聚羧酸系与萘系减水剂复配用于高性能混凝土

聚羧酸系与萘系减水剂复配用于高性能混凝土麻秀星【摘要】：主要针对聚羧酸系减水剂在混凝土中的应用进行试验研究，采用聚羧酸系减水剂与萘系减水剂及适量的缓凝剂、增稠剂、引气剂等进行二元、三元、四元复配的外加剂，配制出工作性好、坍落度损失小、28d强度超过80MPa的高性能混凝土。能混凝土。【关键词】：聚羧酸系减水剂；萘系减水剂；复配；高性能混凝土0引言混凝土外加剂是现代混凝土不可缺少的组分，能显著改善混凝土拌合物的和易性，提高硬化混凝土的强度和耐久性。与传统的减水剂相比，新一代高效减水剂在减水率、保坍性和后期强度增长等方面均具有更明显的优势。目前我国在聚羧酸系、氨基磺酸系和脂肪族磺酸盐聚合物系列等新品种外加剂方面均开展研究工作。由于这些减水剂相对萘系等传统高效减水剂来说价格较高，在实际应用中一般采用与萘系复配的工艺来达到最优性价比。本文主要针对聚羧酸系减水剂在混凝土中的应用进行了试验研究。试验结果表明，采用聚羧酸系与萘系复配的减水剂可以配制出工作性好、坍落度损失小、28d强度超过80MPa的高性能混凝土。1.原材料（1）水泥：建福牌P.042.5R、炼石牌P.042.5R、及P.S42.5基准水泥。（2）砂：中砂，相对密度2.65，体积质量1450kg/m3级配合格，其它指标符合规范要求。（3）碎石：连续粒级5~40mm。（4）粉煤灰：后石电厂产Ⅰ级灰。（5）减水剂：萘系减水剂(FDN)和聚羧酸系减水剂均由厦门科之杰科技发展有限公司提供。（6）缓凝剂、引气剂及其它改性材料若干。2.减水剂的复配2.1聚羧酸系减水剂聚羧酸系减水剂由于具有分散性好、保坍性好、对混凝土凝结时间影响小以及合成过程环保等特点，已经成为目前国内外混凝土外加剂行业的研究热点。聚羧酸系减水剂从总体上分为2类，一类是以马来酸酐为主链接枝不同的聚氧乙烯基（E0）或聚氧丙烯基（P0）支链；另一类以甲基丙烯酸为主链接枝不同的E0或P0支链。本文实验研究中采用了以马来酸酐为主链进行接枝共聚的聚羧酸系高效减水剂,该减水剂为淡黄色半透明液体，含固量为28%。2.2聚羧酸系与萘系减水剂的复配萘系高效减水剂对水泥有强分散作用，可以使基准混凝土的坍落度从6~8cm提高到18~22cm，但混凝土坍落度损失较快，往往30~60min就失去了流动性。因此，目前集中搅拌的预拌混凝土极少单独使用萘系高效减水剂。为了满足新拌混凝土的工作性以及硬化混凝土的物理力学性能要求，通常需采用复配技术。本文采用聚羧酸系减水剂与萘系减水剂、缓凝剂、增稠剂以及引气剂等进行复配（见表1），以达到提高减水率、改善保坍性及提高混凝土后期强度的目的。3.实验结果及分析3.1外加剂对混凝土的工作性及强度的影响采用建福P.042.5R水泥，水灰比w/c=0.44，单位用水量W=177kg/m3，砂率SP=40%，粉煤灰取代率F=12.5%，超量系数成型混凝土试件。对掺聚羧酸系减水剂和萘系减水剂等复配的外加剂与单掺萘系减水剂的混凝土拌和物及其硬化后混凝土强度进行了比较，试验结果如表2所示。从表2可以看出，混凝土中掺入聚羧酸系与萘系二元复配外加剂的试样具有很好的减水保坍效果。在配合比相同的情况下，掺加总灰量0.15%的聚羧酸系减水剂能显著提高混凝土的保坍能力。在单掺萘系减水剂2.7%的情况下，虽然混凝土初始坍落度达到175mm，但1h后混凝土坍落度降至120mm。在掺量下调后这种坍落度损失更为明显。如在掺量为2.2%时，混凝土1h经时坍落度损失由初始的140mm急剧下降为70mm。而适量复配聚羧酸系减水剂后，混凝土1h坍落度损失仅为10mm(P600-1)。3.2复配外加剂在低水灰比混凝土中的应用对聚羧酸系与萘系减水剂不同复配及不同掺量对不同配合比混凝土拌和物性能及硬化后混凝土强度指标的影响进行了研究。分别采用炼石P.042.5R水泥，水灰比w/c=0.27，单位用水量w=140kg/m3，砂率SP=37%，粉煤灰取代率F=15%，超量系数（简称配合比1）和采用建福P.042.5R水泥，水灰比w/c=0.364，单位用水量w=160kg/m3，砂率SP=43%,粉煤灰取代率F=15%，超量系数（简称配合比2）成型混凝土试件。试验结果如表3所示。从表3可以看出，在低水灰比条件卜，采用聚羧酸系与萘系减水剂复配的技术，混凝上的工作性仍可以得到保证。在水灰比为0.27，P600-2掺量为2.8%时，混凝上的坍落度达到235mm，且1h后流动性几乎没有损失。同时，从表2、表3可以看出，聚羧酸系减水剂的掺入对混凝上28d强度没有负面影响，混凝上的强度发展规律基本与单掺萘系减水剂的混凝上一致，混凝上28d强度可以达到80MPa以上。4.结论（1）聚羧酸系减水剂可以通过二元、三元乃至四元复配工艺与传统的萘系减水剂以及适量的缓凝剂、引气剂和保塑剂等协同工作，复配产品的减水效果和保坍效果都能得到明显提高，且复配后对混凝土的凝结时间影响较小，适合于配制高性能混凝土。（2）适量聚羧酸系减水剂的掺入对混凝土28d强度没有负面影响，混凝土的强度发展规律基本与单掺萘系减水剂的混凝土一致，混凝土28d强度可以达到80MPa以上。