劉方，劉川，何唯平

（1.深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司，深圳 518040；2.南京大學(xué)工程管理學(xué)院，南京 210093）

低強(qiáng)度等級(jí)商品混凝土專用聚羧酸減水劑的研制與應(yīng)用

劉方1，劉川2，何唯平1

（1.深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司，深圳 518040；2.南京大學(xué)工程管理學(xué)院，南京 210093）

本文通過對(duì)低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中專用聚羧酸外加劑的研制，以及摻入混凝土后對(duì)混凝土性能的各項(xiàng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)所制備的低強(qiáng)度等級(jí)混凝土專用聚羧酸減水劑適應(yīng)性好、摻量低，在含泥量較高體系中仍然保持良好的分散性和分散保持性。

低強(qiáng)度等級(jí)；商品混凝土；聚羧酸外加劑

0 前言

聚羧酸減水劑具有摻量低、減水率高、坍落度損失小、含氣量低、混凝土強(qiáng)度高、綠色環(huán)保不含甲醛等優(yōu)點(diǎn)，非常適合配制高強(qiáng)、高性能混凝土。而對(duì)于低強(qiáng)度混凝土，由于低強(qiáng)度等級(jí)混凝土用的水泥質(zhì)量參差不齊、砂子和石子含泥量比較高，減水劑與材料適應(yīng)性比較差，混凝土造價(jià)高，致使聚羧酸減水劑在攪拌站應(yīng)用存在很多問題，在攪拌站中配制低強(qiáng)度等級(jí)混凝土一般都采用價(jià)格便宜、適應(yīng)性廣的萘系減水劑。目前獲得優(yōu)質(zhì)的混凝土材料比較困難，高含泥量和高細(xì)粉量致使聚羧酸減水劑摻量增加，勢(shì)必提高混凝土的生產(chǎn)成本。我國(guó)的商品混凝土企業(yè)數(shù)量增長(zhǎng)迅速，多數(shù)地區(qū)均已出現(xiàn)產(chǎn)能過剩、市場(chǎng)供過于求的現(xiàn)象。在全國(guó)大部分地區(qū)霧霾嚴(yán)重和產(chǎn)能過剩的情況下，將綠色環(huán)?；炷辽a(chǎn)作為今后的行業(yè)發(fā)展目標(biāo)，聚羧酸減水劑作為一種高性能環(huán)保型外加劑更應(yīng)該在低強(qiáng)度等級(jí)、大眾化的混凝土中進(jìn)行應(yīng)用。

本文通過多種復(fù)合手段，配制出專門在低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中應(yīng)用的聚羧酸外加劑，主要目的是替代目前正在使用的對(duì)環(huán)境危害大的萘系減水劑。通過對(duì)低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的研究，以及對(duì)低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中專用聚羧酸減水劑的研制，所制備的低強(qiáng)度等級(jí)混凝土專用聚羧酸減水劑適應(yīng)性好、摻量低，在含泥量較高體系中仍然保持良好的分散性和分散保持性。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試劑與原料

聚羧酸減水劑母液，聚羧酸保坍劑、增強(qiáng)劑、調(diào)凝劑、消泡劑、引氣劑，以上材料均來自深圳海川新材料科技有限公司。

1.2 制備方法

將聚羧酸減水劑與保坍劑、增強(qiáng)劑、消泡劑、引氣劑按照配方表1 的計(jì)量進(jìn)行配制。

表1 低強(qiáng)度等級(jí)混凝土專用聚羧酸減水劑配方表

1.3 檢測(cè)方法

水泥凈漿流動(dòng)度：采用塔牌水泥 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥 300g，水灰比 0.29，減水劑摻量根據(jù)流動(dòng)度需求大小設(shè)計(jì)調(diào)整。

表2 C30 商品混凝土配合比 kg/m3

2 結(jié)果與討論

2.1 產(chǎn)品中保坍劑含量對(duì)產(chǎn)品性能的影響

表3 為不同保坍劑含量對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的試驗(yàn)，通過試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：隨著保坍劑含量增加，復(fù)配后的配合物的分散性逐漸減弱，但是分散性保持性會(huì)逐漸加強(qiáng)，在保坍劑用量為 20% 時(shí)，其分散性和分散保持性較協(xié)調(diào)，此配合比下使用效果比較好。

表3 保坍劑含量對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響

2.2 產(chǎn)品中增強(qiáng)劑含量對(duì)產(chǎn)品性能的影響。

優(yōu)選聚羧酸減水劑 80%，聚羧酸保坍劑 20%，調(diào)整增強(qiáng)劑的比例進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。

