摘要:本文通过对聚羧酸系减水剂与萘系减水剂的对比实验,研究两种减水剂的性能特点。结果表明,与萘系减水剂相比,聚羧酸减水剂具有更好的水泥适应性、掺量少、高减水率、混凝土坍落度经时损失少、更适合配制低水灰比混凝土等特点。

关键词:聚羧酸系减水剂;萘系减水剂;净浆实验;混凝土实验

1.前言

高性能减水剂是高性能混凝土中的一种重要组成部分,随着混凝土技术的发展,对混凝土耐久性越来越重视,而耐久性的提高,混凝土的水胶比往往需要降低,但混凝土的流动性仍要求满足泵送施工要求,因此减水剂除要求具有高的减水效果外,还需要能控制混凝土的塌落度损失,而一般的高效减水剂往往达不到要求。

作为新一代高性能减水剂的聚羧酸系减水剂具有梳形分子结构,与水泥适应性好、掺量小、减水率高、配制出的混凝土保坍性好、和易性好等特点,并克服了萘系减水剂在生产中带有甲醛等缺点,特别适用于生产高性能混凝土,近年来得到广泛的研究与快速发展,但从目前市场上销售的聚羧酸系减水剂的品种及占有率上看,聚羧酸系减水剂的应用推广仍处于起步阶段,其具有广阔的应用前景。

为更好地了解聚羧酸系减水剂混凝土中的工作性能,本文对聚羧酸系减水剂与萘系减水剂进行了实验研究。

2.原材料和配合比

2.1试验原料

水泥:小野田P.O42.5普通硅酸盐水泥

砂:东莞河砂,中砂,细度模数2.6

石:5～20mm碎石

水:自来水

减水剂:采用两种聚羧酸和1种萘系(FDN)减水剂;其中CP聚羧酸系减水剂由深圳海川工程科技有限公司提供;

2.2水泥净浆实验

根据《混凝土外加剂匀质性实验方法》(GB8077-2000),在WC为0.29时,测定两类减水剂推荐掺量范围内的4个点的水泥净浆流动度和1小时、2小时的流动度保持情况,作为表征其性能的参数并各选出两种掺量进行混凝土实验。

2.3混凝土实验

根据水泥净浆实验结果选取有代表性掺量,采用表2配合比进行混凝土实验,在控制坍落度180±20mm条件下,测试两类减水剂两种掺量的减水率和1小时、2小时坍落度,3天、7天抗压强度比。

3.实验结果和分析

3.1水泥净浆实验结果如下表

按照GB8077-2000水泥净浆实验方法,减水剂按推荐掺量加入,各掺量的结果如下

3.2混凝土实验结果

从水泥净浆中选出CP的0.5和0.8掺量,格雷斯152选出0.8和1.0掺量,FDN中选出2.0和2.5掺量,经试配得到表6配合比及其它实验结果。

3.3结果分析

3.3.1水泥净浆

由表3中可看出CP减水剂随着掺量的增加,流动度增大,且从2h后的流动度来看,基本无损失;在低掺量0.5%时,流动度已有257mm;在掺量0.7%时,流动度有较大的提高,达到了285mm;然后虽掺量的提高,但流动度提高的幅度不大。从结果可得出在0.5%掺量时,流动度经时略有损失,而0.7%以上有较大的提高,且流动度经时流动度不损失。

由表5中可得到FDN同样随减水剂掺量的增加,流动度增大,但在掺量为2.5%时,流动度也只有237mm,而CP在掺量为0.5%时的流动性也比它高;在掺量为1.0%,流动度为197mm,且1h后已没有流动度;在1.5%时也是FDN的折点,然后同样在掺量增加时,流动度变化不大。

通过对比表3、表4和表5的结果,选出CP的0.5%和0.8%掺量,格雷斯0.8%和1.0%掺量,FDN的2.0和2.5掺量进行下一步的混凝土实验比较。

3.3.2混凝土实验

混凝土实验进行了减水率、坍落度经时变化、抗压强度比等,结果见表6、表7、表8、图2和图3。

从表6中可看出,CP0.5%掺量的减水率已达28%,掺量为0.8时,减水率高达35%;而FDN在掺量为2.5时才能达到30%,在相同的固含量条件下,要达到相同的减水率,FDN的掺量要多得多。从坍落度经时变化看,FDN损失较快,2h的坍落度相当于CP1h的坍落度。在3天与7天的抗压强度比中,CP与FDN的提高程度相差不大。从比较的3个项目中不管是单项目还是总体性能,CP比FDN较优。

4.结论

通过以上实验比较,可得出以下结论:

(1)聚羧酸系减水剂的减水率明显高于萘系减水剂,在达到相同减水率的情况下,聚羧酸减水剂的掺量远远低于萘系减水剂;

(2)聚羧酸系减水剂的保坍性明显优于萘系减水剂,用聚羧酸减水剂配制的大流动性混凝土在1h后仍能到达泵送要求;

(3)随着掺量的增加,聚羧酸减水剂的减水率远高于萘系,而萘系减水剂掺量在2.0%左右时已基本达到极限,这表明聚羧酸减水剂更适合配制低水灰比高强混凝土。