。

1 ． 2 配合比
　　 基准混凝土的配合比：水泥： 310kg /m 3 ；砂子： 72 9 ㎏ /m 3 ；石子： 1181kg /m 3 ；水胶比： 0.37 。液体泵送剂配方见表 1 所示。改变葡萄糖酸钠的掺量 (0.03 ％、 0.05 ％、 0.07 ％、 0.10 ％、 0.15 ％ ) ，其余外加剂的掺量不变。掺外加剂混凝土的水灰比、配合比与基准相同。

2 试验方法
(1) 混凝土的凝结时间
　　 按照 GB807 7 — 2000 《混凝土外加剂匀质性试验方法》的规定进行。葡萄糖酸钠和萘系高效减水剂的掺加方式采用同掺法。

(2) 混凝土的坍落度及经时损失、强度
　　 按照 JC473 — 2001 《混凝土泵送剂》的规定进行。

3 试验结果及分析
3 ． 1 葡萄糖酸钠对混凝土拌合物性能的影响
3 ． 1 ． 1 葡萄糖酸对混凝土凝结时间的影响
　　 不同掺量的葡萄糖酸钠对混凝土凝结时间的影响如表 2 所示。同水胶比时，随着葡萄糖酸钠掺量的增加，混凝土的凝结时间，无论初凝时间还是终凝时间都有所延长；但当葡萄糖酸钠掺量超过适宜掺量时会发生严重缓凝。葡萄糖酸钠掺量为 0.15 ％时，混凝土 3d 时甚至还未终凝，这即为混凝土的不正常凝结。由于缓凝剂掺量不当引起的混凝土在很长时间内不能硬化，这会导致工程事故。

表 1 液体泵送剂配方

表 2 葡萄糖酸钠对混凝土凝结时间的影响

3 ． 1 ． 2 葡萄糖酸钠的辅助塑化作用及保坍作用
　　 不同掺量的葡萄糖酸钠对混凝土坍落度及损失的影响如表 3( 葡萄糖酸钠对混凝土坍落度及损失的影响 ) 。

表 3 葡萄糖酸钠对混凝土坍落度及损失的影响 ( 秦岭 P.O 32.5R)

　　由表 3 可知，在相同水胶比的情况下，随着葡萄糖酸钠掺量的增加，混凝土的坍落度经时损失较小；且随着掺量增大，保坍效应增强。这表明葡萄糖酸钠对所用水泥及高效减水剂构成的体系相容性良好，其在该体系中具有明显的辅助塑化效应和保坍效应，在一定范围内提高葡萄糖酸钠掺量，可有效减小混凝土坍落度经时损失。
　　 缓凝剂—般都具有一个适宜的掺量范围。在这个范围内，随着缓凝剂掺量增加，缓凝作用增强，混凝土后期强度也不会有明显的降低，甚至会略有提高。泵送剂中，使用葡萄糖酸钠作缓凝组分以控制混凝土坍落度损失，掺量一般为胶凝材料的 0.03 ％～ 0.05 ％。但是，在实践中，有时使用该掺量仍然无法控制坍落度损失，外加剂厂常将掺量提高，有时甚至超过胶凝材料的 0.1 ％，从而导致出现工程事故。由以上试验可知，葡萄糖酸钠缓凝利的合适掺量为 0.03 ％ ~0.07 ％，在此范围内，适当提高葡萄糖酸钠掺量，在相同水灰比的情况下，可提高降低混凝土的坍落度损失。

3 ． 2 葡萄糖酸钠对硬化混凝土的影响
3 ． 2 ． 1 试验配合比
　　 混凝土配合比设汁，见表 4 所示。

表 4 设计的混凝土配合比

3 ． 2 ． 2 试验结果

　　—般地讲，适量掺加缓凝剂后的混凝土早期强度 (7d 左右 ) 比未掺的要低，但一般 7d 以后就可以赶上或超过未掺者， 28d 强度比未掺者有较明显的提高。资料表明， 90d 强度仍然可以保持高于后者的趋势。

