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聚羧酸减水剂与早强剂复配效应的研究

来源: 雅博体育市海森化工有限公司  日期:2016-12-06 09:00:00  属于:产物技术
文章摘要:本文采用五种早强剂与聚羧酸减水剂复配改性,旨在研究改性后的聚羧酸减水剂对水泥净浆流动度、凝聚时间以及强度的影响。研究注解,早强剂复配改性后的聚羧酸减水剂,降低了水泥流动度保持能力,不同程度的改变了水泥的凝聚时间,除硫酸钠外,均不同程度地提高了水泥试块强度。其中,三乙醇胺复配改性后的聚羧酸减水剂,与高浓萘系比拟在早期水泥试块强度、水泥分散性等方面有优势。
1前言

  聚羧酸减水剂,以其掺量低、减水率高,混凝土流动性好以及保坍性能好等诸多长处已经成为了减水剂成长的一大趋势。然而,国内聚羧酸系高性能减水剂的品种相对单一,应用技术研究还处于起步阶段,尚不能满足不同工程和不同地区对减水剂多样化的要求。
聚羧酸减水剂作为一种新型高性能减水剂,具有减水率高、流动保持性好、水泥适应广、分子组织上自由度大、合成技术多、高性能化的余地大、对混凝土增强效果显著、能降低混凝土收缩等突出长处,同时产物不含甲醛等对人体有害的物质,是一种绿色环保的产物。这使得其在近年来得到了飞速的成长,也被越来越广泛地应用在工程中。然而在大量应用过程中发现,聚羧酸减水剂存在着在高温环境下保坍性不足、温度敏感性强、对砂石集料的含泥量敏感性强、对机制砂适应差等缺点,并且混凝土中聚羧酸减水剂的掺量、单方用水量稍有增加,混凝土拌杂物就轻易呈现泌水、分层现象,对混凝土泵送施工性能、力学性能和耐久性都造成了不利的影响。对此,笔者探讨了聚羧酸减水剂在混凝土中应用需留意的要害问题及其控制办法,为聚羧酸减水剂在混凝土中更好地应用提供实践数据。本文就是通过早强剂与聚羧酸减水剂复配的方法,来实现聚羧酸减水剂获得早强效果。

2试验
2.1试验原材料
2.1.1减水剂

  本试验共使用了两种高效减水剂,一种为常用的MPEG型聚羧酸减水剂(PC)。另一种是目前在预制构件中常用的高浓萘系减水剂。

2.1.2早强剂

  本试验选用了三种无机早强剂和两种有机早强剂,其性能指标见表1。

2.1.3水泥

  本尝试采用的是P·O42.5R水泥,其性能指标如表2和表3所示。

2.1.4水

  采用自来水,符合JGJ63—2006《混凝土拌杂用水尺度》的要求。

2.2试验方法
2.2.1水泥净浆流动度的测定

  本试验参照GB8077—87《混凝上外加剂匀质性试验方法》中的水泥净浆流动度测试方法。

2.2.2水泥凝聚时间测定

  本试验参照GB/T1346—2001《水泥尺度稠度用水量、凝聚时间、安靖性查验方法》。

2.3.3水泥试块强度测试

  本试验采用纯水泥做水泥试块,水灰比为0.29,测尝尝块1d、3d龄期的强度。

3成果与讨论

  将PC与早强剂进行复配。其中PC的掺量为0.2%(折合为固含量,在不泌水的情况下能达到最大净浆流动度时的掺量),硫酸钠、硝酸钙、亚硝酸纳的掺量为千分之五,三乙醇胺三异丙醇胺的掺量为万分之五(均以水泥质量计)。测试掺聚羧酸减水剂(折固掺量0.2%),萘系减水剂(折固掺量0.8%,能达到最大净浆流动度时的掺量),以及早强剂改性后的聚羧酸减水剂(折合成聚羧酸减水剂固掺量0.2%,早强剂以工程中常用掺量为准)的分散性能、凝聚时间和早期强度。

