趙治營(yíng)

（山東七星巖建材科技有限公司 山東曲阜 273100）

乙二胺四甲叉膦酸鈉在混凝土中的應(yīng)用研究

趙治營(yíng)

（山東七星巖建材科技有限公司 山東曲阜 273100）

測(cè)試了摻乙二胺四甲叉膦酸鈉(EDTMPS)的混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失、凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度。結(jié)果表明：EDTMPS摻量小于膠材質(zhì)量的0.4‰時(shí)隨摻量的增加混凝土的經(jīng)時(shí)損失減小，EDTMPS摻量達(dá)到0.4‰時(shí)會(huì)導(dǎo)致混凝土泌水。摻EDTMPS會(huì)明顯延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間，0.056‰的EDTMPS能夠使混凝土初凝時(shí)間延長(zhǎng)100分鐘，0.4‰摻量的初凝延長(zhǎng)達(dá)到15小時(shí)以上。摻量不大于0.4‰時(shí)混凝土3d、7d、28d強(qiáng)度都高于空白組。

乙二胺四甲叉膦酸鈉;混凝土;緩凝劑;有機(jī)膦緩凝劑.

前言：緩凝劑在商品混凝土中得到普遍應(yīng)用，不僅用于控制混凝土的凝結(jié)時(shí)間也是調(diào)節(jié)混凝土工作性和抑制坍落度損失的重要原料。緩凝劑是實(shí)現(xiàn)混凝土的長(zhǎng)距離運(yùn)輸和商品化的關(guān)鍵，對(duì)提高大體積混凝土工程的質(zhì)量起到重要作用。目前應(yīng)用較多的混凝土緩凝劑包括有機(jī)類的蔗糖、糖蜜、葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉以及無(wú)機(jī)類的無(wú)機(jī)磷酸鹽等[1]。有機(jī)膦酸鹽的應(yīng)用較少有報(bào)道，但在油井施工中應(yīng)用有機(jī)膦緩凝劑取得了較好的效果[2]。有研究認(rèn)為氨基三亞甲基膦酸能夠有效延長(zhǎng)水泥的水化時(shí)間，降低放熱量延緩放熱峰值，在一定的摻量范圍內(nèi)能夠提高水泥漿體的抗壓強(qiáng)度[3]。有機(jī)膦緩凝劑能夠在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)混凝土的凝結(jié)時(shí)間，對(duì)混凝土強(qiáng)度不產(chǎn)生負(fù)面影響，未來(lái)必定會(huì)在商品混凝土和大體積混凝土中得到廣泛應(yīng)用。

不同混凝劑對(duì)混凝土坍落度、經(jīng)時(shí)損失和強(qiáng)度的影響都不相同，本文研究了乙二胺四甲叉膦酸鈉(EDTMPS)在不同摻量下對(duì)混凝土性能的影響。

試驗(yàn)部分

1、原料

1.1 水泥，P.O42.5R水泥，曲阜中聯(lián)水泥廠。

1.2 骨料，粗骨料，碎石5mm-20mm連續(xù)級(jí)配。細(xì)骨料，河沙細(xì)度模數(shù)2.6。

1.3 粉煤灰，鄒城熱電廠二級(jí)煤灰，燒失量≤2%，45μm篩余≤15%。

1.4 磨細(xì)礦渣粉，28天抗壓強(qiáng)度比104%。

1.5 乙二胺四甲叉膦酸鈉（EDTMPS），青島樂(lè)高產(chǎn)28%溶液。

1.6 減水劑，山東七星巖聚羧酸高性能減水劑減水率25%。

1.7 水，飲用水。

2、試驗(yàn)方法

試驗(yàn)按照 GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。測(cè)試了乙二胺四甲叉膦酸鈉(EDTMPS)對(duì)混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失、混凝土凝結(jié)時(shí)間和混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。混凝土配比見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)混凝土配比（單位：Kg）

試驗(yàn)中乙二胺四甲叉膦酸鈉采用外摻法，摻量不計(jì)入減水劑和拌合水中。制備的混凝土按照GB/T50080-2002規(guī)定的方法測(cè)定出機(jī)坍落度和一小時(shí)坍落度，用灌入阻力法測(cè)定混凝土的凝結(jié)時(shí)間。成型邊長(zhǎng)10cm的混凝土試塊標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后測(cè)定3天、7天和28天抗壓強(qiáng)度。