图 1 葡萄糖酸钠对混凝土强度的影响 ( 秦岭 32.5R)

图 2 葡萄糖酸钠对混凝土强度的影响 ( 盾石 32.5R)

　　由图 1 、 2 可以看出，对于混凝土的强度，葡萄糖酸钠有—个最佳掺量点。 3d 时，掺量为 0.05 ％时强度最大。 7 、 28d 及 60d 时，对于秦岭水泥掺量 0.05 ％时强度最大；对于冀东水泥掺量 0.07 ％时强度最大。可见，葡萄糖酸钠与水泥也存在适应性的问题。
　　 随着葡萄糖酸钠掺量的加大，不但会严重降低混凝土的早期强度，而且降低中后期强度，这是因为过度缓凝，混凝土长时间不凝结硬化，会造成混凝土内部水分过量的蒸发和散失，使水泥水化反应过缓甚至停止，水化程度低，水化产物少，对混凝土强度造成不可恢复的损失。低掺量葡萄糖酸钠缓凝剂主要影响 3d 以前早期强度，而对于 3d 以后的中后期强度影响则较小；当超掺缓凝剂，即葡萄糖酸钠掺量超过 0.07 ％时，不仅影响 3d 以前早期强度，对 3d 以后的强度影响也较大，当掺量为 0.15 ％时， 28 、 60d 混凝土强度已远远低于未掺葡萄糖酸钠时的强度。
　　 在适宜范围掺量 (0.03 ％～ 0.07 ％ ) 时，混凝土的中后期强度均有明显提高，如 0.07 ％的掺量，秦岭水泥 60d 强度比未掺葡萄糖酸钠时高出 7.4MPa ：，所以我们说，葡萄糖酸钠对高性能混凝土有增强作用。

4 结论

(1) 同水胶比时，随着葡萄糖酸钠掺量的增加，混凝土的凝结时间，无论初凝时间还是终凝时间都有所延长；但当葡萄糖酸钠掺量超过适宜掺量时会发生严重缓凝。
(2) 葡萄糖酸钠对所用水泥及高效减水剂构成的体系相容性良好，其在该体系中具有明显的辅助塑化效应和保坍效应，且随着掺最增大，保坍效应增强。
(3) 葡萄糖酸钠的适宜掺量为水泥的 0.03 ％～ 0.07 ％。在此范围内，葡萄糖酸钠对高性能混凝土的增强效应，特别是对混凝土后期强度有增强效应，只有掺量适当时，才较为明显；而当掺量过大时，由于缓凝性太强，混凝土 3d 内不终凝，便会导致后期强度大幅度降低。

[ 应用实例 1]

混凝土缓凝剂的辅助塑化效应

　　混凝土集中搅拌，是建筑工程生产方式的重大变革。由于工程中对混凝土凝结时间和坍落度要求的不同，人们一般通过在所使用的外加剂中复配缓凝剂来进行调整，即可以借助于掺加外加剂的手段对混凝土进行改性，使其满足在施工性能、力学性能和耐久性能等方面的各种要求。
　　 缓凝剂是一种能延长混凝土凝结时间的外加剂，按其化学成分可以分为无机缓凝剂和有机缓凝剂两大类。在商品混凝土中掺人缓凝剂的目的是为了延长水泥的水化硬化时间，使新拌混凝土能在较长时间内保持塑性，从而调节新拌混凝土的凝结时间。
　　 目前国内外关于缓凝剂的研究，主要集中在缓凝剂的缓凝作用及其机理等方面，而对于缓凝剂的辅助塑化效应的研究却未见报道。本文研究了不同缓凝剂和不同高效减水剂同掺时的辅助塑化效应及其基本规律，并对作用机理作了初步探讨。

1 试验

1.1 原料
　　 水泥： P.042.5R 水泥；高效减水剂：氨基磺酸盐系、萘磺酸盐甲醛缩合物 (FDN) ；缓凝剂：三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸、白糖。

1.2 试验设备及方法
1.2.1 试验设备及工具
　　 L60 水泥净浆搅拌仪，天平， 400m m × 400m m × 5mm 玻璃板，截锥形圆模 ( 上口内径 36mm 、下口内径 60mm 、高度 60mm ) 。

