脂肪族高效減水劑復配應用研究

[摘要] 本文采用對比試驗的方法，通過對萘系減水劑單摻；萘系與脂肪族同比例復配及脂肪族單摻三種形式的混凝土對比試驗，分析了脂肪族減水劑的應用效果。[關鍵詞] 脂肪族高效減水劑；對比試驗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，在堿性條件下通過碳負離子的產(chǎn)生而縮合得到的一種脂肪族高分子鏈，并且通過亞硫酸鹽對羰基的加成從而在分子鏈上引進親水的磺酸基，這種縮合物的分子鏈上具有親水基團和親油基團，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配后在混凝土中的應用。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，則可以獲得流動性能良好的混凝土，易于成型密實，而且可以明顯地提高混凝土的強度。1.1 減水率實驗在不同減水劑摻量的情況下，配制高強度、大流動性的混凝土，測定混凝土的坍落度及強度。具體混凝土配合比和試驗結(jié)果見表1。從上面的試驗可以看出，該減水劑的減水率隨著摻量的增加而增大。在試驗范圍內(nèi)，減水劑的摻量與減水率幾近成正比例的關系。在第8 組試驗中，減水劑摻量0.45%計，減水率可以達到20%以上，混凝土的出機坍落度為230 mm，混凝土的和易性良好，不離析、不泌水，28 d 的強度可以達到67.5 MPa。另外，摻加該減水劑的混凝土，早期強度發(fā)展很快，3 d 的強度可以達到28 d 強度的70%～80%，7 d 的強度可以達到28 d 強度的80%～90%，而且混凝土的后期強度也有增長的趨勢。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度也在增加。由此可見，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，因為這兩類減水劑在增大摻量時會產(chǎn)生緩凝的作用，不同程度地影響混凝土的早期強度的發(fā)展。1.2 脂肪族減水劑與萘系減水劑單摻及復配后的性能比較為了對比該減水劑與萘系減水劑對混凝土減水率的作用，我們設計了下面的混凝土試驗，分別為萘系減水劑單摻，萘系與脂肪族同比例復配、脂肪族單摻。其中每一組試驗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度將發(fā)生如何變化，試驗結(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度明顯提高，通過比較，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系如圖1 所示。 1.3 相同摻量大流動性混凝土保塑性能比較我們分別將UNF-5、UNF-5 與脂肪族、脂肪族分別復配成減水劑，設計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散度的變化情況。試驗結(jié)果如表3 所示。通過試驗可以發(fā)現(xiàn)，隨著時間的增加，用脂肪族復配的減水劑拌制的混凝土的坍落度損失最小。試驗結(jié)果見表3 及圖2、3、4。 1.4 混凝土含氣泌水試驗分別用UNF-5、UNF-5 與ZF、ZF 復配成緩凝高效減水劑，測定混凝土的含氣量、壓力泌水率，試驗結(jié)果如表4 所示。行了應用，總計用量超過50 000 m3，涵蓋了梁、柱、墻、頂板、底板、路面等多種結(jié)構部位，強度等級范圍包括C20～C60，所有工程應用均達到設計要求，受到用戶的好評。3 結(jié)論3.1 脂肪族減水劑復配后對水泥的適應性良好分散能力強，其摻量為1.5%～2.5%，減水率可以達到15%～30%；可以明顯地提高混凝土的早期強度，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；不含氯鹽，對鋼筋無銹蝕作用。3.2 可以配制高強與高性能混凝土該減水劑具有良好的減水、增強、緩凝、保塑和保水等功能，特別是對預拌混凝土配制大流動性高強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)磨細摻合料等雙摻技術配制高強高性能混凝土的試驗，可以配制C30～C80 高強高性能混凝土，坍落度與擴展度的保留值均良好。3.3 經(jīng)濟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計算，平均每立方混凝土使用外加劑8 kg 計算，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 萬元。因此推廣應用脂肪族減水劑具有廣闊的市場前景。