聚羧酸减水剂对萘系减水剂的复合改性研究

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萘系高效减水剂是我国目前混凝土工程中使用量最大的一种混凝土外加剂。它具有掺量低、减水率高的优点,但与水泥适应性较差和坍落度损失大一直是混凝土生产上的难题。

对于水泥适应性问题,通常是挑选不同品牌的水泥或减水剂进行试验,择优用之;对于坍落度损失的控制一般是复合缓凝剂(主要是糖类)以延长混凝土 的凝结时间。这些方法麻烦且不易控制,必然导致混凝土质量难以得到保证。因此,必须找到其它可靠的方法对萘系减水剂性能进行改善。

聚羧酸减水剂是一种新型 的高性能减水剂,它掺量低,减水率高,增强效果显著,坍落度经时损失低,对凝结时间影响较小,是21 世纪减水剂应用的主流产品。但其成本较高,还不能在混凝土中广泛使用。因此,可考虑用聚羧酸减水剂与萘系减水剂进行复合,用前者的优势弥补后者的缺陷,而 且可以降低使用成本。另外,对于今后的聚羧酸减水剂复合研究也是一种有益的探索。

本文主要针对两种聚羧酸系减水剂(代号JS 和XM)和一种萘系减水剂(代号SPF-1)进行了复合。利用水泥净浆和混凝土试验找到最佳的二元、三元复合比例和掺量,分析了复合减水剂对混凝土物理力 学性能、抗渗性能和收缩的影响、对水泥石微观结构(水泥石形态、孔隙结构)的影响,分析了减水剂的吸附性能及对ZETA 电位的影响,探讨了复合减水剂与水泥、UEA 膨胀剂的适应性。

试验结果表明:

(1)适宜的聚羧酸系减水剂与萘系减水剂的二元复合可以有效改善萘系减水剂单独使用时混凝土坍落度损失快的缺陷,但混凝土的初始坍落度随聚羧酸系减水剂复 合比例的提高而降低,合理的复合比例为:聚羧酸/萘系=10%～30%。

(2)通过引气或增稠三元复合,可有效改善二元复合减水剂的不足,提高减水剂性 能;通过缓凝三元复合制成缓凝高效减水剂,延长初凝时间至20 小时以上,并且对混凝土后期强度无副作用。

(3)对于不同种类掺合料(除硅粉)、水泥和UEA 膨胀剂,复合减水剂表现出比萘系减水剂更优越的分散性能;复合减水剂使混凝土的后期收缩显著降低,一些复合减水剂使混凝土在120d 时的收缩已与空白混凝土相差无几,而此时萘系减水剂要高出32%;复合减水剂使混凝土的抗渗性能比萘系提高数个抗渗等级。

(4)与萘系减水剂相比,未复合 引气剂的复合减水剂使水泥石凝胶颗粒更为细小,比表面积增大,有害孔(小于200?)的数量降低,最大孔径值减小,因此水泥石结构变得更为均匀和密实。