1.2.2 试验方法
　　 考虑到砂石骨料质量波动较大，为减少试验结果的干扰因素，本研究采用净浆流动度来评价缓凝剂的辅助塑化效应。
　　 水泥净浆水灰比采用 0.35 ，分别确定两种高效减水剂的最佳掺量。在此基础上，测定缓凝剂和高效减水剂同掺时水泥净浆的流动度及其经时损失。净浆流动度和流动度经时损失的测定方法参照 GB5011 9 — 2003 ；用湿毛巾将玻璃板、截锥圆模、搅拌器及搅拌锅均匀擦拭，使表面湿润而不带水迹，将截锥形圆模放在玻璃板中央，将搅拌好的水泥净浆迅速倒入截锥圆模内，抹平上表面后，用手垂直提起截锥圆模，同时计时，让净浆在玻璃板上自由流动，至 30s ，在 2 个相互垂直的方向上测量净浆铺展直径，取平均值作为净浆流动度的量值。将剩余净浆装入容器，并覆盖以避免水分蒸发，分别停放 30min 、 60min ，然后搅拌 l min ，再采用上述方法测定其流动度。

2 结果与分析
　　 根据流动度试验结果，对于秦岭水泥、萘系高效减水剂和氨基磺酸盐系高效减水剂的最适掺量分别为 1.0 ％和 1.2 ％。本文所选 5 种缓凝剂分别与 2 种高效减水剂同掺，进行水泥净浆流动度试验，试验测试结果如表 1 所示。图 1 至图 4 分别为缓凝剂同高效减水剂同掺时的辅助塑化效应和水泥净浆的流动度损失。

水泥净浆流动度及保持效果 ( ㎜ )

由表 1 及图 1 至图 4 ，可看出以下主要规律：

(1)5 种缓凝剂和 2 种高效减水剂同时掺人时与单掺 2 种高效减水剂相比，均显示出不同的辅助塑化效应。
(2) 由图 3 、图 4 可见，虽然不同缓凝剂对水泥净浆流动度损失的影响有所差异，但是总体上均能改善外加剂与水泥的相容性，有效降低水泥净浆流动度损失。
(3)5 种缓凝剂的辅助塑化效应，与萘系高效减水剂同掺时均优于与氨基磺酸盐减水剂同掺。前者流动度增加值最大为 60mm ，后者流动度增加值最大为 35mm 。
(4) 在 5 种缓凝剂与 2 种高效减水剂复掺的条件下，辅助增塑效应最差的是白糖，最好的是三聚磷酸钠。
　　 另外，实践证明，在所研究的 5 种缓凝剂中，白糖的缓凝性最强。由试验结果可以看出，缓凝作用最强的缓凝剂的辅助增塑效应并不好，白糖净浆流动度增加的绝对值很小。所以白糖主要起缓凝作用，其辅助塑化效应极小。

3 机理分析
　　 掺加减水剂尤其是高效减水剂的混凝土，坍落度经时损失往往较大。解决措施之一是将减水剂与缓凝剂复合使用，或者采用缓凝减水剂。由于它们对水泥早期水化的控制作用而降低了坍落度损失程度。缓凝剂在延缓水泥水化作用的同时，为什么具有辅助增塑效应呢 ? 作者试作以下探索性分析。
　　 三聚磷酸钠和六偏磷酸钠均属于复杂磷酸盐中的环状的聚偏磷酸盐玻璃体，其酸根阴离子是由 3 个或者 6 个磷氧四面体，通过氧原子而连接成的环状结构。如三聚磷酸钠的结构式：

●磷原子 O 氧原子

　　所谓玻璃体是指这些磷酸盐不具备简单磷酸盐的层状晶体结构，本身具有较高的化学活性。水泥水化浆体中，三聚磷酸钠主要作用是直接与 Ca 2+ 离子生成稳定的络合物，而不是水解后与 Ca 2+ 离子生成“不溶性”的磷酸钙。水泥水化初始阶段，三聚磷酸钠阻碍了水化产物 Aft 的形成，抑制了水化产物 CH 的结晶成长，延缓了 C 3 S 和 C 3 A 的水化。近来研究证实，六偏磷酸钠 ( 格式盐 ) 实际上并不是什么六偏磷酸盐，不存在 (PO) 这样一个独立单位，而是一个直链化合物：

