低濃度聚羧酸減水劑配制混凝土的試驗研究

摘要：聚羧酸高性能減水劑具有摻量小、高效分散減水、低堿等特點，能夠顯著改善混凝土的和易性能、混凝土流動性及混凝土的強度等。本文簡述聚羧酸系與萘系減水劑的對比研究試驗，證明了聚羧酸減水劑配制混凝土不僅有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，且成本也低于萘系減水劑，值得推廣應(yīng)用，但需要改善聚羧酸外加劑的高引氣性以及混凝土的保坍性能問題。

關(guān)鍵字：聚羧酸減水劑、混凝土、試驗研究

0 前言

混凝土減水劑的發(fā)展已經(jīng)歷了漫長的過程，20 世紀(jì)大量使用的有木質(zhì)素磺酸鹽類、萘磺酸鹽系高效減水劑及磺化三聚氰胺系高效減水劑。隨著科學(xué)的進(jìn)步，在21世紀(jì)的今天，一種新型的羧酸類減水劑以其優(yōu)越的性能和無污染的生產(chǎn)得到很快發(fā)展，成為當(dāng)之無愧的第三代減水劑產(chǎn)品，這種產(chǎn)品在國外已經(jīng)迅速發(fā)展，普遍用在商品混凝土中。在國內(nèi)的這幾年來，為滿足高性能混凝土及混凝土施工技術(shù)的發(fā)展要求，需要具有減水率大、和易性好、膠凝材料適應(yīng)性好的高性能減水劑，而聚羧酸正好迎合了這一需求，因此值得推廣應(yīng)用。本文針對聚羧酸減水劑的性質(zhì)及混凝土性能開展了混凝土試驗研究，指出聚羧酸減水劑存在不足之處。

1 聚羧酸減水劑的作用機理

聚羧酸減水劑為茶色油狀水溶液，具有梳形分子結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)減水劑僅依靠靜電斥力打破水泥漿絮狀態(tài)而達(dá)到減水的作用不同，其超分散性能強。這是由于聚羧酸減水劑帶有羧基、磺酸基等活性親水基團(tuán)，其分子結(jié)構(gòu)由單一靜電斥力效應(yīng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向靜電斥力效應(yīng)與空間位阻效應(yīng)共同作用結(jié)構(gòu)，形成立體分散系統(tǒng)。梳形聚合物在水泥顆粒表面呈齒形吸附狀態(tài)，其主鏈上的羧基、磺酸基等活性官能團(tuán)提供靜電斥力，梳形聚合物側(cè)鏈觸向水泥粒子的各個部位，起著立體位阻的重要作用，決定分散系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保持水泥漿體流動性。由于主鏈長、極性基團(tuán)多、靜電斥力強、空間分子結(jié)構(gòu)龐大、側(cè)鏈多且較長空間位阻大，從而對水泥材料具有良好的減水、分散、穩(wěn)定作用。

2 低濃度聚羧配制混凝土的試驗研究

2.1 試驗原材料

水泥：嘉華水泥公司生產(chǎn)的 P.O 42.5R水泥，各項指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求；

煤灰：黃埔電廠生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)Ⅱ級粉煤灰，各項指標(biāo)符合規(guī)范要求；

礦粉：選用S95的礦粉，各指標(biāo)滿足要求；

水：自來水；

骨料：河砂，細(xì)度模數(shù)2.5，石子為最大粒徑為25mm 連續(xù)級配石子；

加劑：選用廣州西卡建筑材料有限公司生產(chǎn)的聚羧酸系減水劑，型號為SJX和荊州強達(dá)外加劑材料有限公司生產(chǎn)的萘系減水劑，型號為SF，兩者性能滿足相關(guān)規(guī)范要求。外加劑的物理性質(zhì)見表1。

表1 外加劑的物理性質(zhì)

2.2 凈漿流動度試驗

按照“混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法”規(guī)定方法，測得聚羧酸凈漿流動度以及1.5小時流動度值如下表2。