復(fù)配蜜胺脂高效減水劑的性能研究
2006-07-21 00:00
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關(guān)鍵詞：復(fù)配型高效減水劑；減水劑；坍落度損失
0 前言
近年來(lái)，我國(guó)混凝土外加劑的科研和應(yīng)用均取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。但就其在混凝土中的應(yīng)用率來(lái)看，同世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大的差距。主要原因是外加劑的生產(chǎn)成本過(guò)高，品種不齊全，且性能比較單一。
大量試驗(yàn)及工程實(shí)踐表明，將兩種或兩種以上的外加劑復(fù)合。配制成具有多功能或單一功能更優(yōu)、穩(wěn)定性更高的復(fù)合外加劑是外加劑應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。目前。減水劑與減水劑的復(fù)合包括高效減水劑之間的復(fù)合及普通減水劑與高效減水劑的復(fù)合。不同品種減水劑的復(fù)合。在外加劑總量不變的條件下，由于不同極性基團(tuán)在水泥顆粒上的吸附形態(tài)。吸附強(qiáng)弱不同，往往可起到協(xié)同效應(yīng)，從而顯著改善混凝土拌合物的和易性并減少坍落度的經(jīng)時(shí)損失。研究表明。復(fù)合使用萘系高效減水劑FDN和蜜胺脂高效減水劑可顯著改善混凝土拌合物坍落度經(jīng)時(shí)損失。
本實(shí)驗(yàn)使用蜜胺脂高效減水劑分別與糖蜜、糖鈣復(fù)合配制高效緩凝型減水劑，并與純的萘系高效減水劑FDN和蜜胺脂高效減水劑進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：蜜胺脂高效減水劑與糖蜜、糖鈣復(fù)合后，其緩凝、減水、增強(qiáng)等綜合性能均優(yōu)于蜜胺脂，其中與糖鈣復(fù)配的減水劑能顯著減少坍落度的經(jīng)時(shí)損失，在水泥摻量不變、達(dá)到相同流動(dòng)度時(shí)，砂漿28d強(qiáng)度可提高近100%，混凝土28 d強(qiáng)度可提高40%左右；此外，還具有對(duì)水泥品種適應(yīng)性好，原料價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。
1 實(shí)驗(yàn)原材料與實(shí)驗(yàn)方法
1。1 實(shí)驗(yàn)原材料 （1）水泥：回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的古廟牌P．O42．5水泥。
（2） 蜜胺脂減水劑（實(shí)驗(yàn)室自配）：粘度940m·Pa/s；質(zhì)量濃度1．24 g／cm 3；固含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）0．36% 。
（3）FDN萘系減水劑（市售，北京產(chǎn)）。
（4）集料：粒徑為5～25 mm的碎石。
（5）砂子：標(biāo)準(zhǔn)砂，細(xì)度模數(shù)為2．65的中砂。
（6）糖蜜和糖鈣：糖蜜取自某糖廠的廢糖液；糖蜜與煅燒生石灰混合物經(jīng)55℃水浴2 h反應(yīng)制得糖鈣，密封狀態(tài)自然存放一周待用。
1。2 實(shí)驗(yàn)方法與配方設(shè)計(jì)
經(jīng)預(yù)先實(shí)驗(yàn)表明蜜胺脂減水劑和糖蜜、糖鈣的比例分別為75：25和85：15時(shí)。減水劑的減水效果比較好，將蜜胺脂減水劑與糖蜜、糖鈣分別按該比例混合制得復(fù)配型高效減水劑。
按照國(guó)標(biāo)《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法}（GB／T 8077—2000）分別測(cè)定復(fù)配型高效減水劑摻入水泥凈漿、砂漿時(shí)的流動(dòng)度及減水率、流動(dòng)度經(jīng)時(shí)變化，砂漿和混凝土的強(qiáng)度等的實(shí)驗(yàn)研究。并與不摻減水劑的空白樣及市場(chǎng)上普遍使用的FDN萘系高效減水劑進(jìn)行比較。