六偏磷酸钠

　　这个化合物的链长约为 2 0 ～ 100 个 PO 3 单位。这种玻璃体溶于水时生成水解产物的对磷酸根阴离子聚结体，其中的多磷酸根阴离子的“离子量”可以达到 500 或者更高的 P03 单位。作者认为，由此产生的多价阴离子与减水剂水解形成的有机阴离子一样，可以吸附于水泥粒子表面，进入双电层的扩散层和紧密层，从而改变双电层结构，导致 ζ 电位提高而起到辅助塑化效应。
　　 葡萄糖酸钠也称为五羟基已酸钠，为直链单糖盐，其水解后也可以形成一价正离子和有机阴离子，分散作用与上类同。此外，羟基的亲水性可增厚水泥颗粒表面的吸附水膜，是产生辅助增塑效应的重要因素。
　　 柠檬酸 (2- 羟基丙烷 -1 ， 2 ， 3 三羧酸 ) 的辅助增塑效应则主要源于其分子结构中的羟基和羧基。
　　 白糖是由甘蔗或者甜菜通过碳酸饱和法或亚硫酸饱充法提纯糖汁后，经真空蒸浓、结晶、分离而得粉末，其成分为碳水化合物，是二糖的重要代表。它的结构特点是两个单糖还原性的结合。所以白糖主要起延缓水泥水化的作用，而对辅助塑化效应所起作用不大。

4 结论

（ 1 ）缓凝剂与高效减水剂同掺时，不仅仅起缓凝作用，而且对水泥净浆具有一定的辅助塑化效应这一效应表现为净浆流动度绝对值的增加和经时损失的减小。

（ 2 ）缓凝剂与萘系高效减水剂同掺时，缓凝剂的辅助塑化效应优于与氨基磺酸盐系高效减水剂同掺。

（ 3 ）具有明显辅助增塑效应的缓凝剂的作用机理是：水解形成阴离子基团通过双电层所起的分散作用以及－ OH 、－ COOH 等亲水基团增厚了水泥颗粒表面吸附水膜所致。

（ 4 ）缓凝剂的缓凝性能强弱与其保坍性能没有必然联系。

[ 应用实例 2]

工业级葡萄糖酸钠企业标准
执行标准 Q/EHY05 1 — 2003

1 、范围
　　 本标准规定了本所生产的葡萄糖酸钠技术要求、规格、试验方法、包装等。

2 、规范性引用文件
　　 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单 ( 不包括勘误的内容 ) 或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

3 、技术要求

4 、试验方法

4.1 残糖 ( 还原性物质 )
　　 将 10g 葡萄糖酸钠加入 250m 1 三角瓶中溶于 20ml 水，加入 25 ml 碱性柠檬酸铜试液。盖上三角瓶，微沸 5 分钟，并迅速冷却至室温。加入 25ml 0.6N 醋酸， 10.0ml 0.1 N 磺液和 10ml 3N 的盐酸，然后用 0.1 N 硫代硫酸钠滴定，当终点将至时，滴加 3ml 淀粉液。用空白值减去滴定值，两者之差即为所得。硫代硫酸钠的体积差值的每毫升相当于 2.7mg 还原性物质 ( 以葡萄糖计 ) 。

注 1 ：碱性柠檬酸铜溶液：
　　 配制：在加热下，将 173g 二水柠檬酸和 117g —水碳酸钠溶于 700m 1 水中，如有必要的话，可用滤纸过滤，以得到澄清的水溶液。在另一容器中加入 17.3 g 五水硫酸铜，溶于 100ml 水中，搅拌，缓慢地将溶液添加到第一溶液中，冷却其混合物，稀释至 1000ml 。

