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聚羧酸與萘系減水劑在機制砂泵送混凝土中的敏感性對比

 摘要

    通過(guò)在機制砂泵送混凝土中測試聚羧酸減水劑和萘系減水劑的“適宜摻量范圍”,對比兩種外加劑的摻量-混凝土用水量變化趨勢,確認了目前已經(jīng)有一些聚羧酸減水劑產(chǎn)品在機制砂泵送混凝土中具有較好的應用性能。聚羧酸減水劑的“敏感性”已經(jīng)遠遠低于萘系減水劑。

前言

      聚羧酸減水劑作為第三代減水劑,比起萘系減水劑在很多方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢。但是,隨著(zhù)機制砂的大范圍應用,聚羧酸減水劑在機制砂泵送混凝土中的應用越來(lái)越多的被用戶(hù)“詬病”,其中主要問(wèn)題集中在“敏感性”。即相對于萘系減水劑來(lái)說(shuō),應用聚羧酸時(shí)需要更精確的控制,稍有不慎,就容易出現“摻量不足”或“過(guò)摻”。這也迫使聚羧酸減水劑生產(chǎn)廠(chǎng)家在“敏感性”方面進(jìn)行母液合成及復配技術(shù)的綜合研究,從而不斷涌現出一些改進(jìn)型聚羧酸減水劑產(chǎn)品。

      本文通過(guò)測試減水劑產(chǎn)品的“適宜摻量范圍”的寬窄,以及混凝土用水量隨外加劑摻量變化的速率表征減水劑的敏感性,從而得到了目前比較有代表性的聚羧酸減水劑產(chǎn)品與萘系減水劑產(chǎn)品在機制砂泵送混凝土中的敏感性對比結果。

1試驗材料及方法


1.1試驗材料


水泥:杭州錢(qián)潮水泥股份有限公司,P.O42.5水泥。


粉煤灰:寧波北侖電廠(chǎng),II級低鈣灰。


天然砂:河砂,細度模數2.2。


機制砂:山石機制砂,細度模數3.2,含(泥+粉)6%。


碎石:雙級配,其中5~15和5~31.5各占50%。


外加劑:杭州傳化建筑新材料有限公司,TF-8201C聚羧酸高效泵送劑(固含量11.5%,推薦摻量范圍1.0%~3.0%);常規萘系泵送劑(固含量22.5%,推薦摻量范圍1.0%~3.0%)。


攪拌用水:自來(lái)水。


1.2試驗方法


     根據GB8076—2008《混凝土外加劑》中規定的各項試驗方法,通過(guò)試拌混凝土,逐步提高減水劑摻量,同時(shí)調整用水量,把混凝土的初始坍落度和流動(dòng)度控制到符合泵送混凝土要求的情況下,觀(guān)察混凝土的包裹性、粘聚性、保水性,測定坍落度、流動(dòng)度損失等各項性能,從而找出減水劑的“適宜摻量范圍”,并對不同品種的減水劑進(jìn)行范圍寬窄的比較。

試驗基準混凝土配合比見(jiàn)表1。


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2試驗結果

     表2和表3分別是應用表1混凝土配合比時(shí),萘系減水劑和聚羧酸減水劑在不同摻量情況下的混凝土用水量、坍落度、流動(dòng)度以及其他操作性能的對比結果。

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3數據分析

3.1“適宜摻量范圍”對比


     若混凝土狀態(tài)以“一般”作為施工可接受的狀態(tài)底限,則在摻量從0.8%逐步提高到3.0%過(guò)程中,萘系減水劑的混凝土狀態(tài)可接受的范圍為1.6%~2.1%(見(jiàn)表2);聚羧酸TF-8201C的混凝土狀態(tài)可接受的范圍為1.3%~2.3%(見(jiàn)表3)。

      本次試驗應用的兩個(gè)減水劑的推薦范圍均為1.0%~3.0%。若將推薦摻量總范圍的寬度定義為100,則兩個(gè)減水劑的“適宜摻量范圍”分別為

萘系減水劑=(2.1-1.6)/(3.0-1.0)×100=25%

聚羧酸減水劑=(2.3-1.3)/(3.0-1.0)×100=50%

     從以上對比可以看出,在同樣的配合比情況下,聚羧酸減水劑的“適宜摻量范圍”明顯要大于萘系減水劑。


3.2混凝土用水量隨摻量變化情況分析


圖1為兩種減水劑摻量變化時(shí)的混凝土用水量變化曲線(xiàn)對比。


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     從圖1可以明顯看出,在摻量達到1.3%之前,隨著(zhù)聚羧酸減水劑摻量的提高,混凝土用水量迅速下降,說(shuō)明在這一段范圍內,聚羧酸的減水率迅速提高;而當摻量>1.3%以后,隨著(zhù)摻量的提高,混凝土用水量下降逐漸趨緩;而摻量>2.3%以后,混凝土用水量達到了穩定,也就意味著(zhù)達到了該產(chǎn)品的減水性能極限。由此可以看出,對于TF-8201C聚羧酸減水劑而言,1.3%之前的摻量范圍為“敏感階段”,1.3%~2.3%為基本穩定階段,超過(guò)2.3%以后則開(kāi)始出現“過(guò)摻”現象,而且不再具有經(jīng)濟性。然而,對于萘系減水劑而言,在摻量達到1.8%之前,混凝土用水量一直處于緩慢降低階段;到了1.8%才開(kāi)始出現用水量拐點(diǎn)并逐漸達到穩定階段;而摻量>2.3%以后,很快就達到了“過(guò)量”階段。


4結論

     (1)近幾年經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)提高,部分聚羧酸產(chǎn)品已經(jīng)基本解決在機制砂泵送混凝土中的“敏感性”問(wèn)題,其“適宜摻量范圍”的寬度甚至已經(jīng)遠遠超過(guò)萘系減水劑。

     (2)即使是有較寬的適宜摻量范圍的聚羧酸減水劑產(chǎn)品,也存在一定的“敏感區間”。在這個(gè)區間之內,計量的波動(dòng)會(huì )對混凝土狀態(tài)造成較大影響。因此在應用之前需要準確了解其產(chǎn)品特性,確定其“適宜摻量范圍”并合理采用。

     (3)在機制砂泵送混凝土中,各項操作性能滿(mǎn)足施工要求的前提下,聚羧酸減水劑同樣體現出了比萘系減水劑更好的流動(dòng)性和流動(dòng)度保持性能。

作者:陳國軍

轉自中國外加劑網(wǎng)

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