為比較這兩種復(fù)配型高效減水劑的各項(xiàng)性能。本實(shí)驗(yàn)使用了以下四種減水劑。其代號(hào)分別為A，B，C，D。其中：A一蜜胺脂減水劑；B—FDN減水劑；C一75%蜜胺脂減水劑+25%糖蜜的復(fù)配型減水劑；D一85%蜜胺脂減水劑+15%糖鈣的復(fù)配型減水劑。
實(shí)驗(yàn)中減水劑的摻入量為水泥質(zhì)量的0．5%，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)配制成試件，放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)24 h后拆模，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至不同齡期，測(cè)其抗壓抗折強(qiáng)度
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
2。1 不同減水劑對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響 將不同減水劑按0．5%比例摻入水泥凈漿，在標(biāo)準(zhǔn)稠度范圍下測(cè)定了它們的凝結(jié)時(shí)間，結(jié)果見表1。
 從表1的數(shù)據(jù)可看出，單摻蜜胺脂減水劑A樣和FDN減水劑B樣水泥凈漿的初凝和終凝時(shí)間與空白樣相差不大，而摻人復(fù)配減水劑C樣水泥凈漿的初凝比空白樣延長(zhǎng)了297min，終凝比空白樣長(zhǎng)了3 19 min：摻人復(fù)配減水劑D樣的凈漿初凝變化也較大，比空白樣初凝長(zhǎng)155 min，終凝比空白樣長(zhǎng)185min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明摻入糖蜜或糖鈣后的復(fù)配型減水劑比蜜胺脂減水劑具有明顯的緩凝效果。
2。2 不同減水劑對(duì)水泥凈漿減水率的影響
2。2。1 減水率 為了比較不同減水劑的減水效果，當(dāng)減水劑摻入量為水泥的0．5%時(shí)，對(duì)水泥凈漿和砂漿的減水率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表2所示。
 蜜胺脂減水劑屬陰離子，系早強(qiáng)、非引氣型高效減水劑，它對(duì)水泥砂漿和混凝土有較強(qiáng)的分散減水作用，其減水作用機(jī)理是以靜電斥力作用為主，兼有其他作用力；糖蜜的減水機(jī)理以水化膜潤(rùn)滑作用和降低水泥顆粒界面能效應(yīng)為主。從表2中可看出，蜜胺脂減水劑與糖蜜、糖鈣復(fù)合后。水泥凈漿和砂漿的減水率有所下降，但下降幅度很小。凈漿減水率仍高達(dá)40%以上，砂漿的減水率也大于17%。說(shuō)明復(fù)合后蜜胺脂減水劑的減水作用機(jī)理仍占主導(dǎo)作用，復(fù)合后的減水劑仍屬高效減水劑
2。2。2 凈漿和砂漿的經(jīng)時(shí)損失’
蜜胺脂減水劑有摻量少和分散作用強(qiáng)的特點(diǎn)，但它對(duì)摻量變化十分敏感，稍有過(guò)量即導(dǎo)致拌合物泌水，此外還有坍落度損失快的缺點(diǎn)。針對(duì)上述缺點(diǎn)用它與具有緩凝作用的糖蜜、糖鈣進(jìn)行復(fù)合，檢測(cè)其經(jīng)時(shí)流動(dòng)度損失，并與單摻蜜胺脂減水劑、FDN減水劑相比較。試驗(yàn)結(jié)果如圖l、圖2所示。
從圖1可看出，單摻蜜胺脂減水劑A樣的水泥凈漿在60，90，120 min時(shí)流動(dòng)度損失都非常大，120 min時(shí)高達(dá)約50%；而摻入其與糖鈣復(fù)合D樣的水泥凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失就大大下降，在120 min時(shí)只有21．2%，從圖l中看出，摻D樣減水劑的凈漿在三個(gè)時(shí)間段流動(dòng)度損失均為最低。
再看圖2，摻B，C，D三種減水劑的水泥砂漿在90 min時(shí)流動(dòng)度損失較60 min時(shí)還有所下降，只有A在90 min時(shí)流動(dòng)度損失有所上升。在120 min時(shí)，單摻蜜胺脂減水劑A樣的水泥砂漿流動(dòng)度損失率高達(dá)36．4%；與之相比，摻人復(fù)合糖蜜、糖鈣的C，D樣的水泥砂漿流動(dòng)度損失減少了很多，摻人復(fù)配減水劑D樣的水泥砂漿流動(dòng)度損失率也是最低的。
