脂肪族高效減水劑復(fù)配應(yīng)用研究

[ ] 本文采用對比試驗的方法,通過對萘系減水劑單摻;萘系與脂肪族同比例復(fù)配及脂肪族單摻三種形式的混凝土對比試驗,分析了脂肪族減水劑的應(yīng)用效果。
 
[關(guān)鍵詞] 脂肪族高效減水劑;對比試驗
 
0 前言
 
    脂肪族羥基磺酸鹽縮合物是以羰基化合物為主要原料,在堿性條件下通過碳負離子的產(chǎn)生而縮合得到的一種脂肪族高分子鏈,并且通過亞硫酸鹽對羰基的加成從而在分子鏈上引進親水的磺酸基,這種縮合物的分子鏈上具有親水基團和親油基團,因而在性能上就具有了表面活性的特征,可以用作混凝土減水劑。本文主要介紹脂肪族減水劑的性能及復(fù)配后在混凝土中的應(yīng)用。
 
1 脂肪族減水劑的性能
 
    將脂肪族減水劑加入到混凝土中,若保持水灰比不變,則可以有效提高混凝土的坍落度;若減小水灰比,則可以獲得流動性能良好的混凝土,易于成型密實,而且可以明顯地提高混凝土的強度。
 
1.1 減水率實驗
 
    在不同減水劑摻量的情況下,配制高強度、大流動性的混凝土,測定混凝土的坍落度及強度。具體混凝土配合比和試驗結(jié)果見表1。
 
       
 
    從上面的試驗可以看出,該減水劑的減水率隨著摻量的增加而增大。在試驗范圍內(nèi),減水劑的摻量與減水率幾近成正比例的關(guān)系。
 
    在第8 組試驗中,減水劑摻量0.45%計,減水率可以達到20%以上,混凝土的出機坍落度為230 mm,混凝土的和易性良好,不離析、不泌水,28 d 的強度可以達到67.5 MPa。另外,摻加該減水劑的混凝土,早期強度發(fā)展很快,3 d 的強度可以達到28 d 強度的70%~80%,7 d 的強度可以達到28 d 強度的80%~90%,而且混凝土的后期強度也有增長的趨勢。隨著減水劑摻量的增加,混凝土單方用水量的減少,各組配比混凝土的早期強度也在增加。由此可見,該系列的減水劑不同于萘磺酸甲醛縮合物或改性木質(zhì)素磺酸鈣等減水劑,因為這兩類減水劑在增大摻量時會產(chǎn)生緩凝的作用,不同程度地影響混凝土的早期強度的發(fā)展。
 
1.2 脂肪族減水劑與萘系減水劑單摻及復(fù)配后的性能比較
 
    為了對比該減水劑與萘系減水劑對混凝土減水率的作用,我們設(shè)計了下面的混凝土試驗,分別為萘系減水劑單摻(UNF-5),萘系與脂肪族同比例復(fù)配(UNF-5:ZF)、脂肪族單摻(ZF)。其中每一組試驗的配合比(水泥、砂和石子用量)都是相同的,水泥使用北京水泥廠京都PˇO42.5 水泥。隨著減水劑的摻加的增加,混凝土單方用水量下降,W/C 減小,保持混凝土的坍落度基本不變,目的是考察隨著減水劑摻量的變化混凝土的減水率及強度將發(fā)生如何變化,試驗結(jié)果如表2 所示。
 
       
 
    從表2 可以看出,隨著減水劑摻量的增加,混凝土的水灰比降低,混凝土的減水率和強度明顯提高,通過比較,脂肪族減水劑的減水率最大。此3 種減水劑的摻量與混凝土的減水率變化關(guān)系如圖1 所示。
 
       
 
1.3 相同摻量大流動性混凝土保塑性能比較
 
    我們分別將UNF-5、UNF-5 與脂肪族、脂肪族分別復(fù)配成減水劑,設(shè)計成如下一系列配合比,其中各組配合比分別保持減水劑摻量、W/C、膠凝材料用量和砂率一定值,觀察混凝土拌和物的坍落度和擴散度的變化情況。試驗結(jié)果如表3 所示。
 
    通過試驗可以發(fā)現(xiàn),隨著時間的增加,用脂肪族復(fù)配的減水劑拌制的混凝土的坍落度損失最小。試驗結(jié)果見表3 及圖2、3、4。
 
       
 
       
 
       
 
       
 
1.4 混凝土含氣泌水試驗
 
    分別用UNF-5、UNF-5 與ZF、ZF 復(fù)配成緩凝高效減水劑,測定混凝土的含氣量、壓力泌水率,試驗結(jié)果如表4 所示。
 
       
 
    行了應(yīng)用,總計用量超過50 000 m3,涵蓋了梁、柱、墻、頂板、底板、路面等多種結(jié)構(gòu)部位,強度等級范圍包括C20~C60,所有工程應(yīng)用均達到設(shè)計要求,受到用戶的好評。
 
3 結(jié)論
3.1 脂肪族減水劑復(fù)配后對水泥的適應(yīng)性良好
 
    分散能力強,其摻量為1.5%~2.5%(粉劑摻量為0.5%~1.2%),減水率可以達到15%~30%;可以明顯地提高混凝土的早期強度,早期可以提高40%~140%,28 d 可以提高20%~50%;能有效地降低水泥水化熱,保水性好,能顯著地改善和提高混凝土的性能;堿含量低,可以有效地抑制混凝土的堿-骨料反應(yīng);不含氯鹽,對鋼筋無銹蝕作用。
 
3.2 可以配制高強與高性能混凝土
 
    該減水劑具有良好的減水、增強、緩凝、保塑和保水等功能,特別是對預(yù)拌混凝土配制大流動性高強混凝土減小坍落度損失十分重要。采用該減水劑與優(yōu)質(zhì)磨細摻合料(磨細礦渣、粉煤灰)等雙摻技術(shù)配制高強高性能混凝土的試驗,可以配制C30~C80 高強高性能混凝土,坍落度與擴展度的保留值均良好。
 
3.3 經(jīng)濟效益分析
 
    使用脂肪族減水劑可以顯著地降低混凝土的原材料生產(chǎn)成本。目前萘系減水劑2 500 元/t,脂肪族減水劑1 600 元/t,以攪拌站年產(chǎn)量300 000 m3計算,平均每立方混凝土使用外加劑8 kg 計算,單方混凝土可以節(jié)約主材成本7.2 元,一年可以節(jié)約成本216 萬元。因此推廣應(yīng)用脂肪族減水劑具有廣闊的市場前景。

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2024-12-25 09:02:14