聚羧酸減水劑對萘系減水劑的復合改性研究

萘系高效減水劑是我國目前混凝土工程中使用量最大的一種混凝土外加劑。它具有摻量低、減水率高的優(yōu)點,但與水泥適應性較差和坍落度損失大一直是混凝土生產(chǎn)上的難題。

對于水泥適應性問題,通常是挑選不同品牌的水泥或減水劑進行試驗,擇優(yōu)用之;對于坍落度損失的控制一般是復合緩凝劑(主要是糖類)以延長混凝土的凝結(jié)時間。這些方法麻煩且不易控制,必然導致混凝土質(zhì)量難以得到保證。因此,必須找到其它可靠的方法對萘系減水劑性能進行改善。

聚羧酸減水劑是一種新型的高性能減水劑,它摻量低,減水率高,增強效果顯著,坍落度經(jīng)時損失低,對凝結(jié)時間影響較小,是21 世紀減水劑應用的主流產(chǎn)品。但其成本較高,還不能在混凝土中廣泛使用。因此,可考慮用聚羧酸減水劑與萘系減水劑進行復合,用前者的優(yōu)勢彌補后者的缺陷,而且可以降低使用成本。另外,對于今后的聚羧酸減水劑復合研究也是一種有益的探索。

本文主要針對兩種聚羧酸系減水劑(代號JS 和XM)和一種萘系減水劑(代號SPF-1)進行了復合。利用水泥凈漿和混凝土試驗找到最佳的二元、三元復合比例和摻量,分析了復合減水劑對混凝土物理力學性能、抗?jié)B性能和收縮的影響、對水泥石微觀結(jié)構(gòu)(水泥石形態(tài)、孔隙結(jié)構(gòu))的影響,分析了減水劑的吸附性能及對ZETA 電位的影響,探討了復合減水劑與水泥、UEA 膨脹劑的適應性。

試驗結(jié)果表明:

(1)適宜的聚羧酸系減水劑與萘系減水劑的二元復合可以有效改善萘系減水劑單獨使用時混凝土坍落度損失快的缺陷,但混凝土的初始坍落度隨聚羧酸系減水劑復合比例的提高而降低,合理的復合比例為:聚羧酸/萘系=10%～30%。

(2)通過引氣或增稠三元復合,可有效改善二元復合減水劑的不足,提高減水劑性能;通過緩凝三元復合制成緩凝高效減水劑,延長初凝時間至20 小時以上,并且對混凝土后期強度無副作用。

(3)對于不同種類摻合料(除硅粉)、水泥和UEA 膨脹劑,復合減水劑表現(xiàn)出比萘系減水劑更優(yōu)越的分散性能;復合減水劑使混凝土的后期收縮顯著降低,一些復合減水劑使混凝土在120d 時的收縮已與空白混凝土相差無幾,而此時萘系減水劑要高出32%;復合減水劑使混凝土的抗?jié)B性能比萘系提高數(shù)個抗?jié)B等級。

(4)與萘系減水劑相比,未復合引氣劑的復合減水劑使水泥石凝膠顆粒更為細小,比表面積增大,有害孔(小于200?)的數(shù)量降低,最大孔徑值減小,因此水泥石結(jié)構(gòu)變得更為均勻和密實。