注 2 ： 0.1 N 磺液
　　 配制：取 14g 碘，加碘化钾 36g 与水 50 m 1 ，溶解后加盐酸 3 滴与水适量成 100 m 1 ，摇匀，用垂熔玻璃滤器滤过。

注 3 ： 0.1 N 硫代硫酸钠标液
　　 配制：取 26g 硫代硫酸钠和 0.2g 碳酸钠溶于 l000ml 新煮过的冷却水。
　　 标定：准确称取 210mg 事先粉碎，并在 12 0 ℃ 下干燥 4 小时的基准级重铬酸钾，于 500m 1 碘量瓶中加入 100ml 水，使之溶解，打开瓶盖加入碘化钾 3g ，加稀硫酸 40m 1 ，摇匀，密塞；在暗处放置 10 分钟后，用水冲洗瓶塞和器壁，用硫代硫酸钠滴定至近终点 ( 浅黄绿色 ) ，加入 3ml 淀粉试液，继续滴定至兰色消失而显亮绿色，并将结果用空白校正，计算其当量值。

4.2 含量
　　 准确称取 150mg 葡萄糖酸钠于 250ml 三角瓶中，进入 75 ml 冰醋酸，加热使之溶解。冷却，加入喹哪啶红试液，用 0.1 N 高氯酸试液滴定至无色终点。每毫升 0.1 N 高氯酸相当于 21.8l mg 葡萄糖酸钠。

注 1 ：喹哪啶红试液
　　配制：将 100mg 喹哪啶红溶于 100m 1 乙醇液。

注 2 ： 0.1 N 高氯酸标准
　　配制：取无水冰醋酸 750ml ，加入高氯酸 (AR)8.5 ml ，在室温下缓缓滴加醋酐 26 ml ，边加边摇，加完后用冰醋酸定容至 1000m 1 。放置 24 小时即可。
　　 标定：取在 105 ℃ 下干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾约 0.16g ，精密称定，加无水冰醋酸 20ml 使之溶解，加结晶紫 1 滴，用本液缓缓滴定至兰色，并将滴定结果用空白试验校正。每 1 ml 的高氯酸 (0.1N) 相当于 20.42mg 邻苯二甲酸氢钾。

4.3 pH 值
　　 葡萄糖酸钠配成 1 ％ (wt) 的水溶液，用酸度计测定 pH 值。

4.4 氯化物含量
　　 称取 1 g 样品，溶于 25 m 1 水中，加 2m 10.1 N 硝酸及 0.1 N 硝酸银，摇匀，放置 10 分钟，所呈浊度不大于标准。

4.5 干燥失重 ( 含水量 )
　　 称取 1 g 样品，置于恒重称量瓶中，称准至 0.0002g ，于 10 0 ℃ 下烘干至恒重，由式 (1) 计算样品水百分含量 (X)

X=(G 1 — G 2 )/( G 2 — G ) × 100 ％ (1)

G ——称量瓶重， g ；

G 1 ——烘干前样品重加称量瓶重， s ；

C 2 ——烘干后样品重加称量瓶重， g 。

4.6 砷
　　 称取 5 g 样品，置于定砷瓶中，溶于 20ml 水和 40m 14N 硫酸中，加 2 滴 40 ％氯化亚锡溶液及 5 mg 无砷锌粉，稀释至 70ml 。以古蔡氏法测量，溴化汞试纸所呈黄色不得深于标准。

5 包装与标志

5.1 本品内衬塑料袋，外套二层塑料编织袋，严密不漏。每袋净重 25 kg 。如果特殊包装，供需双方另行协商。
5.2 本品每个包装袋上均标明本所名称、净重，附有生产批号，每一批号均有产品质量分析检验报告单。

[ 应用实例 3]

