聚羧酸系高性能减水剂对混凝土强度的影响

・１３６・　价值工程　聚羧酸系高性能减水剂对混凝土强度的影响　Ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｐｏｌｙ　Ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　Ａｃｉｄ　Ｈｉｇｈ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｄｕｃｉｎｇ　Ａｇｅｎｔ　ｏｎ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　邵伟ＳＨＡＯ　Ｗｅｉ；蒋玲ＪＩＡＮＧ　Ｌｉｎｇ；周浩ＺＨＯＵ　Ｈａｏ　（南京交通职业技术学院，南京２１１１８８）　（Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１　１　１８８，Ｃｈｉｎａ）　摘要：本文以聚羧酸系高性能减水剂为研究对象，通过掺入聚羧酸系减水剂的混凝土与普通混凝土的强度和工作性对比，研究　聚羧酸高性能减水剂对结构混凝土强度和工作性的影响。通过对比掺加聚羧酸系高性能减水剂与普通减水剂的混凝土工作性与强　度，分析几种减水剂对混凝土工作性的影响。　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｏｌｙ　ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ａｃｉｄ　ｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｄｄｅｄ　ｐｏｌｙ　ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ａｃｉｄ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ａｎｄ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｓｔｕｄｉｅｓ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｐｏｌｙ　ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ａｃｉｄ　ｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｂｙ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｅｒ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ．　关键词：聚羧酸系减水剂；混凝土；影响　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙ　ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ａｃｉｄ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ａｇｅｎｔ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｅｆｆｅｃｔ　中图分类号：Ｕ４４５．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—４３ｌ１（２０１４）２６—０１３６—０２　石子＝３４３：１８５：６２４：１３２８。　０引言　２．３试验材料试验用水泥标号为４２．５，比表面积　有掺量少、减水率高、保坍性强、相容性强等优点。大规模　３４０，细度１．８％。初凝时间６９ｍｉｎ，终凝时间１８５ｍｉｎ。　的施工中广泛使用聚羧酸减水剂已成为发展趋势。　试验用碎石为表观密度２９０ｋｇ／ｍ　孔隙率３８％，针片　聚羧酸系高性能减水剂作为￣ｂ）３ｏ剂的最前沿科技，具　１混凝土的工作性与强度　工作性、强度和耐久性是混凝土的重要性能指标。