2。2。3 不同減水劑對(duì)水泥砂漿強(qiáng)度的影響
為檢驗(yàn)復(fù)合蜜胺樹脂減水劑對(duì)水泥砂漿強(qiáng)度的影響。在不改變水泥和減水劑用量的前提下，通過(guò)改變水灰比，獲得與空白樣相同流動(dòng)度的條件下配制水泥砂漿試樣。并測(cè)出不同齡期的強(qiáng)度。結(jié)果見圖3和圖4。
  從圖3、圖4可看出，摻人A，B，C，D四種減水劑的水泥砂漿的3d抗折、抗壓強(qiáng)度均比空白樣高近一倍左右，而四者中摻人糖蜜C樣的砂漿抗壓強(qiáng)度較低：7d強(qiáng)度中C樣的砂漿強(qiáng)度較大；28d強(qiáng)度中D樣的抗壓強(qiáng)度高達(dá)60．5 MPa，強(qiáng)度增長(zhǎng)速度超過(guò)了C樣。D樣的抗壓強(qiáng)度幾乎比空白樣高一倍。
上述強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)表明，糖蜜的緩凝作用使早期水泥水化過(guò)程較為緩慢，從而使砂漿早期強(qiáng)度比沒有摻糖蜜的低，但蜜胺脂減水劑的減水作用對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)很大，所以C樣的砂漿強(qiáng)度仍比空白樣高；而正因?yàn)樗M(jìn)程緩慢，水化較充分，中期強(qiáng)度C的發(fā)展超過(guò)其它三種。到水化后期時(shí)。D樣水泥石密實(shí)度增大，后期強(qiáng)度隨之大幅度增長(zhǎng)。
總之。摻人復(fù)配高效減水劑C，D樣的混凝土強(qiáng)度比單摻FDN減水劑的B樣及單摻蜜胺脂減水劑的A樣的中后期強(qiáng)度大。可見復(fù)合外加劑在水泥水化歷程中起著協(xié)同作用效果，保證了水泥膠砂的各齡期強(qiáng)度均有較大幅度的提高。
2。3 減水劑在混凝土中的性能檢驗(yàn)
為了進(jìn)一步檢驗(yàn)復(fù)合蜜胺脂高效減水劑的使用效果，進(jìn)行了混凝土坍落度和強(qiáng)度試驗(yàn)。表3是四種減水劑對(duì)普通硅酸鹽混凝土坍落度的影響結(jié)果。
從表3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，四種減水劑用于混凝土中與用于水泥砂漿中所起的作用的規(guī)律是一致的。與空白樣相比。摻有復(fù)配減水劑的D樣混凝土，其坍落度損失率比空白樣的小18．3%，而單摻蜜胺脂高效減水劑A樣，其混凝土坍落度損失率僅比空白樣的小10．1%。
混凝土的強(qiáng)度性能檢測(cè)結(jié)果如表4所示，從測(cè)試結(jié)果可看出，四種減水劑對(duì)混凝土強(qiáng)度的提高幅度沒有水泥膠砂的大，但仍有較大增長(zhǎng)。摻C，D復(fù)配減水劑混凝土試樣14 d，28 d的抗壓強(qiáng)度均比空白樣及單摻有A，B減水劑的混凝土強(qiáng)度大。說(shuō)明摻入C，D復(fù)配減水劑對(duì)混凝土的增強(qiáng)效果非常顯著。
3 結(jié)論
（1）蜜胺脂減水劑分別與糖蜜、糖鈣復(fù)合配制成的高效減水劑，凈漿減水率高達(dá)40%，砂漿的減水率大于17%，屬于高效減水劑。
（2）研究表明，采用蜜胺脂減水劑與糖蜜復(fù)合配制成高效減水劑，具有制作簡(jiǎn)單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。所復(fù)配的高效減水劑其綜合性能優(yōu)于單摻蜜胺脂和FDN高效減水劑：在提高混凝土強(qiáng)度性能方面效果也比單摻FDN和蜜胺脂高效減水劑好。
（3）蜜胺脂減水劑與糖鈣復(fù)配制得的高效減水劑能顯著改善混凝土的和易性，減少混凝土的坍落度損失，在不改變水泥用量的條件下，能顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。 |
| 原作者： 邱樹恒 廖秀華 李子成 豐霞限 |
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