摘要: 聚羧酸超塑化劑在高性能混凝土工程中的試驗及應用, 表明該類產品在保塑性、緩凝性、減水率、強度和耐久性同萘系相比具有優勢, 特別是在一些技術要求比較高的工程中具有較高的應用價值。
關鍵詞: 聚羧酸超塑化劑; 保坍性; 氯離子擴散系數; 耐久性; 工程應用。
中圖分類號: TU528.041 文獻標識碼: A
1 前言
隨著混凝土材料向高強、高性能、綠色方向發展, 人類社會向和諧、可持續發展的進步, 對混凝土組成中的重要組分——混凝土外加劑, 尤其是對高效減水劑提出了更高、更全面的要求。傳統的混凝土減水劑, 如第一代的木質素系普通減水劑和第二代的萘磺酸鹽系、脂肪族系、氨基磺酸鹽系等高效減水劑由于摻量較大、減水率不夠高、增強效果不甚顯著、和水泥的適應性不廣、混凝土坍落度時損較大;尤其是在生產過程中要使用一些有毒有害化學物質, 不利于可持續發展, 從而制約了進一步的推廣。超塑化劑CS-SX1是一種專為高性能混凝土(泵送、防水、耐久、高強) 設計的聚羧酸系高效減水劑, 能有效的降低工作度的損失。超塑化劑CS-SX1與傳統的由甲醛、萘磺酸縮聚而成的萘系和木質素磺酸鹽減水劑是完全不同的, 是一種新的完全不含甲醛的高性能聚羧酸系高效減水劑。與傳統的萘系或三聚氰胺類高效減水劑以及第一代丙烯酸鹽減水劑相比, 超塑化劑CS-SX1在減水作用、可泵性和坍落度保持性等方面具有更優異的性能。
2 工程概況
由廈門市路橋混凝土有限公司提供預拌混凝土, 集美大學綜合體育館地下停車庫梁、板(105m ×30m ×0.4m) 兩塊約2600m3 , 采用的混凝土, 設計標號為C30 S8, 泵送施工, 坍落度12cm。用福建水泥股份有限公司煉石P.O42.5; 比表面積388m2 /kg; 0.08mm的篩余0.24% , 初凝時間2h; 終凝時間3h; 3d抗壓強度32.0MPa; 3d抗折強度5.7MPa; 28d抗壓強度57.5MPa;28d抗折強度8.7MPa。中砂(Mx = 2.7) , 碎石( 5 - 40mm) , 連續級配, 內摻Ⅱ級粉煤灰60kg/m3, 摻用淘正化工生產的超塑化劑CS-SX1水泥重量的1.1%, 水灰比為0.45, 出機SL = 14～15cm, 現場施工SL = 11～14CM。可泵性與保水性良好, 實際混凝土強度28天為37.6～41.0Mpa, 抗滲S > 30時(未發現滲透) 。生產結果(見表1) ,
3 技術難點及試驗研究
3.1 技術難點(工程施工要求)
(1) 保坍性, 由于工程使用的水泥0.08mm的篩余僅為0.24% , 細度很小, 另外使用的砂偏細,所以勢必增加了對外加劑的吸附, 從而加大了提高混凝土保塑性的難度;
(2) 低水灰比(最大水灰比為0.45) ;
(3) 本工程招標文件的技術部分, 對地下停車庫混凝土的防水效果、混凝土的可泵性、塌落度的時損等都作了規定。解決以上的技術難題, 配制該部位混凝土時, 選用合適的外加劑成為關鍵。
3.2 試驗研究
3.2.1 聚羧酸系減水劑CS-SX1與萘系減水劑勻質性對比(見表2)
從勻質性指標可以看出, 聚羧酸外加劑具有較低的堿含量, 有利于混凝土耐久性的提高。聚羧酸外加劑比萘系外加劑具有更好的凈漿流動度保持性、更大的減水率, 為減少混凝土用水量、降低混凝土的水膠比、減少混凝土的坍落度經時損失、提高耐久性、降低滲透性提供了技術可能, 滿足本工程對混凝土的性能要求。
3. 2. 2 聚羧酸系與萘系在混凝土中的性能試驗
根據工程中提出的一系列技術要求, 經過大量的混凝土試配, 進行篩選后按調配的配合比(表3)進行了聚羧酸高效減水劑CS-SX1和萘系復配的減水劑在混凝土的試驗, 其試驗結果分別如表4、表5所示。
經過對兩類外加劑對混凝土和易性、外觀的影響進行的觀察,發現摻有聚羧酸類外加劑的混凝土無泌水現象,而摻有萘系減水劑的混凝土在靜停一段時間后開始出現泌水現象;從混凝土外觀質量來看聚羧酸類外加劑優于萘系減水劑。同時聚羧酸外加劑使混凝土具有良好的分散性和分散保持性,避免了過去依靠萘系復配緩凝組分來延長凝結時間保坍的缺陷,解決了混凝土坍落度損失問題,有利于泵送施工。從硬化混凝土的外觀質量看,摻有聚羧酸外加劑的混凝土拆模后起表面致密光滑,且氣孔較少、分布均勻,無大氣孔存在。從混凝土的抗壓強度看,摻聚羧酸外加劑的混凝土不僅具有相當高的早期強度,其后期強度亦大幅度提高,且不斷穩定增長。聚羧酸外加劑這種良好的增強效果,可以大幅度降低水泥用量,提高礦物摻合料的摻量,使混凝土氯離子擴散系數大大降低,抗碳化能力大大提高,降低了混凝土的干縮率,有利于混凝土耐久性的提高,有利于高強高性能混凝土的推廣,符合綠色高性能混凝土發展方向和可持續發展戰略。
4 工程應用情況
集美大學綜合體育館停車庫項目采用了添加聚羧酸超塑化劑CS-SX1的混凝土,按照配合比在現場進行施工試驗,取樣混凝土經過性能試驗論證完全符合工程的施工及設計要求,達到預期的效果。
5 結論
(1)聚羧酸外加劑具有較低的堿含量,有利于混凝土耐久性的提高,不增大混凝土的收縮。
(2)通過混凝土拌合物性能檢驗,聚羧酸減水劑比萘系具有更好的分散效果及保塑性,解決了傳統外加劑難以解決的混凝土保坍性差的問題。
(3)通過硬化混凝土性能檢驗,聚羧酸減水劑減水率大,具有良好的增強效果,可以降低水泥用量,提高了摻合料的用量,使混凝土氯離子擴散系數大大降低,提高了混凝土的耐久性。
(4)聚羧酸減水劑是一種安全、綠色環保型產品。
參考文獻:
[ 1 ] 王豪源,夏藝. 新型聚羧酸系高效減水劑系列產品的主要性能及其在工程中的應用[J]. 混凝土與水泥制品, 2005, 4.