泵送剂中葡萄糖酸钠掺量对混凝土性能的影响

1 引言
　　 近年来，由于高层、超高层建筑工程的建设，己不能由传统混凝土的施工技术满足其施工要求，发达国家泵送混凝土的使用已非常普遍，我国京津地区较为广泛地使用了泵送混凝土，其他地区泵送混凝土所占比例也逐年增大，因此，减水剂和泵送剂等外加剂在工程中应用越来越广。但掺加外加剂后，混凝土的坍落度损失比未掺外加剂前更加严重，尤其是掺加高效减水剂后混凝土的坍落度只能保持十几分钟到半小时，给施工造成了困难，这个问题在商品混凝土和泵送混凝土中尤为突出。各国学者做了大量工作，取得了一些成果。在这些成果中，通常采用的技术路线有两类，一类是外加剂掺加方法，另一类是复合缓凝剂。高效减水剂与缓凝剂复合以解决坍落度损失的方法己被普遍接受，该方法的理论基础是延缓水泥早期水化产物的形成达到抑制坍落度损失。
　　 一般情况下，泵送剂由高效减水剂，缓凝剂，引气剂，助泵剂组成，可作缓凝剂的物质主要有羟基羧酸类物质、多羟基碳水化合物、木质素磺酸盐和腐植酸类减水剂以及无机化合物国内应用较多的缓凝剂是糖蜜减水剂和木质素磺酸钙减水剂。但也存在问题。水泥执行 ISO 标准后，水泥细度增大，但与木钙和糖等缓凝剂适应差，由于对羟基羧酸类缓凝剂的研究和应用不多，需要加大对该类缓凝剂的重视。羟基羧酸类缓凝剂包括有柠檬酸和葡萄糖酸钠等，其中，葡萄糖酸钠与高效减水剂复合使用可以延缓混凝土的凝结时间，减少坍落度损失，提高混凝土的强度。但有些工程为了施工需要超掺缓凝减水剂，造成质量隐患。故本文选用羟基羧酸类缓凝剂葡萄糖酸钠 (GNa) ，研究其不同掺量对混凝土性能的影响。

2 试验材料和试验方法
2.1 试验原材料及配合比
2.1.1 原材料

(1) 泵送剂：萘系减水剂，氨基磺酸盐系减水剂，葡萄糖酸钠，十二烷基苯磺酸钠 ( 工业级 ) ；
(2) 水泥： 32.5 级普通硅酸盐水泥；
(3) 卵石：粒径 5 mm ～ 31.5mm ；
(4) 砂：中砂，细度模数 2.6 ～ 2.9 的中砂；
(5) 矿物掺合料：Ⅱ级分选粉煤灰；
(6) 水：饮用自来水。

2.1.2 配合比
水泥： 350kg / m 3 ；
砂子： 715 kg / m 3 ；
石子： 1118 kg /m 3 ；
粉煤灰： 60 kg /m 3 ；
泵送剂： 8.2 kg /m 3 ( 按总胶凝材料的 2 ％计 ) ，其中，萘系减水剂占泵送剂的 30 ％，氨基磺酸盐系减水剂占 25 ％，十二烷基苯磺酸钠占 0.3 ％，其余的为葡萄糖酸钠。只改变葡萄糖酸钠的掺量，其余外加剂的掺量不变。
水灰比： 0.43 。

2.2 缓凝剂的掺量
　　 缓凝剂和缓凝减水剂一般都具有—个适宜的掺量范围。在这个范围内，随着缓凝剂掺量增加，缓凝作用增强，混凝土后期强度也不会有明显的降低，甚至会略有提高。但在混凝土工程实际应用中，如果混凝土搅拌不均，系统计量故障或操作异常都可能引起缓凝剂过量，过量缓凝剂会引起不正常凝结，同时会对混凝土强度产生不利影响。泵送剂中，使用葡萄糖酸钠作缓凝组分以控制混凝土坍落度损大，掺量一般为胶凝材料的 0.03 ％～ 0.05 ％。但是，在实践中，有时使用该掺最仍然无法控制坍落度损失，外加剂厂常将掺最提高，有时甚至超过胶凝材料的 0.1% 。本文主要研究超掺葡萄糖酸钠对混凝土凝结时间及强度的影响，从而获得该类缓凝剂的合适掺量及掺量上限，以避免因过度超掺葡萄糖酸钠而出现工程事故。故作者选用了葡萄糖酸钠的五个掺量 (0.03 ％、 0.05 ％、 0.07 ％、 0.1 ％、 0.15 ％ ) 。

