聚羧酸系高性能减水剂在商品混凝土中的应用.pdf
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1、2 0 1 3年第 7期 7月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C ONCR E T E AND C E MEN T P RODUC T S 2 01 3 No 7 J u l y 聚羧酸系高性能减水剂在商品混凝土中的应用 李道军 , 马元雄 ( 云南省安宁隆瑞混凝土有限责任公司, 6 5 0 3 0 0 ) 摘要 : 根 据昆 明地 方原 材料的特性 , 通过 改进机 制砂 , 严格控制舍 泥量 , 采 用掺 聚羧酸减 水剂和矿 物掺 合料 ( 双掺技 术) 进行 配合 比优化 试验 , 不仅 改善 了混凝土工作性 , 而且 大幅提 高了混凝土强度及耐久性 , 在 云南地区率
2、先 实现 了聚羧酸 系减水剂在 商品混凝 土中的应 用。 关键词 : 聚羧 酸 系减 水剂; 商品混凝土 ; 配合 比设计 ; 优化试验 ; 生产应 用 Abs t r a c t :Ac c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e ri s t i c s o f K u n mi n g l o c a l r a w ma t e ri a l s ,b y i mp r o v i n g the ma n u f a c t u r e d s a n d , s t ri c tl y c o n t r o l l i n g t h e a
3、m o u n t o f mu d a n d u s i n g p o l y c a r b o x y l a t e s u p e r p l a s t i c i z e r a n d m i n e r a l a d m i x t u r e s( d o u b l e a d mi x i n g t e c h n o l o g y ) , t h e o p t i mi z i n g t e s t o f m i x p r o p o r t i o n i s c a r r i e d o u t , w h i c h c a n n o t
4、o 4 i mp mv e t h e w o r k a b i l i t y o f c o n c r e t e , b u t a l s o i mp r o v e t h e s t r e n g t h a n d d u r a b i l i t y o f c o n c r e t e T h e r e f o r e , t h e p 0 bc a r b o x y l a t e s u p e r p l a s t i c i z e r i n r e a d y - mi x e d c o n c r e t e i n Yu n n a n
5、i s f i r s t l y a p p l i e d Ke y wo r : P o l y e a r b o x y l a t e s u p e r p l a s t i c i z e r ;R e a d y mi x e d c o n c r e t e ;Mi x p rop o r t i o n d e s i g n ; O p t i mi z i n g t e s t ; P r o d u c 。_ t i o n a n d a p p l i c a t i o n 中图分类号 : T U 5 2 8 5 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1
6、 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 3 ) 0 7 1 8 - 0 5 0前言 随着科技发展 与进步 。现代工程建设多层 、 高 层 、 超高层 、 大跨度框架工程越来越多, 对 于作为建 筑结构材料的混凝土要求也越来越高 各种混凝 土 新技术、 新材料的研发应用 13益广泛 。但 目前预拌 混凝土行业多数仍使用萘系减水剂 , 其各项指标远 不能满足高性能混凝土的需要。而聚羧酸系高性能 减 水剂则具有减水 率高 、 掺量低 、 分散性好 、 高保 坍、 泌水率低、 收缩小等优点 能显著改善新拌混凝 土的和易性 、 粘聚性、 可泵性 , 明显提高混凝土强度 及耐久性 , 延长结构物使用
