復(fù)配蜜胺脂高效減水劑的性能研究
2006-07-21 00:00
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關(guān)鍵詞：復(fù)配型高效減水劑；減水劑；坍落度損失
0 前言
近年來，我國混凝土外加劑的科研和應(yīng)用均取得了相當(dāng)大的進展。但就其在混凝土中的應(yīng)用率來看，同世界上工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大的差距。主要原因是外加劑的生產(chǎn)成本過高，品種不齊全，且性能比較單一。
大量試驗及工程實踐表明，將兩種或兩種以上的外加劑復(fù)合。配制成具有多功能或單一功能更優(yōu)、穩(wěn)定性更高的復(fù)合外加劑是外加劑應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的趨勢。目前。減水劑與減水劑的復(fù)合包括高效減水劑之間的復(fù)合及普通減水劑與高效減水劑的復(fù)合。不同品種減水劑的復(fù)合。在外加劑總量不變的條件下，由于不同極性基團在水泥顆粒上的吸附形態(tài)。吸附強弱不同，往往可起到協(xié)同效應(yīng)，從而顯著改善混凝土拌合物的和易性并減少坍落度的經(jīng)時損失。研究表明。復(fù)合使用萘系高效減水劑FDN和蜜胺脂高效減水劑可顯著改善混凝土拌合物坍落度經(jīng)時損失。
本實驗使用蜜胺脂高效減水劑分別與糖蜜、糖鈣復(fù)合配制高效緩凝型減水劑，并與純的萘系高效減水劑FDN和蜜胺脂高效減水劑進行對比。實驗結(jié)果表明：蜜胺脂高效減水劑與糖蜜、糖鈣復(fù)合后，其緩凝、減水、增強等綜合性能均優(yōu)于蜜胺脂，其中與糖鈣復(fù)配的減水劑能顯著減少坍落度的經(jīng)時損失，在水泥摻量不變、達到相同流動度時，砂漿28d強度可提高近100%，混凝土28 d強度可提高40%左右；此外，還具有對水泥品種適應(yīng)性好，原料價格便宜的優(yōu)點。
1 實驗原材料與實驗方法
1。1 實驗原材料 （1）水泥：回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的古廟牌P．O42．5水泥。
（2） 蜜胺脂減水劑（實驗室自配）：粘度940m·Pa/s；質(zhì)量濃度1．24 g／cm 3；固含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）0．36% 。
（3）FDN萘系減水劑（市售，北京產(chǎn)）。
（4）集料：粒徑為5～25 mm的碎石。
（5）砂子：標(biāo)準(zhǔn)砂，細(xì)度模數(shù)為2．65的中砂。
（6）糖蜜和糖鈣：糖蜜取自某糖廠的廢糖液；糖蜜與煅燒生石灰混合物經(jīng)55℃水浴2 h反應(yīng)制得糖鈣，密封狀態(tài)自然存放一周待用。
1。2 實驗方法與配方設(shè)計
經(jīng)預(yù)先實驗表明蜜胺脂減水劑和糖蜜、糖鈣的比例分別為75：25和85：15時。減水劑的減水效果比較好，將蜜胺脂減水劑與糖蜜、糖鈣分別按該比例混合制得復(fù)配型高效減水劑。
按照國標(biāo)《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法}（GB／T 8077—2000）分別測定復(fù)配型高效減水劑摻入水泥凈漿、砂漿時的流動度及減水率、流動度經(jīng)時變化，砂漿和混凝土的強度等的實驗研究。并與不摻減水劑的空白樣及市場上普遍使用的FDN萘系高效減水劑進行比較。
為比較這兩種復(fù)配型高效減水劑的各項性能。本實驗使用了以下四種減水劑。其代號分別為A，B，C，D。其中：A一蜜胺脂減水劑；B—FDN減水劑；C一75%蜜胺脂減水劑+25%糖蜜的復(fù)配型減水劑；D一85%蜜胺脂減水劑+15%糖鈣的復(fù)配型減水劑。
實驗中減水劑的摻入量為水泥質(zhì)量的0．5%，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)配制成試件，放入養(yǎng)護箱養(yǎng)護24 h后拆模，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護至不同齡期，測其抗壓抗折強度
2 實驗結(jié)果及分析
2。1 不同減水劑對水泥凝結(jié)時間的影響 將不同減水劑按0．5%比例摻入水泥凈漿，在標(biāo)準(zhǔn)稠度范圍下測定了它們的凝結(jié)時間，結(jié)果見表1。
 從表1的數(shù)據(jù)可看出，單摻蜜胺脂減水劑A樣和FDN減水劑B樣水泥凈漿的初凝和終凝時間與空白樣相差不大，而摻人復(fù)配減水劑C樣水泥凈漿的初凝比空白樣延長了297min，終凝比空白樣長了3 19 min：摻人復(fù)配減水劑D樣的凈漿初凝變化也較大，比空白樣初凝長155 min，終凝比空白樣長185min。實驗結(jié)果表明摻入糖蜜或糖鈣后的復(fù)配型減水劑比蜜胺脂減水劑具有明顯的緩凝效果。
