| 萘系减水剂与缓凝成份复合效应试验研究 | ||||||
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【关键词】:高效减水剂;缓凝剂;坍落度损失 前言 目前单一 2 外加剂复合的原理和设计思路 2.1 减水作用机理 当代混凝土工业普遍使用的超塑化剂绝大部分是萘磺酸盐甲醛缩合物(PNS)和磺化三聚氰胺甲醛树脂(PMS),其作用机理主要为分子之间存在静电斥力[1]。 在新拌混凝土中,加入减水剂后,减水剂的憎水基团定向吸引于水泥质点表面,亲水基团指向水溶液,组成了单分子或多分子吸附膜。由于表面活性剂分子的定向吸附,使水泥质点表面带有相同符号的电荷,于是在电性斥力的作用下,不但使水泥-水体系处于相对稳定的悬浮状态(双电层ζ-电位提高),并使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体,使絮凝状凝聚体内的游离水释放出来,从而达到减水的目的[2]。 2.2 外加剂复合原理 减水作用机理研究表明,通过三种作用可以减少水泥混凝土的用水量,或保持相同的水灰比,增加其流动性,即:a.分散作用;b.初期水化抑制;c.引气作用。 水泥混凝土混合物中,水以三种形式存在,即化学结合水、吸附水和游离水。水泥完全水化,只需要水灰比0.22左右。但是,为了满足新拌混凝土工作性能的要求,实际用水量比理论用水量要大的多。这样就在损失强度的前提下满足混合物工作性要求,因此不掺外加剂的普通混凝土的水泥利用系数[R28(kgfcm2)单位水泥用量〗较低。 结合水参与了化学反应,使水泥水化硬化,因而具有强度;游离水使混合物具有工作性,满足施工工艺要求;而吸附水(包括水泥凝聚结构中所封住的水)影响水泥石与集料间粘结力,降低混凝土强度和耐久性。 掺分散作用的外加剂,如高效减水剂,能使水泥浆分散,破坏了水泥浆中凝聚结构,使吸附水减少,游离水增多,因而大大提高了水泥浆的流动性,或者保持相同流动性时减少用水量。 掺缓凝剂,由于对初期水泥水化的抑制作用减少了结合水量,相对增加了游离水量,因而也具有减水作用。 引气剂使混凝土混合物引入大量微气泡,在粒子之间产生滚动和浮托作用,使水泥浆分散,同样具有减水作用。 这三种减水作用机理不同。通过复合,使不同减水作用“叠加”可以进一步提高减水效果[3]。 2.3 复合外加剂的设计思路 3 原材料及试验方法 3.1 原材料 试验采用P·O32.5R拉法基水泥。混凝土试验采用中砂,5mm～20mm卵石;外加剂采用萘系高效减水剂FDN和缓凝剂,其掺量均以占水泥重量的百分率(%)表示;试验用水为自来水。 3.2 试验方法3.2.1 水泥净浆流动度试验采用中华人民共和国国家标准GBT8077-2000混凝土外加剂匀质性试验方法。 3.2.2 配合比设计及物理力学性能试验本试验按照《普通 4 试验及结果 4.1 PN和JL性能的比较保持相同掺量情况下,比较了两种缓凝剂(PN和JL)对水泥流动度的影响。试验结果如表1。表1 萘系与缓凝剂复合对流动度的影响可以看出,PN与JL相比,在相同掺量的情况下,初始流动度基本相同,但前者的经时损失小。并可以看出两者掺量在0.05%时,经时损失明显小于掺量为0.1%时。进一步的试验(如表2)表明,将PN和JL与萘系以一定比例复合参加,也能收到较好的减水效果,需进一步进行混凝土试验。表2 两种缓凝剂与萘系复合对流动度的影响4.2 混凝土试验混凝土采用机械搅拌,室温下(约20℃)养护测定坍落度经时损失。混凝土配合比如表3所示。混凝土坍落度经时损失和抗压强度如表4所示。单独使用FDN,虽然初始坍落度较高,但其经时损失迅速,说明FDN与水泥适应性较差;复合使用FDN和PN,初始坍落度略大于单独使用FDN,其一小时经时损失也比单独使用FDN的小;复合使用FDN和PN+JL,初始坍落度与复合使用FDN和PN时相同,其一小时经时损失也小于复合使用FDN和PN。这一试验结果与前述水泥净浆试验结果完全吻合。说明复合使用FDN+PN+JL,可以提高减水剂与水泥的适应性,有效地控制大流动性混凝土的坍落度经时损失。表5所示标准立方体试件抗压强度结果表明:复合使用FDN+PN+JL,对混凝土早期强度及后期强度影响不大。表3 混凝土配合比表4 复合使用FDN、PN和JL的混凝土坍落度损失比较表5 复合使用FDN、PN和JL的混凝土抗压强度比较5 总 结本文研究结果表明:a.复合高效减水剂中缓凝成份应控制在0.05%左右,随着温度的变化可适当调整缓凝成份;当缓凝成份达到0.1%时,坍落度损失明显增大。b.复合使用高效减水剂与缓凝剂,能有效控制大流动性混凝土坍落度经时损失,提高减水剂与水泥的适应性,并使混凝土有较好的工作性。c.从表5中可以看出,使用复合高效减水剂对混凝土的早期强度和后期强度影响不大。参考文献[1] 蒋亚清.混凝土外加剂应用基础.北京:化学工业出版社,2004.4.[2] 熊大玉,王小虹,等.混凝土外加剂.北京:化学工业出版社,2002.1.[3] 陈建奎.混凝土外加剂的原理与应用[M].北京:中国计划出版社,1996.12.[4] 林永达,李干佐,高平坦.表面活性剂在水泥和沥青混凝土中的应用.北京:中国轻工业出版社,2001.5.[5] 何廷树,等.复合使用高效减水剂控制大流动性混凝土坍落度损失.混凝土,2001.
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