2.3 试验方法
　　 混凝土坍落度及损失试验：初始坍落度测出后，将所剩混凝土料装入塑料筒 ( 箱 ) 中，表面用塑料编织袋覆盖，供下次测坍落度用，经一定时间测出此时的坍落度值，此值与初始坍落度之差即为此时的坍落度损失值。按照 6B8076 — 1997 的规定进行。
　　 混凝土凝结时间试验 按照 GB8076 — 1997 的规定进行。混凝土强度试验 按照 6B8076 — 1997 的规定进行。

3 试验结果及分析
3.1 混凝土坍落度经时变化
　　 不同掺量的葡萄糖酸钠对混凝土坍落度及损失的影响如表 1 ，图 1( 葡钧糖酸钠对混凝土坍落度及损失的影响 ) 。

表 1 葡萄糖酸钠对混凝土坍落度及损失的影响

图 1 葡萄糖酸钠对混凝土坍落度及损失的影响

　　在—定水灰比的情况下，随着葡萄糖酸钠掺量的增加，表 l 中，混凝土的坍落度经时损失降低甚至不损失。这表明葡萄糖酸钠有增塑性。

3.2 混凝土的凝结时间及强度
　　 不同掺量的葡萄糖酸钠对混凝土凝结时间、强度的影响如表 2( 葡萄糖酸钠对混凝土凝结时间的影响 ) ，表 3( 葡萄糖酸钠对混凝土强度的影响 ) 。

表 2 葡萄糖酸钠对混凝土凝结时间的影响

　　如表 2 所示，随着葡萄糖酸钠掺量的增加，混凝土的凝结时间，无论初凝时间还是终凝时间都有所延长。掺量 0.15 ％ 3d 时甚至还未终凝。
　　 如表 3 所示，对于混凝土的强度，葡萄糖酸钠有一个最佳掺量值。 3 d 时，掺量为 0.05 ％时强度最大， 7d 、 28d 及 60d 时，均为掺量 0.07 ％时强度最大。低掺量缓凝剂主要影响 3 d 以前早期强度，而对 3 d 以后的强度影响则较小；当超掺缓凝剂时，不仅影响 3 d 以前早期强度，对 3 d 以后的强度影响也较大。当增加葡糖糖酸钠的掺量时，混凝土的强度有所提高，但当超过最佳掺量时混凝土的强度会降低。

表 3 葡萄糖酸钠对混凝土强度的影响

3.3 缓凝机理
　　 缓凝剂对水泥缓凝的理论主要包括吸附理论、生成络盐理论、沉淀理论和控制 CH(OH) 2 结晶生长理论。但由于缓凝剂的种类繁多，其作用机理十分复杂，至今尚无一种比较完善的解释理论。过量缓凝剂与水泥作用时发生的超时缓凝在作用机理方面与—般缓凝剂的缓凝作用机理无本质的区别，只是往往由于缓凝剂的掺量很高，新拌混凝土液相内缓凝剂的剩余含量很高。无论是吸附理论、沉淀理论，还是控制 CH(OH) 2 结晶生长理论都认为，这时水泥水化都需要克服更大的能垒，所以往往需要—个比较长的时间，甚至水泥水化完全停止，凝结最终无法完成，从而产生不凝现象。这对工程来说是相当危险的，将导致严重的工程质量事故。

4 结论
a ．葡萄糖酸钠具有明显的辅助塑化效应，在一定范围内提高葡萄糖酸钠掺量，可有效减小混凝土坍落度经时损失；
b ．葡萄糖酸钠的合适掺量为 0.03 ％～ 0.07 ％，在此范围内，适当提高葡糖酸钠掺量，在相同水灰比的情况下，还可提高混凝土后期强度；
c ．当葡萄糖酸钠掺量超过 0.1% 后，也即当混凝土终凝时间接近 2d 后，混凝土强度，特别是后期强度会大幅度降低。