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聚羧酸與萘係減水劑在機製砂泵送混凝土中的敏感性對比

 摘要

    通過在機製砂泵送混凝土中測試聚羧酸減水劑和萘係減水劑的“適宜摻量範圍”,對比兩種外加劑的摻量-混凝土用水量變化趨勢,確認了目前已經有一些聚羧酸減水劑產品在機製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”已經遠遠低於萘係減水劑。

前言

      聚羧酸減水劑作為第三代減水劑,比起萘係減水劑在很多方麵具有無可比擬的優勢。但是,隨著機製砂的大範圍應用,聚羧酸減水劑在機製砂泵送混凝土中的應用越來越多的被用戶“詬病”,其中主要問題集中在“敏感性”。即相對於萘係減水劑來說,應用聚羧酸時需要更精確的控製,稍有不慎,就容易出現“摻量不足”或“過摻”。這也迫使聚羧酸減水劑生產廠家在“敏感性”方麵進行母液合成及複配技術的綜合研究,從而不斷湧現出一些改進型聚羧酸減水劑產品。

      本文通過測試減水劑產品的“適宜摻量範圍”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品與萘係減水劑產品在機製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:杭州錢潮水泥股份有限公司,P.O42.5水泥。


粉煤灰:寧波北侖電廠,II級低鈣灰。


天然砂:河砂,細度模數2.2。


機製砂:山石機製砂,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:杭州傳化建築新材料有限公司,TF-8201C聚羧酸高效泵送劑(固含量11.5%,推薦摻量範圍1.0%~3.0%);常規萘係泵送劑(固含量22.5%,推薦摻量範圍1.0%~3.0%)。


攪拌用水:自來水。


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,通過試拌混凝土,逐步提高減水劑摻量,同時調整用水量,把混凝土的初始坍落度和流動度控製到符合泵送混凝土要求的情況下,觀察混凝土的包裹性、粘聚性、保水性,測定坍落度、流動度損失等各項性能,從而找出減水劑的“適宜摻量範圍”,並對不同品種的減水劑進行範圍寬窄的比較。

試驗基準混凝土配合比見表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,萘係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“適宜摻量範圍”對比


     若混凝土狀態以“一般”作為施工可接受的狀態底限,則在摻量從0.8%逐步提高到3.0%過程中,萘係減水劑的混凝土狀態可接受的範圍為1.6%~2.1%(見表2);聚羧酸TF-8201C的混凝土狀態可接受的範圍為1.3%~2.3%(見表3)。

      本次試驗應用的兩個減水劑的推薦範圍均為1.0%~3.0%。若將推薦摻量總範圍的寬度定義為100,則兩個減水劑的“適宜摻量範圍”分別為

萘係減水劑=(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“適宜摻量範圍”明顯要大於萘係減水劑。


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的混凝土用水量變化曲線對比。


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     從圖1可以明顯看出,在摻量達到1.3%之前,隨著聚羧酸減水劑摻量的提高,混凝土用水量迅速下降,說明在這一段範圍內,聚羧酸的減水率迅速提高;而當摻量>1.3%以後,隨著摻量的提高,混凝土用水量下降逐漸趨緩;而摻量>2.3%以後,混凝土用水量達到了穩定,也就意味著達到了該產品的減水性能極限。由此可以看出,對於TF-8201C聚羧酸減水劑而言,1.3%之前的摻量範圍為“敏感階段”,1.3%~2.3%為基本穩定階段,超過2.3%以後則開始出現“過摻”現象,而且不再具有經濟性。然而,對於萘係減水劑而言,在摻量達到1.8%之前,混凝土用水量一直處於緩慢降低階段;到了1.8%才開始出現用水量拐點並逐漸達到穩定階段;而摻量>2.3%以後,很快就達到了“過量”階段。


4結論

     (1)近幾年經過不斷改進提高,部分聚羧酸產品已經基本解決在機製砂泵送混凝土中的“敏感性”問題,其“適宜摻量範圍”的寬度甚至已經遠遠超過萘係減水劑。

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

     (3)在機製砂泵送混凝土中,各項操作性能滿足施工要求的前提下,聚羧酸減水劑同樣體現出了比萘係減水劑更好的流動性和流動度保持性能。

作者:陳國軍

轉自中國外加劑網

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