3、試驗(yàn)結(jié)果

3.1 乙二胺四甲叉膦酸鈉對(duì)混凝土坍落度損失的影響

試驗(yàn)了不同摻量乙二胺四甲叉膦酸鈉對(duì)混凝土出機(jī)坍落度及一小時(shí)坍落度損失的影響，EDTMPS在減水劑中外摻，摻量分別是膠凝材料的0.056‰、0.112‰、0.168‰、0.224‰、0.28‰、0.336‰、0.4‰。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，從表2可以看出隨著EDTMPS摻量的增加混凝土的經(jīng)時(shí)損失明顯減少摻量為0.336‰時(shí)一小時(shí)坍落度損失最小，為10mm，當(dāng)摻量達(dá)到0.4‰時(shí)混凝土出現(xiàn)泌水，并且坍損增加。

3.2 乙二胺四甲叉膦酸鈉對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響

EDTMPS會(huì)延長(zhǎng)水泥的凝結(jié)時(shí)間，摻EDTMPS的混凝土凝結(jié)時(shí)間也會(huì)比空白組更長(zhǎng)。EDTMPS摻量與混凝土凝結(jié)時(shí)間的關(guān)系如圖1。從圖1可看出混凝土凝結(jié)時(shí)間隨EDTMPS摻量增加。摻量每提高0.056‰凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)100-180分鐘。摻量增加到膠凝材料的 0.4‰時(shí)混凝土的初凝時(shí)間達(dá)到 22小時(shí) 42分鐘比空白延長(zhǎng)了15.5 小時(shí)，終凝時(shí)間為27小時(shí)18分鐘比空白延長(zhǎng)了17.2小時(shí)。

表2 EDTMPS摻量對(duì)混凝土坍落度和凝結(jié)時(shí)間影響

圖1 EDTMPS摻量對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響

3.3 EDTMPS對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

EDTMPS摻量與混凝土強(qiáng)度的關(guān)系見(jiàn)表3，從表3可以看出摻加EDTMPS的混凝土強(qiáng)度高于空白組，混凝土的強(qiáng)度隨摻量增加先上升然后隨著摻量的增加下降。3天強(qiáng)度最高的C3組摻量為0.168‰抗壓強(qiáng)度比為134%，7天強(qiáng)度最高的是C4組摻量是0.224‰，抗壓強(qiáng)度比為127%。

表3 摻EDTMPS混凝土的強(qiáng)度

有研究指出水泥膠沙中摻葡鈉、白糖緩凝劑會(huì)降低早期強(qiáng)度[4]，但是摻EDTMPS的混凝土各齡期強(qiáng)度均高于空白組，這是由于混凝土中摻加EDTMPS后改善了混凝土的和易性，從而起到了減少結(jié)構(gòu)缺陷的作用。當(dāng)EDTMPS摻量繼續(xù)增加后其緩凝作用對(duì)強(qiáng)度的抑制超過(guò)了減少結(jié)構(gòu)缺陷對(duì)強(qiáng)度增加的貢獻(xiàn)，從而強(qiáng)度開(kāi)始降低。而當(dāng)混凝土開(kāi)始泌水后繼續(xù)增加EDTMPS的摻量已經(jīng)會(huì)對(duì)混凝土的和易性造成負(fù)面影響。

4、結(jié)論

1、EDTMPS在混凝土中摻量較低，萬(wàn)分之0.56的摻量就能對(duì)混凝土產(chǎn)生影響。

2、隨著EDTMPS摻量的增加混凝土的經(jīng)時(shí)損失逐漸減小。摻量達(dá)到膠材總量的0.28‰時(shí)混凝土的經(jīng)時(shí)坍落度損失最小。

3、混凝土凝結(jié)時(shí)間隨EDTMPS摻量增加延長(zhǎng)，每提高0.056‰的EDTMPS摻量混凝土凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)約100-180分鐘，摻量達(dá)到0.4‰時(shí)混凝土凝結(jié)時(shí)間比空白組延長(zhǎng)15.5小時(shí)。

4、EDTMPS摻量小于等于0.4‰時(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度高于空白，0.168‰摻量早期強(qiáng)度最高，比空白高5.9Mpa，0.224‰摻量七天強(qiáng)度比空白高7Mpa，0.336‰摻量28天強(qiáng)度最高，比空白高6.8Mpa。

[1]馮浩,朱清江.混凝土外加劑工程應(yīng)用手冊(cè)[M].北京,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005:179～194.

[2]齊志剛,王瑞和,徐依吉,步玉環(huán).油井水泥緩凝劑乙二胺四亞甲基膦酸鹽的研制與應(yīng)用[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,32(2):67.

[3]李北星,呂興棟,魏運(yùn)權(quán),張劍鋒.氨基三甲基膦酸對(duì)水泥水化的影響[J].建筑材料學(xué)報(bào),2016,19(3):418～419.

[4]劉福恩.多種緩凝劑在水泥減水劑體系中的作用比較[J].混凝土世界,2015,02:72～73.

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