3.1不同减水剂对水泥分散性的影响

  测试PC、高浓萘系减水剂及用早强剂改性后的PC别离对净浆流动度及流动度保持能力的影响,其成果见表4。
由表4可以看出无论是PC,还是早强剂复配改性后PC对水泥浆体的分散性以及分散性保持能力均比高浓萘系高效减水剂要好。早强剂复配改性后的PC,不同程度的改变了PC的初始流动度和流动度保持能力。对初始流动度来说,硫酸钠、硝酸钙和三异丙醇胺的插手对其影响不大。亚硝酸钠和三乙醇胺的插手使其初始流动度大大降低,别离从295mm降低到250mm和260mm。对流动度保持能力来说,插手早强剂后流动度保持能力均有所下降,但下降程度不同。其中亚硝酸钠复配改性后下降最为明显,从初始的250mm,到半小时下降到160mm,1小时下降到只有140mm。三异丙醇胺的插手对流动度保持能力影响最小,从初始305mm下降到半小时250mm,到1小时没有下降。早强剂的插手对净浆流动度的保持能力影响由大到小依次为:亚硝酸钠>三乙醇胺>硫酸钠>硝酸钙>三异丙醇胺。综上,早强剂与PC复配后的适应性从好到坏依次是:三异丙醇胺>硝酸钙>硫酸钠>三乙醇胺>亚硝酸钠。

3.2不同减水剂对水泥凝聚时间的影响

  PC和高浓萘系减水剂以及早强剂改性后的PC对水泥凝聚时间的影响,其成果见表5。
由表5可以看出,无论是PC还是早强剂改性后的PC都使得水泥的初凝和终凝时间相对于高浓萘系减水剂延后,这主要是由于聚羧酸有很强的缓凝作用。聚羧酸减水剂对水泥具有显著的缓凝效果主要由于聚羧酸减水剂中羧基充任了缓凝成分,R-COO-与Ca2+离子作用形成络合物,降低了水泥浆体中Ca2+离子的浓度,延缓Ca(OH)2形成结晶,减少C-H-S凝胶的形成,对水泥的初期水化产生按捺作用,延缓了水泥水化。早强剂改性后的PC对水泥的初凝和终凝时间有不同程度的影响。其中,三异丙醇胺的插手对初凝和终凝时间基本不影响;硫酸钠的插手,初凝和终凝时间提前最为明显,初凝时间从10h10min提前到了7h50min,终凝时间由11h15min提前到了9h;硝酸钙、亚硝酸钠和三乙醇胺的插手使初凝和终凝时间都大幅度提前,三乙醇胺的影响最为明显,硝酸钙次之,亚硝酸钠最不明显。综上所述,早强剂与PC复配后对凝聚时间的影响:硫酸钠>三乙醇胺>硝酸钙>亚硝酸钠>三异丙醇胺

3.3不同减水剂对水泥早期强度的影响

  PC和高浓萘系减水剂以及早强剂改性后的PC对水泥早期强度的影响成果见表6。
从表6可以看出,单掺PC的水泥试块1d和3d强度均比掺高浓萘系减水剂的要低,其中1d强度要低4.62MPa,3d强度低3.03MPa。硫酸钠的插手,并不能提高水泥的1d、3d强度,反而使1d强度从13.38MPa下降到13.00MPa,3d强度从39.47MPa下降到了32.50MPa。其余几种早强剂改性后的PC,使水泥试块的1d和3d强度相对于单掺PC时都有不同程度的提高。亚硝酸钠和三乙醇胺的插手对1d和3d强度的提高都非常明显,均比高浓萘系要好。
综合以上数据,我们可以看出早强剂与PC复配改性后对水泥浆体分散性,凝聚时间和水泥试块强度都有必然影响。本试验成果注解,三乙醇胺复配改性后的PC使水泥的净浆分散性、凝聚时间、水泥试块强度等方面均比掺纯PC的改善效果抱负。因此,三乙醇胺复配改性后的PC适合在早强工程中得应用。

4结论
 
(1)早强剂复配改性后的PC对水泥的初始分散性和分散性保持能力有必然影响。硫酸钠、硝酸钙和三异丙醇胺的插手对初始分散性影响不大,主要是降低了水泥浆体的分散性保持能力。亚硝酸钠和三乙醇胺的插手使得水泥浆体的初始分散性和分散性保持能力均大幅下降,但总体均比高浓萘系要强。
  (2)早强剂复配改性后的PC对水泥浆体的凝聚时间均有所影响,早强剂与PC复配后对凝聚时间的影响:硫酸钠>三乙醇胺>硝酸钙>亚硝酸钠>三异丙醇胺
  (3)在高强管桩和混凝土预制构件中强度是最主要的指标。早强剂复配改性后的PC对水泥试块的1d和3d强度均有必然影响。其中,硫酸钠复配改性不能使水泥试块的1d和3d强度提高,三乙醇胺和亚硝酸钠复配改性使水泥的1d和3d强度明显增强。
  (4)三乙醇胺复配改性后的PC,在水泥的分散性和水泥试块强度方面,均比高浓萘系要好。因此,通过三乙醇胺复配改性聚羧酸减水剂而获得早强,对推广聚羧酸系高效减水剂在混凝土预制构件和高强管桩混凝土中的应用有必然指导意义。


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