混凝土外加劑是現代混凝土不可缺少的組分,能顯著改善混凝土拌合物的和易性,提高硬化混凝土的強度和耐久性。與傳統的減水劑相比,新一代高效減水劑在減水率、保坍性和后期強度增長等方面均具有更明顯的優勢。目前我國在聚羧酸系、氨基磺酸系和脂肪族磺酸鹽聚合物系列等新品種外加劑方面均開展研究工作。由于這些減水劑相對萘系等傳統高效減水劑來說價格較高,在實際應用中一般采用與萘系復配的工藝來達到最優性價比。本文主要針對聚羧酸系減水劑在混凝土中的應用進行了試驗研究。試驗結果表明,采用聚羧酸系與萘系復配的減水劑可以配制出工作性好、坍落度損失小、28d強度超過80MPa的高性能混凝土。
1. 原材料
(1)水泥:建福牌P.042.5R、煉石牌P.042.5R、及P.S42.5基準水泥。
(2)砂:中砂,相對密度2.65,體積質量1450kg/m3級配合格,其它指標符合規范要求。
(3)碎石:連續粒級5~40mm。
(4)粉煤灰:后石電廠產Ⅰ級灰。
(5)減水劑:萘系減水劑(FDN)和聚羧酸系減水劑均由廈門科之杰科技發展有限公司提供。
(6)緩凝劑、引氣劑及其它改性材料若干。
2.2.1 聚羧酸系減水劑
聚羧酸系減水劑由于具有分散性好、保坍性好、對混凝土凝結時間影響小以及合成過程環保等特點,已經成為目前國內外混凝土外加劑行業的研究熱點。聚羧酸系減水劑從總體上分為2類,一類是以馬來酸酐為主鏈接枝不同的聚氧乙烯基(E0)或聚氧丙烯基(P0)支鏈;另一類以甲基丙烯酸為主鏈接枝不同的E0或P0支鏈。本文實驗研究中采用了以馬來
酸酐為主鏈進行接枝共聚的聚羧酸系高效減水劑,該減水劑為淡黃色半透明液體,含固量為28%。
2.2 聚羧酸系與萘系減水劑的復配
萘系高效減水劑對水泥有強分散作用,可以使基準混凝土的坍落度從6~8cm提高到18~22cm,但混凝土坍落度損失較快,往往30~60min就失去了流動性。因此,目前集中攪
拌的預拌混凝土極少單獨使用萘系高效減水劑。為了滿足新拌混凝土的工作性以及硬化混凝土的物理力學性能要求,通常需采用復配技術。本文采用聚羧酸系減水劑與萘系減水劑、緩凝劑、增稠劑以及引氣劑等進行復配(見表1),以達到提高減水率、改善保坍性及提高混凝土后期強度的目的。
3.3.1 外加劑對混凝土的工作性及強度的影響
采用建福P.042.5R水泥,水灰比w/c=0.44,單位用水量W=177kg/m3,砂率SP=40%,粉煤灰取代率F=12.5%,超量系數成型混凝土試件。對摻聚羧酸系減水劑和萘系減水劑等復配的外加劑與單摻萘系減水劑的混凝土拌和物及其硬化后混凝土強度進行了比較,試驗結果如表2所示。
從表2可以看出,混凝土中摻入聚羧酸系與萘系二元復配外加劑的試樣具有很好的減水保坍效果。在配合比相同的情況下,摻加總灰量0.15%的聚羧酸系減水劑能顯著提高混凝土的保坍能力。在單摻萘系減水劑2.7%的情況下,雖然混凝土初始坍落度達到175mm,但1h后混凝土坍落度降至120mm。在摻量下調后這種坍落度損失更為明顯。如在摻量為2.2%時,混凝土1h經時坍落度損失由初始的140mm急劇下降為70mm。而適量復配聚羧酸系減水劑后,混凝土1h坍落度損失僅為10mm(P600-1)。
3.2 復配外加劑在低水灰比混凝土中的應用
對聚羧酸系與萘系減水劑不同復配及不同摻量對不同配合比混凝土拌和物性能及硬化后混凝土強度指標的影響進行了研究。分別采用煉石P.042.5R水泥,水灰比w/c=0.27,單位用水量w=140 kg/m3,砂率SP=37%,粉煤灰取代率F=15%,超量系數(簡稱配合比1)和采用建福P.042.5R水泥,水灰比w/c=0.364,單位用水量w=160 kg/m3,砂率SP=43%,粉煤灰取代率F=15%,超量系數(簡稱配合比2)成型混凝土試件。試驗結果如表3所示。
從表3可以看出,在低水灰比條件卜,采用聚羧酸系與萘系減水劑復配的技術,混凝上的工作性仍可以得到保證。在水灰比為0.27,P600-2摻量為2.8%時,混凝上的坍落度達到235 mm,且1h后流動性幾乎沒有損失。同時,從表2、表3可以看出,聚羧酸系減水劑的摻入對混凝上28 d強度沒有負面影響,混凝上的強度發展規律基本與單摻萘系減水劑的混凝上一致,混凝上28d強度可以達到80MPa以上。
4.結論
(1)聚羧酸系減水劑可以通過二元、三元乃至四元復配工藝與傳統的萘系減水劑以及適量的緩凝劑、引氣劑和保塑劑等協同工作,復配產品的減水效果和保坍效果都能得到明顯提高,且復配后對混凝土的凝結時間影響較小,適合于配制高性能混凝土。
(2)適量聚羧酸系減水劑的摻入對混凝土28d強度沒有負面影響,混凝土的強度發展規律基本與單摻萘系減水劑的混凝土一致,混凝土28d強度可以達到80MPa以上。
聚羧酸系與萘系減水劑復配用于高性能混凝土 最新評論:
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