超緩凝高效減水劑的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究

    鉆孔咬合樁施工工藝是現(xiàn)今最先進(jìn)的建筑樁基施工方法之一,所謂鉆孔咬合樁就是采用機(jī)械鉆孔施工、樁與樁之間相互咬合排列的一種基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu),它被廣泛應(yīng)用于高架立交橋、燧道、地鐵及其它的大型建筑工程的地樁施工,據(jù)報(bào)道,杭州地鐵就將全部使用咬合樁施工工藝。而咬合樁工藝的一個(gè)核心原料就是超緩凝砼,其要求初凝時(shí)間要控制在60小時(shí)以上,而砼的凝結(jié)時(shí)間主要依靠外加劑來(lái)控制。從2005年3月份著手超緩凝高效減水劑的研制,歷經(jīng)4個(gè)多月的努力,于近期試配成功并完成了相關(guān)的試驗(yàn)室測(cè)試工作,具體情況如下:
 
    一、 超緩凝高效減水劑相關(guān)性能要求
    按照工程的需要,該種外加劑所配制的混凝土初凝時(shí)間要求不小于60小時(shí);凝結(jié)時(shí)間能根據(jù)工程實(shí)際需要和氣溫的變化具備可調(diào)性;除3天強(qiáng)度外,其余各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)完全滿足GB8076-1997《混凝土外加劑技術(shù)規(guī)范》要求。
 
    二、 超緩凝高效減水劑的配方設(shè)計(jì)思路
    超緩凝高效減水劑緩凝時(shí)間的長(zhǎng)短主要決定于緩凝組分的種類及比例,各緩凝成分對(duì)混凝土的作用不僅僅是調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間,對(duì)其它性能影響也較大,比如減水率、強(qiáng)度比、工作性等,而減水率的大小主要取決于減水成份的品種和所占有的比例。因此,原料品種與復(fù)合比例是本次研究的主要對(duì)象,力爭(zhēng)以最低的成本達(dá)到最好的緩凝效果和減水效果,并同水泥等膠凝材料具有良好的適應(yīng)性。
    1、減水組份的選擇
    目前市場(chǎng)上使用的減水劑主要有萘磺酸甲醛縮合物,氨基磺酸鹽,磺化三聚氰胺,聚羧酸類等系列,后三者性能最好,但由于價(jià)格昂貴,使用上受到限制,這次試驗(yàn)我們重點(diǎn)考慮了萘磺酸甲醛縮合物和氨基磺酸鹽兩個(gè)系列,并對(duì)其不同廠家的樣品進(jìn)行相關(guān)性能對(duì)比實(shí)驗(yàn),分別確定出了性價(jià)比最好的一家產(chǎn)品作為這次超緩凝減水劑的主要減水組分,并分別選擇一種輔助減水組分使之復(fù)合,以改善其性能單一的不足和降低生產(chǎn)成本。

    2
、緩凝組份的選擇
    這次試驗(yàn)我們重點(diǎn)考察了木鈣、糖蜜、白糖、葡萄糖、糖鈣、檸檬汁、焦磷酸鹽、氟硅酸鈉等緩凝劑品種的緩凝效果、它們互相復(fù)合(兩種或三種)后的緩凝效果和成本情況,以及它們同減水組份復(fù)合后對(duì)混凝土性能的影響情況,經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),優(yōu)選出其中的三種作為本次試驗(yàn)的緩凝組份,分別記為MG,ZT,PT,以及它們互相復(fù)合的最佳比例。表1為三種不同的緩凝劑按照一定的摻量分別同減水劑復(fù)配,以及它們按同樣的摻量復(fù)合后再同減水劑復(fù)配后測(cè)得的混凝土初凝時(shí)間;表2為同一品種但生產(chǎn)廠家不同的減水劑和同一種緩凝組份復(fù)配后所測(cè)得的混凝土初凝時(shí)間,其中N01,N02,N03,N04分別代表不同廠家生產(chǎn)的同一類型高效減水劑。
    從表1和表2中可看出:
    同樣的緩凝劑同不同的減水劑(品種不同或品種相同但生產(chǎn)廠家不同)復(fù)配,測(cè)得的凝結(jié)時(shí)間也不同,說(shuō)明緩凝劑同減水劑間也存在適應(yīng)性問(wèn)題;三種不同性質(zhì)的緩凝劑按一定比例復(fù)合后緩凝效果遠(yuǎn)好于單獨(dú)使用;不同的緩凝組份間復(fù)配存在一個(gè)最優(yōu)配合比。
 
    表1采用不同的緩凝組份同減水組份復(fù)合測(cè)得的混凝土初凝時(shí)間(h:min)
緩凝組份
 
減水組份
MG
摻量
A%
 
ZT
摻量
B%
PT
摻量
C%
ZT+PT
摻量
(B+C)%
ZT+MG
摻量
(A+B)%
MG+ZT+PT
摻量
(A+B+C)%
JNF01
4:20
12:30
15:30
52
35
68:30
JNF02
3:00
14:30
12:00
48
29
64:00
 