7、寿命 , 降低工程成本 , 且 无毒、 无污染 , 属于新型绿色环保产品。对此 , 本文 进行了聚羧 酸系减水剂混凝土配合 比的优化设计 和相关试验研究 , 并在商品混凝土中进行 了应用。 1 聚羧酸减水剂的作用机理 聚羧酸系减水剂是由羧酸类接枝聚合物构成 的浅褐色透 明液体 , 具有梳形分子结构 , 较传统减 水剂仅依靠静 电斥力 打破水泥浆絮凝状态而达到 减水 的作用不 同, 其超分散性能强。这主要是由于 聚羧酸 系减水剂带 有羧基( - C O O M) 、磺 酸基 ( 一 S O 。 M) 、 羟基 ( - O H) 、 聚氧化 烯基链 节 ( 一 P E O P P O) 等活性基团
8、的不饱和单体 。 其分子结构设计 由单一 静 电斥力效应转 向静电斥 力效应 与空 间位 阻效应 共 同作用 , 形成立体分散系统。梳形聚合物在水泥 一 1 8一 颗粒表面是齿形 吸附状态 其主链上 的羧基 、 磺酸 基等活性官能团提供静电斥力 , 梳形聚合物侧链触 向水泥粒子的各个部位 。 起着立体空间位阻的重要 作用 , 决定 着分散 系统 的稳定性 , 保持水泥浆体 的 流动度。由于聚羧酸系减水剂主链长, 极性基团多 , 静电斥力强 , 空间分 于结构庞大 , 侧链多且较长 , 空 间位阻大, 从而对水泥材料具有 良好的减水 、 分散 、 稳定作用。 2试 验原 材料 2 1 水泥 试验
9、采用云南产 P O 4 2 5级水泥 , 其各项性能 指标均符合 G B 厂 I 1 7 5 -2 0 0 7 通用硅酸盐水泥 的 要求 , 检验结果见表 1 。 2 2 粉煤灰 采用昆明产 级粉煤灰 , 其各项检测指标均满 足 G B T 1 5 9 6 -2 0 0 5 用于水泥和混凝土中的粉煤 灰 中 级灰的要求 , 检验结果见表 2 。 2 - 3 矿渣粉 采用 $ 7 5级矿渣粉 ,其各项指标均满足 G B T 1 8 0 4 6 2 0 0 8 用于水泥和混凝 土中的粒化高炉矿 渣粉 技术要求 , 检验结果见表 3 。 2 4外加剂 通过试验优选采用江苏产 P C A聚羧酸高性能
10、减水剂 , 推荐掺量为胶材用量的 1 5 2 5 , 掺量在 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 李道军, 马元雄 聚羧酸系高性能减水剂在商品混凝土中的应用 2 0 时 , 减水率为 2 8 5 。经检测 , 其匀质性及物理 性能指标均满足 G B 8 0 7 6 -2 0 0 8 ( 混凝土外加剂 中 缓凝型高性能减水剂的要求 , 检验结果见表 4 。 2 5细骨 料 采用安宁某公司砂石系统生产的机制砂 粒径 为 0 5 ra m 中级砂 其各项指标均满足 J G J 5 2 -2 0 0 6 普通混凝土用砂石质量及检验方法标准 要求 , 检 验结果见表 5 。
11、2 6 粗骨料 采用安宁某公司砂石系统生产的机制碎石 粒 径 5 3 1 5 ram连 续级 配 ,其 各 项指 标均 满足 J G J 5 2 -2 0 0 6要求 , 检验结果见表 6 。 表 4 聚羧酸减水剂 品质检验结果 细度模数石粉含量 压碎指标, 吸水率, 表观密度, ( k g m3 ) 堆积密度, ( k g m 3 ) 紧密密度 ( k g m s ) 有机质 3混凝 土 配合 比的设 计 依据 J G J 5 5 2 0 l 1 普通混凝土配合 比设计规 程 的要求 , 配合 比设计应 满足混凝土配制强度及 其他力学性能 、 拌合物性能 、 长期性能和耐久性能 的要求 :
12、所配制的混凝 土应具有 良好的抗氯离子扩 散性能 、 抗硫酸盐侵蚀性能和对钢筋的长期防腐蚀 性 能 。 3 1 混凝土配制强度确定 按照 J G J 5 5 2 0 l 1 标准要求 , 配合比设计应遵 循配制强度 。大于设计强度 的原则 ; 当混凝土 的设计强度等级小于 C 6 0时 配制强度应按下式确 定 : D 1 6 4 5 ; 当设计强度 等级大于 C 6 0时 , 配制强度应按下式确定 。 1 1 混凝土配制 强度计算结果见表 7 。 一 1 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 3年第 7期 混凝土与水泥制品 总第 2 0 7期 表 7
13、混凝 土配制强度计算结果 3 2 配合 比设计方案及试配参数 配合 比设计方案及试配参数见表 8 。 3 - 3 混凝土配合 比室内试验 根据设计指标及试配参数 , 依照 G B T 5 0 O 8 0 2 0 0 2 4 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 要求 , 对混凝土配合 比进行室 内试拌。混凝土配合比室内 试验 条件为 : 室温 ( 2 0 5 ) o C, 湿度 5 0 以上 , 采用 6 0 L强制式搅拌机拌合 并根据拌合楼使用及混凝 土实 际生产情况 , 确定投料顺序及拌合工艺 : 细骨 料一 粗 骨料一 水 泥一 掺 合料一 拌 合水一 外加剂一 搅拌 1 2 0 s 。待新
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