陳雁群

(江西省建筑材料工業(yè)科學(xué)研究設(shè)計院,江西 南昌 330001)

0 引文

隨著高性能混凝土快速發(fā)展,聚羧酸型減水劑技術(shù)也取得了巨大的進步,聚羧酸型減水劑減水率高,坍性能優(yōu)異,可保證混凝土的低收縮率。聚羧酸減水劑在生產(chǎn)過程中不摻入甲醛,綠色環(huán)保,不易燃,不易爆,可以安全使用火車和汽車運輸。這些優(yōu)點極大地推動了聚羧酸減水劑的應(yīng)用。然而,實際工程應(yīng)用中,聚羧酸型減水劑與不同種類的水泥作用存在適應(yīng)性不良,致使其性能不能充分發(fā)揮出來,因此對聚羧酸型減水劑進行復(fù)配顯得格外重要。本文將引氣劑、消泡劑、聚羧酸型減水劑和不同緩凝劑進行復(fù)配,基于前期研究,確定消泡劑摻量,利用先消氣后引氣的摻入方法,選取基準聚羧酸型母液摻量,分別研究兩種不同摻量和種類引氣劑、緩凝劑對混凝土性能的影響,為獲得混凝土性能的最優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

1 試驗

1.1 主要原材料

(1)水泥：試驗采用江西高安紅獅普通硅酸鹽水泥P.O42.5,性能如下表1。

表1 水泥物理力學(xué)性能

(2)細骨料：贛江河砂,中砂,細度模數(shù)2.8；

(3)粗骨料：江西高安雞公嶺采石場,兩級配,5-10,10-20mm碎石；

(3)聚羧酸減水劑：液態(tài)減水劑,固含量20%；

(4)引氣劑：三萜皂甙類德固賽聚醚類高效引氣劑,黃色粉末；

(5)緩凝劑：葡萄糖酸鈉,工業(yè)純,白色粉末,極易溶于水；檸檬酸鈉,工業(yè)純,白色結(jié)晶粉末,易溶于水。

(6)消泡劑：聚醚類液態(tài)。

1.2 混凝土配合比

本次試驗基準混凝土配合比如下表2。

表2 混凝土基準配合比

1.3 試驗方案和性能測試方法

混凝土坍落度、擴展度、凝結(jié)時間和含氣量測試方法采用GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》?；炷量箟簭姸葴y試采用GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標準》。

2 試驗結(jié)果

2.1 德固賽引氣劑、聚醚油脂消泡劑和聚羧酸型減水劑與不同緩凝劑的復(fù)配

結(jié)合以往試驗研究,利用德固賽引氣劑和聚醚消泡劑與聚羧酸型減水劑復(fù)配,采用先消后引的技術(shù)方案,先摻入消泡劑后,后將引氣劑摻入至減水劑中,混凝土含氣量比未摻入消泡劑低。聚醚消泡劑、德固賽引氣劑和減水劑摻量分別為0.07‰、0.03‰和0.5%時,混凝土抗壓強度最高,其中聚羧酸型減水劑和德固賽引氣劑摻量為膠凝材料用量比例,消泡劑摻量為聚羧酸減水劑用量比例。

2.1.1 德固賽引氣劑、聚醚消泡劑、葡萄糖酸鈉和聚羧酸型減水劑復(fù)合配伍比例

表1 外加劑復(fù)合配伍比例

2.1.2 德固賽引氣劑、聚醚消泡劑、檸檬酸鈉和聚羧酸型減水劑復(fù)配(摻量見表2)

表2 外加劑復(fù)合配伍比例

2.2 對比研究混凝土性質(zhì)

分別選用葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉不同摻量進行五組試驗,研究摻加外加劑后混凝土坍落度、擴展度、凝結(jié)時間、抗壓強度等技術(shù)指標。

2.2.1 坍落度和擴展度對比研究

圖1 德固賽引氣劑摻葡萄糖酸鈉對混凝土度及損失的影響

圖2 德固賽引氣劑摻檸檬酸鈉對混凝土坍落坍落度及損失的影響

圖3 德固賽引氣劑摻葡萄糖酸鈉對混凝土擴展度及損失的影響

圖4 德固賽引氣劑摻檸檬酸鈉對混凝擴展度及損失的影響

通過固定聚羧酸減水劑和聚醚消泡劑摻量,觀察混凝土工作性能變化,由圖1和圖2可知：

(1)葡萄糖酸鈉和檸檬酸鈉摻量增加,混凝土初始坍落度先增大后趨于平穩(wěn),1h坍落度損失逐漸減少,摻入葡萄糖酸鈉的混凝土坍落度損失較摻入檸檬酸鈉要低,因此葡萄糖酸鈉對混凝土保坍效果更好。

(2)“先消后引”技術(shù)方案可將混凝土不穩(wěn)定氣泡消除,摻入德固賽引氣劑后,混凝土內(nèi)氣泡更穩(wěn)定和均勻,由于氣泡具有滾珠效應(yīng),可顯著的改善混凝土的工作性能。