    表2為不同廠家生產(chǎn)的同類減水劑和同一緩凝組份復(fù)配后測(cè)得的混凝土初凝時(shí)間(h:min)
減水劑樣品編號(hào)
N01
N02
N03
N04
初凝時(shí)間
82
80
99
89
 
    3、外加劑引氣量的確定
    外加劑加入超量的緩凝組份后,由它配制的混凝土在高流動(dòng)狀態(tài)下的離析泌水現(xiàn)象可能會(huì)加重,我們決定通過(guò)提高外加劑的引氣量來(lái)緩解之。通過(guò)對(duì)不同廠家的引氣劑樣品進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),我們篩選出了一種起泡速度快、氣泡形狀細(xì)小均齊且穩(wěn)定性較好的引氣劑,并對(duì)它在超緩凝高效減水劑中不同的摻量對(duì)混凝土性能的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較,具體參見(jiàn)表2,其中混凝土按某攪拌站C30樁基配方設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)溫度為25~27℃。通過(guò)綜合考慮,我們最后確定將外加劑引氣量控制在3%左右。
 
 
    表2 超緩凝高效減水劑JFN01-05中不同的引氣劑摻量對(duì)混凝土性能的影響
序號(hào)
引氣劑
摻量
(%)
混凝土含氣量
(%)
強(qiáng)度(MPa)
混凝土工作性
7d
28d
坍落度(mm)
擴(kuò)展度(mm)
泌水離析情況
0
0
1.5
25.3
36.6
205
370
一般
1
0.10
2.6
26.6
38.5
210
395
較好
2
0.15
3.6
25.8
37.0
220
420
較好
3
0.20
4.9
24.5
35.5
220
445
較好
 
    三、相關(guān)性能測(cè)試結(jié)果
    1、外加劑性能指標(biāo)測(cè)試
    按照前述原則,根據(jù)主要減水組份的不同我們?cè)嚺淞硕€(gè)超緩凝高效減水劑樣品,表3是按照GB8077-2000《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》要求測(cè)出的部分勻質(zhì)性指標(biāo)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);表4是二種超緩凝高效減水劑按照GB8076-1997《混凝外加劑規(guī)范》要求測(cè)出的部分混凝土性能指標(biāo)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),從中我們可看出除三天抗壓強(qiáng)度比沒(méi)作測(cè)定外,其余各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了相關(guān)規(guī)定要求。
 
         表3 超緩凝高效減水劑的部分勻質(zhì)性指標(biāo)值(外加劑摻入量為2.4%)
樣品
編號(hào)
凈漿流動(dòng)度(mm)
砂漿減水率(%)
PH值
密度
(g/cm3
含固量
(%)
JFN01-05
210
19.0
7.82
1.175
33.65
JFN02-05
220
19.0
7.85
1.173
33.45
   
      表4 摻超緩凝高效減水劑后混凝土的相關(guān)性能指標(biāo)值(外加劑摻入量為2.4%)

樣品

編號(hào)

混凝土

減水率
%

常壓泌
水率比
%

初凝
時(shí)間
h

終凝
時(shí)間
h

28d抗壓
強(qiáng)度比
%

28d
縮率比
%

混凝土

含氣量
%

對(duì)鋼筋
銹蝕作
用說(shuō)明

JFN01-05

18

71

66

69

125

118

3.8

無(wú)

JFN02-05

18

70

65

68.5

128

115

3.6

無(wú)

 

    2、超緩凝高效減水劑在樁基混凝土中的應(yīng)用效果
    為了考察上述二種超緩凝高效減水劑所配制的混凝土在高流動(dòng)狀態(tài)下的工作性以及主要品質(zhì)指標(biāo),我們采用某攪拌站的砂石等原料,仿到某攪拌站試驗(yàn)室的C30樁基混凝土配方,試配出了二組坍落度分別在220mm、210mm,擴(kuò)展度分別在405m、395mm的混凝土漿體,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察,其粘稠性非常好,沒(méi)有明顯的泌水離析現(xiàn)象出現(xiàn)。具體參見(jiàn)表5。
             表5 配制的實(shí)用混凝土相關(guān)性能指標(biāo)
樣品
編號(hào)
混凝土
坍落度
(mm)
混凝土
擴(kuò)展度
(mm)
初凝
時(shí)間
(h)
終凝時(shí)間(h)
7天
強(qiáng)度
(MPa)
28天
強(qiáng)度
(MPa)
JFN01-05
220
410
68
71
25.0
37.0
JFN02-05
210
395
66
70
25.8
38.0
 
    3、溫度對(duì)摻加超緩凝高效減水劑混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響
    為考察溫度對(duì)摻加超緩凝高效減水劑混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響,進(jìn)不同溫度條件下凝結(jié)時(shí)間的對(duì)比實(shí)驗(yàn),具體參見(jiàn)表6,其中混凝土按某C30樁基配方設(shè)計(jì)。從表6中我們可知,三組份緩凝劑合成的超緩凝高效減水劑JFN01-05所配的混凝土凝結(jié)時(shí)間對(duì)溫度的敏感性不大。
    表6 摻超緩凝高效減水劑的混凝土在不同溫度下的凝結(jié)時(shí)間變化情況
溫度
20℃
25℃
40℃
50℃
初凝時(shí)間
(h)
73.5
76
68
61
終凝時(shí)間
(h)
73
75
66
60.5
 