從表4 中可以看出：隨著增強(qiáng)劑用量的增加，會(huì)減小對(duì)水泥的分散性及分散保持性；在保證不嚴(yán)重減小水泥及水泥分散性的情況下，增強(qiáng)劑用量?jī)?yōu)選 10‰，此時(shí)水泥流動(dòng)性和分散性基本沒有變化；再加大含量，則流動(dòng)性及分散性保持下降。

表4 增強(qiáng)劑含量對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響

2.3 產(chǎn)品中保水劑含量對(duì)產(chǎn)品性能的影響。

保水劑主要針對(duì)不同用量及材料出現(xiàn)離析、泌水現(xiàn)象，保證混凝土有優(yōu)良的和易性。本試驗(yàn)優(yōu)選聚羧酸減水劑80%，聚羧酸保坍劑 20%，增強(qiáng)劑 1%，考察不同用量的保水劑對(duì)水泥分散性的影響，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 保水劑含量對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響

隨著保水劑用量增加，當(dāng)用量超過 2‰時(shí)，水泥分散性及分散保持性急劇下降。因此，在不大幅度減少水泥分散性和分散保持性的條件下，優(yōu)選保水劑用量最優(yōu)為總量的 2‰。

2.4 產(chǎn)品中消泡劑含量對(duì)產(chǎn)品性能的影響

本試驗(yàn)優(yōu)選聚羧酸減水劑 80%，聚羧酸保坍劑 20%，增強(qiáng)劑 1%，保水劑用量 2‰，考察不同用量的消泡劑對(duì)水泥分散性的影響，結(jié)果見表6。

由表6 試驗(yàn)結(jié)果可知，選優(yōu)不改變水泥分散性和分散保持性的條件下，消泡劑溶解均一不浮油，優(yōu)先消泡劑最優(yōu)用量 0.2‰，消泡劑主要目的是消除體系中有害的微量氣泡。

2.5 產(chǎn)品中引氣劑含量對(duì)產(chǎn)品性能的影響

引氣劑是一種低表面張力的表面活性劑，在混凝土拌合中，加入引氣劑，能在新拌混凝土中引入適量細(xì)小的微泡，可以提高混凝土的流動(dòng)性和施工性。本試驗(yàn)優(yōu)選聚羧酸減水劑 80%，聚羧酸保坍劑 20%，增強(qiáng)劑 1%，保水劑用量 2‰，消泡劑用量 0.2‰，考察不同用量的引氣劑對(duì)水泥分散性的影響，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

由表7 可以看出，隨著引氣劑的用量增大，對(duì)水泥的初期分散性影響比較大，而對(duì)后期的水泥分散保持性影響不大，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定量的時(shí)候，水泥漿泌水比較嚴(yán)重，水泥漿泡沫比較多，比較合適的用量范圍在 0.03‰，此時(shí)水泥分散性比較大，氣泡比較均勻，不泌水。

表6 消泡劑含量對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響

表7 引氣劑含量對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響

2.6 產(chǎn)品在混凝土中的應(yīng)用

配方選聚羧酸減水劑 80%，聚羧酸保坍劑 20%，增強(qiáng)劑 1%，保水劑用量 2‰，消泡劑用量 0.2‰，引氣劑用量0.03‰。復(fù)配后的產(chǎn)品，采用 C30 混凝土配合比進(jìn)行試驗(yàn)，摻量在 1.3%，混凝土強(qiáng)度提高 15%，應(yīng)用效果如表8 所示。

表8 低強(qiáng)度等級(jí)用聚羧酸減水劑在混凝土中的應(yīng)用效果

3 結(jié)論

本文通過復(fù)合優(yōu)選聚羧酸減水劑 80%，聚羧酸保坍劑20%，增強(qiáng)劑 1%，保水劑用量 2‰，消泡劑用量 0.2‰，引氣劑用量 0.03‰ 配制出適合低強(qiáng)度等級(jí)混凝土用的聚羧酸外加劑，對(duì)水泥的適應(yīng)性好，不泌水、不離析，和易性好。復(fù)配后的產(chǎn)品，采用 C30 混凝土配合比進(jìn)行試驗(yàn)，摻量在1.3%，混凝土強(qiáng)度提高 15%。復(fù)配后的產(chǎn)品與萘系相同摻量下，有更好的減水率和混凝土和易性，可以代替萘系減水劑在攪拌站中的應(yīng)用，提高了低強(qiáng)度等級(jí)混凝土強(qiáng)度，降低了混凝土成本。

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［通訊地址］廣東省深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司（518040）

劉方（1982—），研究生，高級(jí)工程師，主要從事混凝土外加劑研究。