脂肪族高效減水劑復(fù)配應(yīng)用研究

[摘要] 本文采用對(duì)比試驗(yàn)的方法，通過(guò)對(duì)萘系減水劑單摻；萘系與脂肪族同比例復(fù)配及脂肪族單摻三種形式的混凝土對(duì)比試驗(yàn)，分析了脂肪族減水劑的應(yīng)用效果。[關(guān)鍵詞] 脂肪族高效減水劑；對(duì)比試驗(yàn)0 前言脂肪族羥基磺酸鹽縮合物是以羰基化合物為主要原料，在堿性條件下通過(guò)碳負(fù)離子的產(chǎn)生而縮合得到的一種脂肪族高分子鏈，并且通過(guò)亞硫酸鹽對(duì)羰基的加成從而在分子鏈上引進(jìn)親水的磺酸基，這種縮合物的分子鏈上具有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)，因而在性能上就具有了表面活性的特征，可以用作混凝土減水劑。本文主要介紹脂肪族減水劑的性能及復(fù)配后在混凝土中的應(yīng)用。1 脂肪族減水劑的性能將脂肪族減水劑加入到混凝土中，若保持水灰比不變，則可以有效提高混凝土的坍落度；若減小水灰比，則可以獲得流動(dòng)性能良好的混凝土，易于成型密實(shí)，而且可以明顯地提高混凝土的強(qiáng)度。1.1 減水率實(shí)驗(yàn) 在不同減水劑摻量的情況下，配制高強(qiáng)度、大流動(dòng)性的混凝土，測(cè)定混凝土的坍落度及強(qiáng)度。具體混凝土配合比和試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。從上面的試驗(yàn)可以看出，該減水劑的減水率隨著摻量的增加而增大。在試驗(yàn)范圍內(nèi)，減水劑的摻量與減水率幾近成正比例的關(guān)系。在第8 組試驗(yàn)中，減水劑摻量0.45%計(jì)，減水率可以達(dá)到20%以上，混凝土的出機(jī)坍落度為230 mm，混凝土的和易性良好，不離析、不泌水，28 d 的強(qiáng)度可以達(dá)到67.5 MPa。另外，摻加該減水劑的混凝土，早期強(qiáng)度發(fā)展很快，3 d 的強(qiáng)度可以達(dá)到28 d 強(qiáng)度的70%～80%，7 d 的強(qiáng)度可以達(dá)到28 d 強(qiáng)度的80%～90%，而且混凝土的后期強(qiáng)度也有增長(zhǎng)的趨勢(shì)。隨著減水劑摻量的增加，混凝土單方用水量的減少，各組配比混凝土的早期強(qiáng)度也在增加。由此可見(jiàn)，該系列的減水劑不同于萘磺酸甲醛縮合物或改性木質(zhì)素磺酸鈣等減水劑，因?yàn)檫@兩類減水劑在增大摻量時(shí)會(huì)產(chǎn)生緩凝的作用，不同程度地影響混凝土的早期強(qiáng)度的發(fā)展。1.2 脂肪族減水劑與萘系減水劑單摻及復(fù)配后的性能比較為了對(duì)比該減水劑與萘系減水劑對(duì)混凝土減水率的作用，我們?cè)O(shè)計(jì)了下面的混凝土試驗(yàn)，分別為萘系減水劑單摻，萘系與脂肪族同比例復(fù)配、脂肪族單摻。其中每一組試驗(yàn)的配合比都是相同的，水泥使用北京水泥廠京都PˇO42.5 水泥。隨著減水劑的摻加的增加，混凝土單方用水量下降，W/C 減小，保持混凝土的坍落度基本不變，目的是考察隨著減水劑摻量的變化混凝土的減水率及強(qiáng)度將發(fā)生如何變化，試驗(yàn)結(jié)果如表2 所示。從表2 可以看出，隨著減水劑摻量的增加，混凝土的水灰比降低，混凝土的減水率和強(qiáng)度明顯提高，通過(guò)比較，脂肪族減水劑的減水率最大。此3 種減水劑的摻量與混凝土的減水率變化關(guān)系如圖1 所示。 1.3 相同摻量大流動(dòng)性混凝土保塑性能比較我們分別將UNF-5、UNF-5 與脂肪族、脂肪族分別復(fù)配成減水劑，設(shè)計(jì)成如下一系列配合比，其中各組配合比分別保持減水劑摻量、W/C、膠凝材料用量和砂率一定值，觀察混凝土拌和物的坍落度和擴(kuò)散度的變化情況。試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。通過(guò)試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的增加，用脂肪族復(fù)配的減水劑拌制的混凝土的坍落度損失最小。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3 及圖2、3、4。 1.4 混凝土含氣泌水試驗(yàn) 分別用UNF-5、UNF-5 與ZF、ZF 復(fù)配成緩凝高效減水劑，測(cè)定混凝土的含氣量、壓力泌水率，試驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。行了應(yīng)用，總計(jì)用量超過(guò)50 000 m3，涵蓋了梁、柱、墻、頂板、底板、路面等多種結(jié)構(gòu)部位，強(qiáng)度等級(jí)范圍包括C20～C60，所有工程應(yīng)用均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，受到用戶的好評(píng)。3 結(jié)論3.1 脂肪族減水劑復(fù)配后對(duì)水泥的適應(yīng)性良好分散能力強(qiáng)，其摻量為1.5%～2.5%，減水率可以達(dá)到15%～30%；可以明顯地提高混凝土的早期強(qiáng)度，早期可以提高40%～140%，28 d 可以提高20%～50%；能有效地降低水泥水化熱，保水性好，能顯著地改善和提高混凝土的性能；堿含量低，可以有效地抑制混凝土的堿-骨料反應(yīng)；不含氯鹽，對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用。3.2 可以配制高強(qiáng)與高性能混凝土該減水劑具有良好的減水、增強(qiáng)、緩凝、保塑和保水等功能，特別是對(duì)預(yù)拌混凝土配制大流動(dòng)性高強(qiáng)混凝土減小坍落度損失十分重要。采用該減水劑與優(yōu)質(zhì)磨細(xì)摻合料等雙摻技術(shù)配制高強(qiáng)高性能混凝土的試驗(yàn)，可以配制C30～C80 高強(qiáng)高性能混凝土，坍落度與擴(kuò)展度的保留值均良好。3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析使用脂肪族減水劑可以顯著地降低混凝土的原材料生產(chǎn)成本。目前萘系減水劑2 500 元/t，脂肪族減水劑1 600 元/t，以攪拌站年產(chǎn)量300 000 m3計(jì)算，平均每立方混凝土使用外加劑8 kg 計(jì)算，單方混凝土可以節(jié)約主材成本7.2 元，一年可以節(jié)約成本216 萬(wàn)元。因此推廣應(yīng)用脂肪族減水劑具有廣闊的市場(chǎng)前景。