外加劑改進混凝土泌水的試驗研究

摘要進行了外加劑改善混凝土泌水的試驗研究。結(jié)果表明,在混凝土中摻入適量的減水劑能起到減少泌水的作用。此外,適當(dāng)延長減水劑的縮合時間復(fù)合加入適當(dāng)?shù)母男越M份、合適的緩凝保坍組份、合適的增稠組份或合適的引氣量都能明顯提高混凝土的保水性,減少泌水。

關(guān)鍵詞外加劑;泌水增稠劑;含氣量 

0 前言

長期以來,新拌混凝土的泌水一直是一個技術(shù)難題,困擾著工程界,嚴重影響了混凝土的工程質(zhì)量。由于引起混凝土泌水的機理復(fù)雜,影響的因素很多,還沒有非常有效的解決方法和途徑。目前為止外加劑被認為是減少泌水最有效而直接的手段。針對此問題,我們進行了外加劑改善混凝土泌水的試驗研究。

1 試驗過程

1.1 原材料

水泥江南水泥廠4215P·Ⅱ水泥

砂中砂

碎石大小石子摻配滿足5mm20mm的顆粒級配要求

外加劑萘系高效減水劑、特定的增稠劑、緩凝保坍劑和引氣劑。

1.2 試驗方法

如無特殊說明泌水試驗用混凝土配合比和泌水試驗方法均參照GB8076進行。

2 外加劑改進泌水的試驗研究

2.1 合適的減水劑摻量

1給出了萘系減水劑摻量對混凝土泌水率的影響曲線。從試驗結(jié)果可以看出,隨著減水劑摻量的增加,泌水率逐漸降低但當(dāng)摻量達一定水平后時,減水劑的摻量再提高時,泌水率卻開始逐漸增加。也就是說,減水劑能明顯減低混凝土泌水率,但存在一個最佳摻量。

2.2 減水劑的改進

目前國內(nèi)工程中用的最多的減水劑為萘系減水劑,因而使用萘系減水劑出現(xiàn)泌水的問題也最多。圖2為典型的萘系減水劑的合成工藝流程示意圖,其中磺化和縮合是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。因而,我們通過延長縮合時間和加入改性組份兩個途徑來改進減水劑進而研究改性減水劑對混凝土泌水性能的影響。

2.2.1 延長縮合時間

研究縮合時間的目的是使縮合物分子鏈長度適中,使高分子鏈長短盡可能均一。表1為萘系高效減水劑縮合時間對混凝土泌水性能影響的試驗結(jié)果,其中t0為某一特定的縮合時間。從試驗結(jié)果可以看出,縮合時間為t0(h),混凝土的泌水率為6.00%, 當(dāng)延長32h的縮合時間,混凝土的泌水率降低到2.96%,說明延長縮合時間可以很大程度地降低混凝土的泌水率,但再延長7h,并不能明顯的下降泌水率。

2.2.2 加入改性組份Y

在減水劑縮合過程中加入改性組份,起交粘擴鏈作用,可減少混凝土的泌水和坍落度的經(jīng)時損失。我們進行了多種改性組份對混凝土泌水性能的篩選試驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)改性組份Y摻量(質(zhì)量分數(shù))6.5%15.0%范圍內(nèi)對混凝土的泌水及其它性能都有一定的改善作用其泌水率的試驗結(jié)果如表2所示。

2.2.3 選用合適的緩凝保坍組份

眾所周知,萘系高效減水劑本身不具有緩凝保坍作用。為滿足混凝土泵送施工的要求,通常采用復(fù)配緩凝保坍組份的方法。萘系高效減水劑適用的緩凝保坍劑很多我們選用了四種有代表性的緩凝保坍組份進行混凝土泌水率試驗,結(jié)果列于表3中。結(jié)果表明,普通的緩凝保坍組份abc,由于延緩了混凝土的凝結(jié)時間均不同程度的增加了混凝土的泌水率,其中摻組份a混凝土泌水率比未摻加緩凝保坍組份的高2.5而采用特種緩凝保坍組份中間體, 卻降低了混凝土的泌水率只為基準(zhǔn)組的37% ,大大提高了混凝土的保水性能。因此,對于泵送劑而言,合適的緩凝保坍組份是影響混凝土泌水率的關(guān)鍵因素。

2.2.4 摻入合適的增稠組份

在混凝土中加入合適的起增稠作用的水溶性高分子材料,如各種纖維素、聚丙烯、淀粉等,混凝土的粘聚性和保水性可以得到明顯的改善。我們選用增稠劑w進行了試驗研究。

 

首先進行了增稠劑w摻量(質(zhì)量分數(shù))對凈漿泌水率的影響試驗,結(jié)果如圖3所示。試驗表明,增稠劑w的摻量在0.1×10-42×10-4范圍內(nèi)變化時,凈漿的流動度基本沒有顯著減小并且在0.1×10-40.7×10-4范圍內(nèi)還有所增加,而漿體的泌水率則逐漸降低至0隨著增稠劑w摻量的繼續(xù)增大,凈漿的泌水率開始有所增加,但仍然比不摻的至少低50%。試驗充分說明,在一定的摻量范圍內(nèi)增稠劑w可以顯著降低水泥漿體的泌水率并且對其流動度幾乎沒有影響。

根據(jù)凈漿的試驗結(jié)果,進行了增稠劑w摻量對混凝土泌水率的影響試驗摻量從0 0.50×10-4,結(jié)果列于表4中。試驗結(jié)果同樣表明0.50×10-4摻量范圍內(nèi),隨著增稠劑w摻量的提高,混凝土的泌水率明顯下降,而對坍落度和坍落度損失,以及對擴展度和擴展損失均無不良影響。說明所選用的增稠劑w可以明顯提高混凝土的保水性能而不對流動性帶來負面的影響。

2.2.5 合適的引氣量

4為含氣量對泌水率的影響。

 

4的試驗結(jié)果可以看出隨著混凝土含氣量的提高,有利于減少混凝土的泌水,但含氣量的增加,卻使混凝土的強度下降。有數(shù)據(jù)表明,每增加1%含氣量混凝土的抗壓強度下降5%左右。因此在滿足混凝土的力學(xué)性能和耐久性能的前提下,可適當(dāng)提高含氣量,以達到減少混凝土泌水的目的。

3 結(jié)束語

上述試驗結(jié)果表明,適量摻入合適的減水劑,采用延長縮合時間或在縮合過程中加入改性組份生產(chǎn)的減水劑可有效降低泌水率。選用合適的緩凝保坍組份,或復(fù)合合適的增稠組份或摻加引氣劑在混凝土中引入合適的含氣量,也都能明顯提高混凝土保水性,降低混凝土的泌水率。因此,外加劑是解決混凝土泌水直接而又非常有效的方法之一。但是,由于引起混凝土泌水的機理復(fù)雜,影響的因素很多,還必須從原材料、混凝土配合比,以及施工工藝三個方面入手,綜合考慮各因素的作用機理,才能真正減少泌水量,甚至解決混凝土的泌水問題。

(江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司,南京210008;江蘇博特新材料有限公司,南京210008)

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