    四、結(jié)論:
    (1)從不同緩凝劑及其復(fù)配實(shí)驗(yàn)中可以看出,相同緩凝劑同不同的減水劑(品種不同或品種相同但生產(chǎn)廠家不同)復(fù)配,測(cè)得的凝結(jié)時(shí)間也不同,說(shuō)明緩凝劑同減水劑間也存在適應(yīng)性問(wèn)題。不同性質(zhì)的緩凝劑按一定比例復(fù)合后緩凝效果遠(yuǎn)好于單獨(dú)使用,并且不同的緩凝組份間復(fù)配也存在一個(gè)最優(yōu)配合比。
    (2) 外加劑加入超量的緩凝組份后,由它配制的混凝土在高流動(dòng)狀態(tài)下的離析泌水現(xiàn)象可能會(huì)加重,這可以通過(guò)提高外加劑的引氣量來(lái)緩解之。實(shí)驗(yàn)表明,外加劑引氣量控制在3%左右時(shí)離析泌水現(xiàn)象可得到較好控制。
    (3)按照本文提出的方法多配制的兩種復(fù)合型超緩凝減水劑的各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足GB8077-2000《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》和GB8076-1997《混凝外加劑規(guī)范》相關(guān)規(guī)定要求。
    (4)采所配制的兩種復(fù)合型超緩凝減水劑,按照某攪拌站試驗(yàn)室的C30樁基混凝土配合比配制混凝土,其坍落度和擴(kuò)展度均能滿足灌注樁要求,且粘稠性非常好,沒(méi)有明顯的泌水離析現(xiàn)象出現(xiàn)。摻加超緩凝高效減水劑混凝土凝結(jié)時(shí)間對(duì)溫度的敏感性較小。
    [作者簡(jiǎn)介]
    文柏貞,男,38歲,工程師,公司技術(shù)中心負(fù)責(zé)技術(shù)開(kāi)發(fā)工作,
       金建慶,男,38歲,工程師,公司外加劑分廠技術(shù)負(fù)責(zé)人;
       地址:杭州市天目山路517號(hào),杭州錢(qián)潮建材集團(tuán)有限公司技術(shù)中心;
       電話:0571-85227666-835
       郵編:310023

編輯:

監(jiān)督:0571-85871667

投稿:news@ccement.com

本文內(nèi)容為作者個(gè)人觀點(diǎn),不代表水泥網(wǎng)立場(chǎng)。聯(lián)系電話:0571-85871513,郵箱:news@ccement.com。

最新評(píng)論

網(wǎng)友留言僅供其表達(dá)個(gè)人看法,并不表明水泥網(wǎng)立場(chǎng)

暫無(wú)評(píng)論

發(fā)表評(píng)論

閱讀榜

萬(wàn)年青水泥入圍全球水泥產(chǎn)能TOP100排行榜

金峰水泥1名員工死亡原因查明 董事長(zhǎng)等擬被處理!

湖南良田水泥1.56億元競(jìng)得一水泥用灰?guī)r礦采礦權(quán)

12.24水泥晚報(bào):廣東2025年屋頂光伏目標(biāo);四川多元產(chǎn)業(yè)重大項(xiàng)目;A股公司主業(yè)全球化加速

5家水泥企業(yè)上榜2024年重點(diǎn)用水企業(yè)、園區(qū)水效領(lǐng)跑者名單!

海螺水泥:上交所“我是股東”投資者教育活動(dòng)走進(jìn)海螺水泥

安徽:安徽省生態(tài)環(huán)境廳關(guān)于楊婧等11名同志取得環(huán)境保護(hù)工程專業(yè)中級(jí)專業(yè)技術(shù)資格的通知

多少產(chǎn)能可以入圍世界水泥產(chǎn)能百?gòu)?qiáng)?你們企業(yè)上榜了沒(méi)?

2024年1-11月公路水路交通固定資產(chǎn)投資完成情況

最高440元/方 全國(guó)熱門(mén)城市C30混凝土最新價(jià)格一覽

中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)到三獅材料調(diào)研

國(guó)際范兒 | 助力瓦努阿圖地震災(zāi)后重建、東帝汶公司開(kāi)業(yè)、參加葡萄牙陶瓷磚國(guó)際會(huì)議……

12月24日廣東水泥市場(chǎng)價(jià)格行情動(dòng)態(tài)

安徽建工:安徽省住建廳建設(shè)服務(wù)中心新疆分中心揭牌儀式在集團(tuán)新疆分公司舉行

水泥網(wǎng)評(píng)論:財(cái)政支持力度提升,擱置項(xiàng)目重啟或?qū)?lái)需求增量

內(nèi)江市副市長(zhǎng)劉波一行到四川資中西南調(diào)研

天瑞水泥復(fù)牌!復(fù)牌后漲超1000%!
新國(guó)標(biāo)6月1日實(shí)施 水泥制造成本增加10-30元/噸
2024-12-25 08:57:46