聚羧酸系減水劑與萘系減水劑的對比實(shí)驗(yàn)研究

摘要: 本文通過對聚羧酸系減水劑與萘系減水劑的對比實(shí)驗(yàn), 研究兩種減水劑的性能特點(diǎn)。結(jié)果表明, 與萘系減水劑相比, 聚羧酸減水劑具有更好的水泥適應(yīng)性、摻量少、高減水率、混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失少、更適合配制低水灰比混凝土等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞: 聚羧酸系減水劑; 萘系減水劑; 凈漿實(shí)驗(yàn); 混凝土實(shí)驗(yàn)

1.前言

　　高性能減水劑是高性能混凝土中的一種重要組成部分, 隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展,對混凝土耐久性越來越重視, 而耐久性的提高, 混凝土的水膠比往往需要降低, 但混凝土的流動(dòng)性仍要求滿足泵送施工要求, 因此減水劑除要求具有高的減水效果外, 還需要能控制混凝土的塌落度損失, 而一般的高效減水劑往往達(dá)不到要求。

　　作為新一代高性能減水劑的聚羧酸系減水劑具有梳形分子結(jié)構(gòu),與水泥適應(yīng)性好、摻量小、減水率高、配制出的混凝土保坍性好、和易性好等特點(diǎn), 并克服了萘系減水劑在生產(chǎn)中帶有甲醛等缺點(diǎn), 特別適用于生產(chǎn)高性能混凝土, 近年來得到廣泛的研究與快速發(fā)展, 但從目前市場上銷售的聚羧酸系減水劑的品種及占有率上看, 聚羧酸系減水劑的應(yīng)用推廣仍處于起步階段, 其具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　為更好地了解聚羧酸系減水劑混凝土中的工作性能, 本文對聚羧酸系減水劑與萘系減水劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

2.原材料和配合比

2.1 試驗(yàn)原料

　　水泥: 小野田P.O42.5 普通硅酸鹽水泥

　　砂: 東莞河砂, 中砂, 細(xì)度模數(shù)2.6

　　石: 5～20mm 碎石

　　水: 自來水

　　減水劑: 采用兩種聚羧酸和1 種萘系( FDN) 減水劑;其中CP 聚羧酸系減水劑由深圳海川工程科技有限公司提供;

2.2 水泥凈漿實(shí)驗(yàn)

　　根據(jù)《混凝土外加劑勻質(zhì)性實(shí)驗(yàn)方法》(GB 8077- 2000) , 在W/C為0.29 時(shí), 測定兩類減水劑推薦摻量范圍內(nèi)的4 個(gè)點(diǎn)的水泥凈漿流動(dòng)度和1 小時(shí)、2 小時(shí)的流動(dòng)度保持情況, 作為表征其性能的參數(shù)并各選出兩種摻量進(jìn)行混凝土實(shí)驗(yàn)。

2.3 混凝土實(shí)驗(yàn)

　　根據(jù)水泥凈漿實(shí)驗(yàn)結(jié)果選取有代表性摻量, 采用表2 配合比進(jìn)行混凝土實(shí)驗(yàn), 在控制坍落度180±20mm 條件下, 測試兩類減水劑兩種摻量的減水率和1 小時(shí)、2 小時(shí)坍落度, 3 天、7 天抗壓強(qiáng)度比。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

3.1 水泥凈漿實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表

　　按照GB8077- 2000 水泥凈漿實(shí)驗(yàn)方法, 減水劑按推薦摻量加入,各摻量的結(jié)果如下

3.2 混凝土實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　從水泥凈漿中選出CP 的0.5 和0.8 摻量, 格雷斯152 選出0.8 和1.0 摻量, FDN 中選出2.0 和2.5 摻量, 經(jīng)試配得到表6 配合比及其它實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.3 結(jié)果分析

3.3.1 水泥凈漿

　　由表3 中可看出CP 減水劑隨著摻量的增加, 流動(dòng)度增大, 且從2h 后的流動(dòng)度來看, 基本無損失; 在低摻量0.5%時(shí), 流動(dòng)度已有257mm; 在摻量0.7%時(shí), 流動(dòng)度有較大的提高, 達(dá)到了285mm; 然后雖摻量的提高, 但流動(dòng)度提高的幅度不大。從結(jié)果可得出在0.5%摻量時(shí), 流動(dòng)度經(jīng)時(shí)略有損失, 而0.7%以上有較大的提高, 且流動(dòng)度經(jīng)時(shí)流動(dòng)度不損失。

　　由表5 中可得到FDN 同樣隨減水劑摻量的增加, 流動(dòng)度增大, 但在摻量為2.5%時(shí), 流動(dòng)度也只有237mm, 而CP 在摻量為0.5%時(shí)的流動(dòng)性也比它高; 在摻量為1.0%, 流動(dòng)度為197mm, 且1h 后已沒有流動(dòng)度; 在1.5%時(shí)也是FDN 的折點(diǎn), 然后同樣在摻量增加時(shí), 流動(dòng)度變化不大。

　　通過對比表3、表4 和表5 的結(jié)果, 選出CP 的0.5%和0.8%摻量,格雷斯0.8%和1.0%摻量, FDN 的2.0 和2.5 摻量進(jìn)行下一步的混凝土實(shí)驗(yàn)比較。

3.3.2 混凝土實(shí)驗(yàn)

　　混凝土實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了減水率、坍落度經(jīng)時(shí)變化、抗壓強(qiáng)度比等, 結(jié)果見表6、表7、表8、圖2 和圖3。

　　從表6 中可看出, CP0.5%摻量的減水率已達(dá)28%, 摻量為0.8 時(shí),減水率高達(dá)35%; 而FDN 在摻量為2.5 時(shí)才能達(dá)到30%, 在相同的固含量條件下, 要達(dá)到相同的減水率, FDN 的摻量要多得多。從坍落度經(jīng)時(shí)變化看, FDN 損失較快, 2h 的坍落度相當(dāng)于CP1h 的坍落度。在3 天與7 天的抗壓強(qiáng)度比中, CP 與FDN 的提高程度相差不大。從比較的3個(gè)項(xiàng)目中不管是單項(xiàng)目還是總體性能, CP 比FDN 較優(yōu)。

4.結(jié)論

　　通過以上實(shí)驗(yàn)比較, 可得出以下結(jié)論:

　　( 1) 聚羧酸系減水劑的減水率明顯高于萘系減水劑, 在達(dá)到相同減水率的情況下, 聚羧酸減水劑的摻量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于萘系減水劑;

　　( 2) 聚羧酸系減水劑的保坍性明顯優(yōu)于萘系減水劑, 用聚羧酸減水劑配制的大流動(dòng)性混凝土在1h 后仍能到達(dá)泵送要求;

　　( 3) 隨著摻量的增加, 聚羧酸減水劑的極限減水率遠(yuǎn)高于萘系, 而萘系減水劑摻量在2.0%左右時(shí)已基本達(dá)到極限, 這表明聚羧酸減水劑更適合配制低水灰比高強(qiáng)混凝土。