聚羧酸系減水劑與早強(qiáng)組分的復(fù)合性能研究

摘要 探討了聚羧酸系減水劑與不同類型早強(qiáng)組分的復(fù)合效果。通過(guò)比較含早強(qiáng)組分膠砂試塊和空白試塊的早期強(qiáng)度，得到了不同類型的早強(qiáng)組分與聚羧酸系減水劑復(fù)合試驗(yàn)的早強(qiáng)規(guī)律。結(jié)果表明，無(wú)機(jī)類早強(qiáng)組分和有機(jī)類早強(qiáng)組分與聚羧酸系減水劑有較好的復(fù)合效果，而傳統(tǒng)早強(qiáng)劑硫酸鈉與聚羧酸系減水劑復(fù)合效果差。

關(guān)鍵詞 聚羧酸 早強(qiáng)組分 早期強(qiáng)度 復(fù)合性能

中圖分類號(hào) 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(dòng)性及保坍性好、低收縮、增強(qiáng)潛力大、環(huán)境友好等特點(diǎn)，已成為今后發(fā)展與應(yīng)用的方向。聚羧酸系高性能減水劑已經(jīng)成為混凝土外加劑最新產(chǎn)品的代表，其研究和應(yīng)用得到了國(guó)內(nèi)外專業(yè)技術(shù)人員和施工人員的高度重視。我國(guó)近幾年在聚羧酸系高性能減水劑的研究和應(yīng)用方面取得了快速發(fā)展，應(yīng)用也從重大工程逐漸向民用土木工程轉(zhuǎn)移，其用量將會(huì)不斷增加。但是，國(guó)內(nèi)聚羧酸系高性能減水劑的品種相對(duì)單一，應(yīng)用技術(shù)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(duì)減水劑多樣化要求。特別是具有早強(qiáng)功能的聚羧酸系減水劑產(chǎn)品在混凝土預(yù)制構(gòu)件和具有特殊要求的工程中具有很好的應(yīng)用前景，目前在這方面的研究還不多。實(shí)現(xiàn)聚羧酸系外加劑早強(qiáng)功能的技術(shù)途徑有兩種，一種是合成聚合物本身具有較好的早強(qiáng)性能，另外一種是合成常規(guī)的聚羧酸減水劑，通過(guò)復(fù)配早強(qiáng)組分達(dá)到早強(qiáng)。本文探討常規(guī)的聚羧酸減水劑與早強(qiáng)組分的復(fù)配性能，希望通過(guò)復(fù)配方法解決聚羧酸系外加劑的早強(qiáng)問(wèn)題。

1 原材料與試驗(yàn)方法

1.1 原材料

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

試驗(yàn)中選用無(wú)機(jī)和有機(jī)兩類早強(qiáng)組分。在探索性試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)含硫的早強(qiáng)組分對(duì)砂漿和混凝土的工作性影響較大，所以試驗(yàn)中選擇氮族化合物作為復(fù)合早強(qiáng)組分。另外，考慮到混凝土耐久性問(wèn)題，盡量避免堿金屬鹽類，優(yōu)先選用有機(jī)早強(qiáng)組分主要為有機(jī)胺鹽等。試驗(yàn)共選用5種早強(qiáng)組分：2種含氮的無(wú)機(jī)物ST和CN; 3種含氮有機(jī)胺鹽：TEA， TIPA， AEEA。水泥為北京琉璃河水泥P.O42.5，砂為ISO標(biāo)準(zhǔn)砂。

1.2 試驗(yàn)方法

相關(guān)試驗(yàn)操作方法按《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》GB/T 8077-2000、《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)》GB/T 17671-1999進(jìn)行。砂漿跳桌流動(dòng)度達(dá)180±5mm時(shí)的需水量為實(shí)際用水量。基準(zhǔn)砂漿的用水量為220g，摻加0.15%PCE的砂漿需水量165g。成型后放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)12h出模。測(cè)定12h、1d、3d的抗折抗壓強(qiáng)度。

2 結(jié)果與討論

2.1 無(wú)機(jī)鹽與PCE的復(fù)配性能

兩種含氮的無(wú)機(jī)鹽ST與CN對(duì)不同齡期的膠砂早期強(qiáng)度的影響結(jié)果見表2。

2.2 有機(jī)胺鹽與PCE的復(fù)配性能

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

2.3 PCE與有機(jī)－無(wú)機(jī)三元復(fù)配效果

根據(jù)前面二元復(fù)配試驗(yàn)結(jié)果，將PCE與有機(jī)和無(wú)機(jī)增強(qiáng)組分進(jìn)行三元復(fù)配，復(fù)配方案見表4。各組分摻量選擇是根據(jù)前面試驗(yàn)結(jié)果的最佳效果選擇。三元復(fù)配增強(qiáng)效果見表5。此次試驗(yàn)由于水泥批次有所變化，故絕對(duì)數(shù)值與之前有所差異，但仍能反映出當(dāng)有機(jī)早強(qiáng)組分與無(wú)機(jī)鹽復(fù)配時(shí)表現(xiàn)出較強(qiáng)協(xié)同性。由表5數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)PCE與有機(jī)早強(qiáng)組分與無(wú)機(jī)早強(qiáng)組分進(jìn)行三元復(fù)配時(shí)，12小時(shí)、1d和3d強(qiáng)度比二元復(fù)配具有顯著的提高。

3 結(jié)論

　　通過(guò)對(duì)選擇的5種含氮化合物與PCE以不同方式復(fù)合初步研究，明確了PCE可以與有機(jī)和無(wú)機(jī)類化合物進(jìn)行復(fù)合使用，從而顯著提高水泥膠砂的早齡期強(qiáng)度，特別是12小時(shí)的強(qiáng)度。

含氮無(wú)機(jī)鹽類化合物與PCE復(fù)合使用時(shí)，摻量范圍在0.02～0.30％范圍內(nèi)顯著提高了膠砂的早強(qiáng)強(qiáng)度。有機(jī)胺鹽與PCE復(fù)合使用也能顯著提高膠砂的早期強(qiáng)度，特別是TIPA與PCE復(fù)合后增強(qiáng)效果顯著。

通過(guò)有機(jī)－無(wú)機(jī)－PCE三元復(fù)配可以進(jìn)一步提高水泥膠砂早強(qiáng)強(qiáng)度。PCE－ST－TEA與PCE－ST－TIPA三元體系表現(xiàn)出很好的增強(qiáng)效果。由于目前只是對(duì)不同體系的探索性研究，所以采用膠砂體系進(jìn)行評(píng)價(jià)。后期的試驗(yàn)將以混凝土的早期強(qiáng)度作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

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