(3)葡萄糖酸鈉和德固賽引氣劑摻入量分別為0.06%和0.03‰時,混凝土坍落度和擴展度損失為0,葡萄糖酸鈉和德固賽引氣劑摻入量分別為0.08%和0.03‰時,凝土坍落度和擴展度損失才至0,因此,就對混凝土坍落度而言,葡萄糖酸鈉較檸檬酸鈉效果更理想,葡萄糖酸和德固賽引氣劑理想摻入量為0.06%和0.03‰。

2.2.2 含氣量對比研究

固定聚羧酸減水劑和聚醚消泡劑摻量,德固賽引氣劑與不同種類緩凝劑復(fù)合配伍對混凝土含氣量的影響如圖5和圖6所示。

圖5 德固賽引氣劑摻葡萄糖酸鈉對混凝土含氣含氣量及損失的影響

圖6 德固賽引氣劑摻檸檬酸鈉對混凝土含氣含氣量及損失的影響

(1)混凝土含氣量的主要受聚醚和德固賽的摻入量影響,緩凝劑摻量對其影響不大。

(2)德固賽引氣劑摻量為0.01%時,混凝土含氣量低于基準混凝土含氣量。隨著德固賽引氣劑摻量增加,混凝土初始與經(jīng)時含氣量均增加。較檸檬酸鈉,摻入葡萄糖酸鈉的復(fù)合減水劑后混凝土含含氣量經(jīng)時損失較更小,其中性能最優(yōu)下德固賽引氣劑和葡萄糖酸鈉的摻量分別為0.03‰和0.06%。

2.2.3 混凝土凝結(jié)時間對比研究

固定聚羧酸減水劑和聚醚消泡劑摻量,德固賽引氣劑與不同種類緩凝劑復(fù)合配伍對混凝土凝結(jié)時間的影響如圖7和圖8所示。

圖7 德固賽摻葡萄糖酸鈉對混凝土凝結(jié)時間的影響

圖8 德固賽摻檸檬酸鈉對混凝土凝結(jié)時間的影響

由圖7和圖8可知：

(1) 若緩凝劑摻量一樣,較檸檬酸鈉,摻入葡萄糖酸鈉的混凝土初、終凝時間更長；

(2) 若緩凝劑摻量低于0.02%時,葡萄糖酸鈉在緩凝效果較差,在摻量大于0.02%時,混凝土凝結(jié)時間明顯增大；

(3) 在復(fù)合減水劑中,就凝結(jié)效果而言,葡萄糖酸鈉摻量最優(yōu)摻量為0.06%。

2.2.4 混凝土不同齡期抗壓強度比對比研究

圖9 相同水灰比下對混凝土3d強度的影響

圖10 相同水灰比下對混凝土7d強度的影響

圖11 相同水灰比下對混凝土28d強度的影響

固定聚羧酸減水劑和聚醚消泡劑摻量,德固賽引氣劑與不同種類緩凝劑復(fù)合配伍對混凝土抗壓強度的影響如圖9、圖10和圖11所示,結(jié)論如下：

(1)摻加外加劑的混凝土組的3d、7d、28d混凝土抗壓強度均高于相同配合比而未摻外加劑的空白混凝土。當摻入德固賽引氣劑、聚醚消泡和兩類緩凝劑后,不同齡期的混凝土強度均隨摻量的增加而降低。

(2)隨著齡期的增長,德固賽引氣劑摻量增加,混凝土內(nèi)部孔隙率增加,導(dǎo)致28d強度降低。

(3)不同緩凝劑復(fù)配組別中,摻入葡萄糖酸鈉的混凝土的3d、7d、28d混凝土抗壓強度最高,尤其是在低組合摻量的情況下,此時德固賽引氣劑和葡萄糖酸鈉摻量分別為0.01‰和0.02%。

3 結(jié)論

(1)德固賽引氣劑、聚醚消泡劑、葡萄糖酸鈉和聚羧酸型減水劑復(fù)配使用時,可以改善水泥與減水劑的相容性,拌合物工作性能能得到有效的改善。綜合考慮混凝土各項指標,德固賽引氣劑、聚醚消泡劑、葡萄糖酸鈉和聚羧酸型減水劑最優(yōu)摻量分別為0.03‰、0.7‰、0.06%和0.5%時。

(2)采用“先消后引”的技術(shù)方案,可優(yōu)化混凝土拌合物的含氣量和氣泡質(zhì)量,由于本次主要研究德固賽一種引氣劑,水泥品種相對單一,整個試驗也存在局限性,若后續(xù)進一步研究不同引氣劑和聚羧酸型減水劑復(fù)配對混凝土拌合物的含氣量和氣泡質(zhì)量的影響,需增加不同種類引氣劑和標號水泥做為研究對象。