现　代大型工程根据不同施工要求和工作环境，对混凝土的要　状含量１．３％，压碎值为５＿３％。　试验用砂为细度模数２．８，含泥量１．３％，吸水率０．５％。　外加剂采用两种聚羧酸系高性能减水剂与一种普通　求有所侧重，而强度、工作性和耐久性三者相辅相成，又不　减水剂，依据（ＧＢ８０７６—２００８混凝土外加剂》【　检测出各项　可避免地存在矛盾性。良好的工作性可以保证施工进度，　性能，结果见表１。　提高施工质量，同时也是混凝土强度和耐久性的保障。高　强度的要求混凝土拌合单位用水量减少，而这样将导致混　凝土工作性不佳。ｌｌ＿高耐久性则要求较低的水灰比，但水灰　比过低则会导致水泥水化不充分，混凝土成型后有可能因　孔隙率较高而影Ⅱ向强度。因而，在施工中，控制一项或两项　指标时，必须兼顾其他指标在合理范围内。　聚羧表１试验用减水剂性能参数　型号　净浆流　动度　减水率　含固量　密度　抗压强度比　７ｄ　２８ｄ　ＰＣＡ　２６０　３２　３０－３２　１．１６４　１３７　１２９　酸系　普通　ＵＣ一１　ＣＴ一２　２５５　２３０　３２　３２　２２．５２　２２．８４　１．０４７　１．０２０　１４５　ｌ２Ｏ　１３２　１２５　本文拟通过多组混凝土实验，测定添加不同减水剂及　不同用量的情况下，各组混凝土的坍落度和强度。对比并　２．４试验工序先加入水泥、砂和水进行预搅拌，然后　研究三种减水剂不同掺量下对混凝土初始坍落度、３０ｍｉｎ　和６０ｍｉｎ的坍落度影响，同时制作强度试块，测定２８天的　按配合比计算添加材料。材料添加顺序为水泥，砂子，石　子，水。减水剂添加为同掺法，即在添加拌合用水的同时添　强度，研究减水剂对混凝土强度影响。　２试验仪器、材料和工序　２．１试验仪器加减水剂。另外，添加不同减水剂的混凝土拌合前都要对　试验用到的仪器主要有强制式混凝土　搅拌机进行充分清洗，以避免不同减水剂之间产生的复合　搅拌机、坍落度筒，压力试验机和１５０ｘ１５０ｘ１５０钢制试模。　影响。　２＿２试验配合比设计混凝土配合比为水泥：水：砂子：　为研究掺加减水剂对混凝土工作性及强度的影响，故　先测得未添加减水剂的混凝土在初始、３０ｍｉｎ、６０ｍｉｎ时的　基金项目：江苏省高等学校大学生创新实践训练计划，项目号：　坍落度并制作一组试模，测得２８ｄ的强度值，并以此作为　ＣＸＳ０５。　参考值。试验结果见表２。　表２未添加减水剂混凝土坍落度及２８ｄ强度试验结果　测试时间ｒａｉｎ　初始　３Ｏ　６０　作者简介：邵伟（１９８７一），男，江苏南京人，工程师，南京交通职业　技术学院，研究方向为混凝土与外加剂；蒋玲（１９６５一），　女，江苏南京人，教授，南京交通职业技术学院路桥与　港航学院院长，研究方向为道路建筑材料：周浩　坍落度ｈｉｍ　２Ｏ　１０　５　编号　Ｍ１　Ｍ２　Ｍ３　强度　４８．６　５０．２　４６．４　平均　（１９９２一），男，江苏南京人，学生，南京交通职业技术学　院路桥与港航学院。　４９　Ｖａｌｕｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　・１３７・　∞　加　∞　∞　Ｏ　∞　加　叫　∞　０　３试验结果及分析　制作一组３块的１５０ｘｌ５０ｘ１５０立方体试块，测定了２８ｄ强　３．１掺加聚羧酸系ＰＣＡ减水剂对混凝土坍落度与强　度。ＧＴ一２不同掺量下的坍落度和２８ｄ强度影响试验结果　度影响分析本次试验检测了ＰＣＡ掺量分别为０．４５、　见图３。　５Ｏ　０．７０、０．９５和１．２时混凝土在初始、３０ｒａｉｎ、６０ｒａｉｎ时的坍落　度，并制作一组１５０ｘ１５０ｘ１５０立方体试块，测定２８ｄ强度。　ＰＣＡ不同掺量下的坍落度和２８ｄ强度影响试验结果见　一　一　●　４０　图ｌ。　●　●　＿　一　一　吕　ｒ　吕　／　／　／密　一一　◆　。＿　哿　１ｒ　宴　膝　◆坍落度　■强度　嘿　∞　∞　加　ｍ　０　＿。　。。　０　０．２５　０．５　０．７５　１　１　２５　１．５　掺量（％）　图１　ＰＣＡ在不同掺量下的坍落度和２８ｄ强度　随着ＰＣＡ掺量增加，坍落度呈稳定增长趋势，说明　∞　加　∞　印　∞　Ｏ　ＰＣＡ减水剂对于混凝土的适应性较好。