2。2 不同減水劑對水泥凈漿減水率的影響
2。2。1 減水率 為了比較不同減水劑的減水效果，當(dāng)減水劑摻入量為水泥的0．5%時，對水泥凈漿和砂漿的減水率進行測定，結(jié)果如表2所示。
 蜜胺脂減水劑屬陰離子，系早強、非引氣型高效減水劑，它對水泥砂漿和混凝土有較強的分散減水作用，其減水作用機理是以靜電斥力作用為主，兼有其他作用力；糖蜜的減水機理以水化膜潤滑作用和降低水泥顆粒界面能效應(yīng)為主。從表2中可看出，蜜胺脂減水劑與糖蜜、糖鈣復(fù)合后。水泥凈漿和砂漿的減水率有所下降，但下降幅度很小。凈漿減水率仍高達40%以上，砂漿的減水率也大于17%。說明復(fù)合后蜜胺脂減水劑的減水作用機理仍占主導(dǎo)作用，復(fù)合后的減水劑仍屬高效減水劑
2。2。2 凈漿和砂漿的經(jīng)時損失’
蜜胺脂減水劑有摻量少和分散作用強的特點，但它對摻量變化十分敏感，稍有過量即導(dǎo)致拌合物泌水，此外還有坍落度損失快的缺點。針對上述缺點用它與具有緩凝作用的糖蜜、糖鈣進行復(fù)合，檢測其經(jīng)時流動度損失，并與單摻蜜胺脂減水劑、FDN減水劑相比較。試驗結(jié)果如圖l、圖2所示。
從圖1可看出，單摻蜜胺脂減水劑A樣的水泥凈漿在60，90，120 min時流動度損失都非常大，120 min時高達約50%；而摻入其與糖鈣復(fù)合D樣的水泥凈漿流動度經(jīng)時損失就大大下降，在120 min時只有21．2%，從圖l中看出，摻D樣減水劑的凈漿在三個時間段流動度損失均為最低。
再看圖2，摻B，C，D三種減水劑的水泥砂漿在90 min時流動度損失較60 min時還有所下降，只有A在90 min時流動度損失有所上升。在120 min時，單摻蜜胺脂減水劑A樣的水泥砂漿流動度損失率高達36．4%；與之相比，摻人復(fù)合糖蜜、糖鈣的C，D樣的水泥砂漿流動度損失減少了很多，摻人復(fù)配減水劑D樣的水泥砂漿流動度損失率也是最低的。
2。2。3 不同減水劑對水泥砂漿強度的影響
為檢驗復(fù)合蜜胺樹脂減水劑對水泥砂漿強度的影響。在不改變水泥和減水劑用量的前提下，通過改變水灰比，獲得與空白樣相同流動度的條件下配制水泥砂漿試樣。并測出不同齡期的強度。結(jié)果見圖3和圖4。
  從圖3、圖4可看出，摻人A，B，C，D四種減水劑的水泥砂漿的3d抗折、抗壓強度均比空白樣高近一倍左右，而四者中摻人糖蜜C樣的砂漿抗壓強度較低：7d強度中C樣的砂漿強度較大；28d強度中D樣的抗壓強度高達60．5 MPa，強度增長速度超過了C樣。D樣的抗壓強度幾乎比空白樣高一倍。
上述強度發(fā)展趨勢表明，糖蜜的緩凝作用使早期水泥水化過程較為緩慢，從而使砂漿早期強度比沒有摻糖蜜的低，但蜜胺脂減水劑的減水作用對強度貢獻很大，所以C樣的砂漿強度仍比空白樣高；而正因為水化進程緩慢，水化較充分，中期強度C的發(fā)展超過其它三種。到水化后期時。D樣水泥石密實度增大，后期強度隨之大幅度增長。
總之。摻人復(fù)配高效減水劑C，D樣的混凝土強度比單摻FDN減水劑的B樣及單摻蜜胺脂減水劑的A樣的中后期強度大?？梢姀?fù)合外加劑在水泥水化歷程中起著協(xié)同作用效果，保證了水泥膠砂的各齡期強度均有較大幅度的提高。
2。3 減水劑在混凝土中的性能檢驗
為了進一步檢驗復(fù)合蜜胺脂高效減水劑的使用效果，進行了混凝土坍落度和強度試驗。表3是四種減水劑對普通硅酸鹽混凝土坍落度的影響結(jié)果。
從表3的實驗數(shù)據(jù)看，四種減水劑用于混凝土中與用于水泥砂漿中所起的作用的規(guī)律是一致的。與空白樣相比。摻有復(fù)配減水劑的D樣混凝土，其坍落度損失率比空白樣的小18．3%，而單摻蜜胺脂高效減水劑A樣，其混凝土坍落度損失率僅比空白樣的小10．1%。
混凝土的強度性能檢測結(jié)果如表4所示，從測試結(jié)果可看出，四種減水劑對混凝土強度的提高幅度沒有水泥膠砂的大，但仍有較大增長。摻C，D復(fù)配減水劑混凝土試樣14 d，28 d的抗壓強度均比空白樣及單摻有A，B減水劑的混凝土強度大。說明摻入C，D復(fù)配減水劑對混凝土的增強效果非常顯著。
3 結(jié)論
（1）蜜胺脂減水劑分別與糖蜜、糖鈣復(fù)合配制成的高效減水劑，凈漿減水率高達40%，砂漿的減水率大于17%，屬于高效減水劑。
（2）研究表明，采用蜜胺脂減水劑與糖蜜復(fù)合配制成高效減水劑，具有制作簡單，成本低廉的優(yōu)點。所復(fù)配的高效減水劑其綜合性能優(yōu)于單摻蜜胺脂和FDN高效減水劑：在提高混凝土強度性能方面效果也比單摻FDN和蜜胺脂高效減水劑好。
（3）蜜胺脂減水劑與糖鈣復(fù)配制得的高效減水劑能顯著改善混凝土的和易性，減少混凝土的坍落度損失，在不改變水泥用量的條件下，能顯著提高混凝土的抗壓強度。 |
| 原作者： 邱樹恒 廖秀華 李子成 豐霞限 |
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