聚羧酸系減水劑與早強組分的復合性能研究

摘要 探討了聚羧酸系減水劑與不同類型早強組分的復合效果。通過比較含早強組分膠砂試塊和空白試塊的早期強度（12h、1d、3d），得到了不同類型的早強組分與聚羧酸系減水劑復合試驗的早強規(guī)律。結果表明，無機類早強組分（CN等）和有機類早強組分（TEA等）與聚羧酸系減水劑有較好的復合效果，而傳統(tǒng)早強劑硫酸鈉與聚羧酸系減水劑復合效果差。

關鍵詞 聚羧酸 早強組分 早期強度 復合性能

中圖分類號 TU528.0

0 引言

　　與萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸鹽系等高效減水劑相比較，聚羧酸鹽系減水劑具有更為優(yōu)異的性能，突出表現(xiàn)為摻量低、減水率高、新拌混凝土流動性及保坍性好、低收縮、增強潛力大、環(huán)境友好等特點，已成為今后發(fā)展與應用的方向。聚羧酸系高性能減水劑已經成為混凝土外加劑最新產品的代表，其研究和應用得到了國內外專業(yè)技術人員和施工人員的高度重視。我國近幾年在聚羧酸系高性能減水劑的研究和應用方面取得了快速發(fā)展，應用也從重大工程逐漸向民用土木工程轉移，其用量將會不斷增加。但是，國內聚羧酸系高性能減水劑的品種相對單一，應用技術研究還處于起步階段，尚不能滿足不同工程和不同地區(qū)對減水劑多樣化要求。特別是具有早強功能的聚羧酸系減水劑產品在混凝土預制構件和具有特殊要求的工程中具有很好的應用前景，目前在這方面的研究還不多。實現(xiàn)聚羧酸系外加劑早強功能的技術途徑有兩種，一種是合成聚合物本身具有較好的早強性能，另外一種是合成常規(guī)的聚羧酸減水劑，通過復配早強組分達到早強。本文探討常規(guī)的聚羧酸減水劑與早強組分的復配性能，希望通過復配方法解決聚羧酸系外加劑的早強問題。

1 原材料與試驗方法

1.1 原材料

　　試驗中采用的本試驗室研發(fā)的某聚羧酸鹽系高效減水劑的具體指標見表1。

　　試驗中選用無機和有機兩類早強組分。在探索性試驗中發(fā)現(xiàn)含硫的早強組分（如硫酸鈉）對砂漿和混凝土的工作性影響較大，所以試驗中選擇氮族化合物作為復合早強組分。另外，考慮到混凝土耐久性問題，盡量避免堿金屬鹽類，優(yōu)先選用有機早強組分主要為有機胺鹽（TEA）等。試驗共選用5種早強組分：2種含氮的無機物ST和CN; 3種含氮有機胺鹽：TEA， TIPA， AEEA。水泥為北京琉璃河水泥P.O42.5，砂為ISO標準砂。

1.2 試驗方法

　　相關試驗操作方法按《混凝土外加劑勻質性試驗方法》GB/T 8077-2000、《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)》GB/T 17671-1999進行。砂漿跳桌流動度達180±5mm時的需水量為實際用水量?；鶞噬皾{的用水量為220g，摻加0.15%PCE的砂漿需水量165g。成型后放入標準養(yǎng)護箱（20±2℃，相對濕度>95%）養(yǎng)護12h出模。測定12h、1d、3d的抗折抗壓強度。

2 結果與討論

2.1 無機鹽與PCE的復配性能

　　兩種含氮的無機鹽ST與CN對不同齡期的膠砂早期強度的影響結果見表2。

2.2 有機胺鹽與PCE的復配性能

　　三種有機胺鹽在很小的摻量下與PCE復合都表現(xiàn)出明顯的早強效果，特別是TIPA與PCE復合的增強效果最明顯。在摻量為0.03～0.05％范圍內，12小時強度為空白試塊的4～5倍，與僅摻加PCE試塊相比，強度增加2～3倍。AEEA也表現(xiàn)出相當優(yōu)異的增強效果，在低摻量下使早期各齡期強度成倍增加。相比之下TEA的增強效果較差，且增強效果隨摻量增加增長不明顯。

2.3 PCE與有機－無機三元復配效果

　　根據(jù)前面二元復配試驗結果，將PCE與有機和無機增強組分進行三元復配，復配方案見表4。各組分摻量選擇是根據(jù)前面試驗結果的最佳效果選擇。三元復配增強效果見表5。此次試驗由于水泥批次有所變化，故絕對數(shù)值與之前有所差異，但仍能反映出當有機早強組分與無機鹽復配時表現(xiàn)出較強協(xié)同性。由表5數(shù)據(jù)可以看出，當PCE與有機早強組分與無機早強組分進行三元復配時，12小時、1d和3d強度比二元復配具有顯著的提高。

3 結論

　　通過對選擇的5種含氮化合物與PCE以不同方式復合初步研究，明確了PCE可以與有機和無機類化合物進行復合使用，從而顯著提高水泥膠砂的早齡期強度，特別是12小時的強度。

　　含氮無機鹽類化合物與PCE復合使用時，摻量范圍在0.02～0.30％范圍內顯著提高了膠砂的早強強度。有機胺鹽與PCE復合使用也能顯著提高膠砂的早期強度，特別是TIPA與PCE復合后增強效果顯著。

　　通過有機－無機－PCE三元復配可以進一步提高水泥膠砂早強強度。PCE－ST－TEA與PCE－ST－TIPA三元體系表現(xiàn)出很好的增強效果。由于目前只是對不同體系的探索性研究，所以采用膠砂體系進行評價。后期的試驗將以混凝土的早期強度作為評價標準。

參考文獻：

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