聚羧酸減水劑在中低強度等級混凝土的應用

  摘 要：目前聚羧酸減水劑的應用主要集中在高強度的高性能混凝土工程中，而在量大面廣的中低強度等級混凝土的研究還比較少。本文主要研究了聚羧酸減水劑在中低強度等級混凝土的應用，聚羧酸減水劑可以改善新拌混凝土的綜合性能，提高與摻和料的適應性，增強混凝土的耐久性。

  關鍵詞：聚羧酸；中低強度；混凝土； 應用

  目前，國內(nèi)外聚羧酸系減水劑的研究已取得了很大進展，有許多新成果已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化轉化。已經(jīng)進入到我國減水劑市場的跨國企業(yè)有意大利馬貝公司、瑞士西卡公司、日本花王公司等，他們的產(chǎn)品已經(jīng)成功的應用于我國一些大型工程，如三峽大壩工程、上海金茂大廈、上海磁懸浮列車、杭州灣跨海大橋等[1-4]。

  近年來，聚羧酸的研究應用不斷取得突破性進展，工業(yè)化聚羧酸產(chǎn)品大量出現(xiàn)。但是目前國內(nèi)聚羧酸產(chǎn)品由于價格較貴，與其他外加劑相容性差，摻量過低難以控制等問題的限制，主要用于高性能、高強（C45以上）混凝土中，極少用于中低強度等級的混凝土中。這大大限制了聚羧酸的應用領域，尤其是在商品混凝土中的推廣應用受到了很大阻力。

  聚羧酸系減水劑應用于中低強度等級混凝土中，相比較目前市場用量最大的萘系高效減水劑及其復配產(chǎn)品，其具有更好的施工和易性、更強的保坍性能、更小的混凝土收縮，能有效緩解初期水泥水化熱、控制溫度裂縫和增強混凝土抗壓強度比等功能，是目前商品混凝土市場上萘系、脂肪族類（緩凝）高效減水劑、泵送劑的理想替代產(chǎn)品。

  聚羧酸系減水劑在改善新拌混凝土施工和易性的基礎上，能有效降低硬化混凝土的收縮，增加混凝土構筑物的體積穩(wěn)定性和耐久性，實現(xiàn)低等級普通商品混凝土的高性能化，改善混凝土的粘聚性和塑性，尤其能有效避免泌水和離析，大大改善新拌混凝土的和易性，提高混凝土泵送施工性能。若與粉煤灰、磨細礦渣等摻合料復合使用，能預防和控制大體積混凝土出現(xiàn)溫度裂縫，阻止收縮裂縫的產(chǎn)生，提高工程質量，改善混凝土的孔結構，大幅度提高混凝土的抗?jié)B、抗碳化、抗干濕循環(huán)和抗凍融循環(huán)等耐久性指標，從某種程度上實現(xiàn)普通混凝土的高性能化[5,6]。

  1  試驗

  1.1  原材料

  試驗原材料采用建福水泥，福建產(chǎn)；細骨料采用細度模數(shù)為2.6，含泥量小于1%的河砂，福建產(chǎn)；粗骨料采用公稱粒徑5～31.5mm碎石，福建產(chǎn)；聚羧酸減水劑（Point-400S），福建科之杰新材料有限公司產(chǎn)；萘系緩凝高效減水劑（FDN），山東產(chǎn)。

  1.2  基本性能檢測

  試驗按照GB 8076-2008《混凝土外加劑》中的檢測方法測試減水率、含氣量、抗壓強度比及28d收縮率比。試驗按照GB/T 8077－2000《混凝土外加劑勻質性試驗方法》中的檢測方法測試固體含量、氯離子含量、硫酸鈉含量及總堿量。試驗按照JC473－2001《混凝土泵送劑》中的檢測方法測試混凝土坍落度保留值及壓力泌水率比。試驗按照GB 18588-2001《混凝土外加劑中釋放氨的限量》中的檢測方法測試釋放氨含量及游離甲醛含量。

  1.3  混凝土耐久性試驗

  依據(jù)GBJ82-85《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》，第八章《碳化試驗》對混凝土試件進行碳化試驗。依據(jù)GB2420-81《水泥抗硫酸鹽侵蝕快速試驗方法》，對膠砂試件進行抗硫酸鹽侵蝕性能試驗，測定28d、90d、180d、360d和720d齡期膠砂試件的抗蝕系數(shù)。依據(jù)美國ASTM C1202《混凝土抗氯離子滲透性標準試驗方法》，對混凝土試件的抗氯離子滲透性能進行了試驗。依據(jù)GBJ82-85《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》，第六章《收縮試驗》對混凝土試件進行收縮試驗。

  2  結果與分析

  2.1基本性能檢測

  參照相應標準，對聚羧酸減水劑（Point-400S）與萘系緩凝高效減水劑（FDN）按照1.5%摻量進行檢測對比，結果如表1所示。

表1  減水劑基本性能對比

  由表1可以看出，聚羧酸減水劑除了具備萘系減水劑的性能外，還具有一定的引氣量，28d收縮率比低，強度發(fā)展良好；氯離子含量、硫酸鈉含量、堿含量較萘系的低，有利于混凝土的耐久性；坍落度損失小，無泌水離析；無釋放氨及游離甲醛，無毒無害、綠色環(huán)保等特點，是一種新型的緩凝高效減水劑。

  2.2  配合比試驗

  2.2.1  不同強度等級混凝土試驗

  由于聚羧酸減水劑產(chǎn)品適用于中低強度等級的商品混凝土，因此選取了C25、C30、C35三個強度等級進行配合比試驗研究，具體實驗結果如表2所示。

表2  配合比試驗情況

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