高性能混凝土減水劑JUS的研究

混凝土的高性能化已經(jīng)成為混凝土技術(shù)發(fā)展的重點和方向。要滿足高性能混凝土的各項性能要求,外加劑是必不可少的。聚羧酸系減水劑因其克服了一般高效減水劑使混凝土坍落度損失增大的缺點而受到廣泛的關(guān)注,但昂貴的價格往往限制了它的使用。

為降低成本,本研究將自制的聚羧酸系組分J與其它多種具有各種功能的組分復(fù)合制成了高性能減水劑JUS。實驗考察證明,JUS的減水效果與一般萘系高效減水劑相近,但摻加JUS的水泥漿體在不延長水泥漿體終凝時間的前提下減小了漿體的流動度經(jīng)時損失,對早期強度還略有促進作用。通過考察JUS對水泥漿體流變性能的影響,并根據(jù)ζ電位、結(jié)合水量、水化熱、DTA及TGA等測試結(jié)果就JUS能夠改善水泥漿體流變性能的原因進行了分析。

當(dāng)JUS覆蓋在水泥顆粒表面時,由于JUS中聚羧酸系減水組分J具有梳型結(jié)構(gòu),J伸向外部的長側(cè)鏈(C>16)成為阻礙粒子相互搭接的最好屏障,有利于長時間保持粒子的分散狀態(tài)。JUS不僅使水泥顆粒表面的負(fù)ζ電位比未摻劑試樣顯著增大,而且保持較大負(fù)ζ電位的時間也比一般萘系高效減水劑長。較長時間內(nèi)保持較高的凝聚勢壘,是漿體減小流動度經(jīng)時損失的又一個原因。

此外,包裹在水泥顆粒表面的JUS因其具有較強的屏蔽作用,造成了摻劑水泥誘導(dǎo)期水化速率的進一步降低,而這一段時間的緩慢水化正好對應(yīng)漿體流動度的逐漸損失,因此,對誘導(dǎo)期間水泥水化較強的抑制作用,應(yīng)該也是JUS減小漿體流動度經(jīng) 時損失的一個重要原因。

JUS的作用主要在水泥的水化初期。誘導(dǎo)期后隨著對水化屏蔽作用的解除,由于摻劑水泥界面反應(yīng)階段的水化反應(yīng)活化能比未摻劑時小,水化反應(yīng)速率比未摻劑時增大,水化產(chǎn)物的數(shù)量很快趕上未摻劑水泥。因此,JUS不僅不延緩水泥的終凝時間,而且還有助于早期強度的發(fā)展。摻劑水泥漿體的XRD、DTA和TGA表明,JUS不改變水泥水化產(chǎn)物的類型和數(shù)量SEM照片表明,JUS加入后水泥漿體中水化產(chǎn)物的形態(tài)、大小和分布沒什么變化JUS對水泥強度的發(fā)展無不利影響。