１３１但是，混凝土强　度略有降低。而随着ＰＣＡ减水剂掺量的增加，混凝土强度　并未出现大的变化而是基本保持不变。　３＿２掺加聚羧酸系ＵＣ一１减水剂对混凝土坍落度与强　度影响分析试验检测了ＵＣ一１掺量分别为０－４５、０．７０、　０．９５和１．２时混凝土在初始、３０ｍｉｎ、６０ｒａｉｎ时的坍落度，并　制作一组３块的１５０ｘ１５０ｘｌ５０立方体试块，测定了２８ｄ强　度。ＵＣ一１不同掺量下的坍落度和２８ｄ强度影响试验结果　见图２　５０　一　＿　●　●　ｇ　／　Ⅲ　鲁　４０　一一　３０　密　彀　２０　屐　◆　◆坍落度　１０三　■强度　０骂　０　０．２５　０．５　０．７５　１　１｜２５　１．５　罱　掺量（％）　图２　ＵＣ一１在不同掺量下的坍落度和２８ｄ强度　由图中可以看出，ｔＩＣ一１减水剂对于混凝土坍落度的　影响十分明显，当掺量小于０．４５时，其对于混凝土坍落度　的影响尚不十分显著；当掺量在０．４５到０．７之间时，坍落　度增长迅速；当掺量在０．７到０．９５时，坍落度增长放缓：当　掺量在０．９５到１．２时，坍落度增长迅速。由此可见，ＵＣ一１　减水剂在掺量为０．４５到０．７之间和０．９５到１．２之间时，对　混凝土坍落度的影响最为显著。　随着ＵＣ一１的加入，混凝土的强度出现／Ｊ、幅下降，但　基本保持不变，平均达到４６．５Ｍｐａ。其对混凝土强度影响　依然比较轻微，原因与ＰＣＡ减水剂相同。　３．３掺加聚羧酸系ＧＴ一２减水剂对混凝土坍落度与强　度影响分析试验检测了（　Ｔ一２掺晕分别为０．４５、０．７０、　０．９５和１．２时混凝土在初始、３０ｍｉｎ、６０ｍ　时的坍落度，并　ｌ　一　／＼、＝＝　３０——　一　蜘　２０兰　密　▲蚺弦摩　屦　１０雩　■强度　Ｏ　Ｕ　０．２５　０．５　０．７５　ｌ　１．２５　１．５　掺量（％）　图３　ＧＴ一２在不同掺量下的坍落度和２８ｄ强度　由图中可以看出，ＧＴ一２减水剂对于混凝土坍落度的　影Ⅱ向十分明显，当掺量小于０．４５时，其对于混凝土坍落度　的影响已然十分显著：当掺量在０．４５到０．７之间时，坍落　度增长放缓；当掺量在０．７到０．９５时，坍落度增长再次明　显：当掺量在０．９５到１．２时，坍落度出现下降。实验得出，　普通减水剂ＧＴ一２的掺量大干０．９５时，由于掺量过高，出　现胶凝材料离析现象，混凝土中骨料堆积，造成坍落度反　而变小。由此可见，ＵＣ一１减水剂较为敏感１４１，在掺量为０．４５　以下时对混凝土坍落度的影响最大。　图中可看出，混凝土强度随着ＧＴ～２的加入略有降　低，而当ＧＴ一２掺量为１．２时，强度迅速降低，这是由于　混凝土离析后导致骨料与胶凝材料分离，造成强度较大　损失。　４小结　通过对试验数据及图表的分析可得出结论：添加减水　剂可明显改善混凝土工作性，但不同减水剂有各自适用的　掺量范围。本文三种减水剂对混凝土坍落度影响能力不　同，在掺量较小时，ＧＴ一２的坍落度影响能力较ＰＣＡ与　ＵＣ一１为强。但是当掺量较大时，ＧＴ一２会导致混凝土出现　离析现象，从而导致工作性和强度的双损失。故在合适添　加范围内，聚羧酸系减水剂对混凝土的适应性更好。　在相同水灰比情况下，减水剂的加入会导致混凝土强　度略有降低，但减水剂的掺量增加并不会导致强度出现大　的变化。掺加三种减水剂后混凝土的２８ｄ平均强度大小依　次为ＵＣ一１＞ＰＣＡ＞ＧＴ－２。　减水剂作为重要的混凝土外加剂，其对混凝土各工作　性能的影响将直接或间接的反映到工程结构部位，对结构　的性能乃至整个工程的质量造成影响。因而，对减水剂相　关特性及其与混凝土适应性的研究值得更为我们所重视。　参考文献：　『１１霍雷．减水剂对混凝土工作性和强度的影响ｆＤ１．哈尔滨工　程大学，２０１２，３．　『２］ＧＢ８０７６—２００８，混凝土外加剂．中华人民共和国国家标；隹　［Ｓ】．２００８．　『３】马军伟，张海波，张建峰，谢正恒，李新峰．聚羧酸系高性能　减水剂的研究现状与发展方向『ＪＩ．国外建材科技，２００７，２８（１）．　孙栋梁．聚羧酸减水剂在预拌混凝土中的应用研究『Ｉ）１．萤　新大学，２００９．１０．