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《適合碾壓混凝土緩凝型聚羧酸類減水劑研制》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、適合碾壓混凝土的緩凝型聚羧酸類減水劑的研制在我國水電站建設(shè)中，減水劑應(yīng)用較多的是萘系磺酸鹽和三聚氰胺磺酸鹽類高效減水劑。這些減水劑基本上能夠滿足現(xiàn)場攪拌、施工的需要，但對于夏季氣溫較高的南方地區(qū)，存在著和易性差、VC值低、坍落度損失大等缺陷，且基本上無緩凝性，自收縮偏大，施工后易產(chǎn)生較大的收縮裂縫，影響施工質(zhì)量[2]。根據(jù)萘系和三聚氰胺系減水劑的生產(chǎn)工藝和配方，可粗略計算出萘系減水劑中堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以Na2O計）大于10%；磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑的總堿量約為11。63%，各類外加劑總堿量（Na2O+0.658K2O）基本上超過GB8076—1997《混凝土外加劑》規(guī)定，可
2、能誘發(fā)堿骨料反應(yīng)，降低碾壓混凝土的耐久性能。美國對位于FLORIDA州青山壩的混凝土面板進(jìn)行了長達(dá)53a的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)在開裂嚴(yán)重的混凝土中，水泥含堿量高，集料無堿活性；有的使用了高堿水泥和活性集料，未檢測到堿集料反應(yīng)產(chǎn)物，但混凝土卻開裂、劣化。低堿或高堿、但C3A和C3S低的水泥則完好，水泥中的堿和細(xì)度，C3A，C4AF一起極大地影響水泥的抗裂性。低堿水泥具有抵抗開裂的潛在能力，當(dāng)水泥中堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.16%（按Na2O計）時，混凝土的抗裂性明顯提高，堿能促進(jìn)水泥混凝土的收縮開裂[3]。從保證混凝土耐久性和體積穩(wěn)定性來看，限制外加劑中堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是控制混凝土總堿量的有效
3、手段之一。即使不發(fā)生堿集料反應(yīng)，高含堿量也將促進(jìn)混凝土收縮裂縫的生成和發(fā)展，甚至造成混凝土結(jié)構(gòu)劣化。從萘系和三聚氰胺系等減水劑合成工藝來看，很難降低減水劑中堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)并延緩凝結(jié)時間，需加緩凝劑或降低水泥中C3A含量，才能達(dá)到緩凝的目的。但降低C3A含量，便降低了碾壓混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能；而緩凝劑是否適合高壩建設(shè)還有待商榷[4]。本文研制開發(fā)了一種低堿、緩凝、保坍效果好的高效減水劑。1試驗(yàn)材料和方法1.1合成新型減水劑的主要原材料A：酸酐類物質(zhì)，分析純；B：含有—NH2酰胺類物質(zhì)，為工業(yè)品；C：含有—SO-3磺酸類物質(zhì)，為工業(yè)品；D：含有羥基類物質(zhì)，為工業(yè)品。1.2水泥凈漿
4、、碾壓混凝土試驗(yàn)主要原材料水泥：C1和C2分別為來自廣西和江蘇省的52。5R型硅酸鹽水泥，C1水泥的3d和28d膠砂抗壓強(qiáng)度分別為30.4MPa和60.2MPa，C2水泥分別為31.6MPa，64.0MPa。水泥及粉煤灰的化學(xué)成分如表1所示。1.3配合比參考中南勘測設(shè)計研究院使用二級配碾壓混凝土配合比進(jìn)行試驗(yàn)，配合比如表2所示。1.4緩凝型減水劑的合成在四頸燒瓶中，定量加入A，用一定量的水將其溶解，再加入氫氧化鈉溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。在適當(dāng)?shù)臏囟认?，加入一定量的C，反應(yīng)到一定時間后加入B和其他催化劑并保溫一定時間。在該聚合物中加入D和催化劑進(jìn)行改性，在攪拌情況下，在一定的溫度下反應(yīng)到
5、一定的時間，在聚合物鏈上引入活性羥基。1.5水泥凈漿流動度、凝結(jié)時間及碾壓混凝土性能的測定按GB8077—87《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》測定水泥凈漿流動度，其中W/B=0.29，減水劑摻量為水泥的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；參照GB/T1346—1989《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗(yàn)方法》測定水泥凈漿的凝結(jié)時間；碾壓混凝土的VC值、凝結(jié)時間，按SL48—94《水工碾壓混凝土試驗(yàn)規(guī)程》測定；碾壓混凝土強(qiáng)度按SD105—82《水工碾壓混凝土試驗(yàn)規(guī)程》測定。2試驗(yàn)結(jié)果與分析2.1減水劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計碾壓混凝土使用的減水劑需具備減水、緩凝、引氣等功能，這些功能與減水劑中所含的羥基、羧酸基
6、、氨基和磺酸基比例有關(guān)。羥基和氨基在堿性水泥漿體中可以和Ca2+反應(yīng)，形成不穩(wěn)定的絡(luò)合物，吸附在水泥漿體表面，形成一定形狀的薄膜，延緩水泥初期的水化和結(jié)晶，但不影響水泥的繼續(xù)水化，對混凝土的塑性和后期強(qiáng)度發(fā)展有一定益處。但如果羥基和氨基含量過多，凝結(jié)時間過長，會造成混凝土的假凝[5]。羧酸基和磺酸基有很好的減水基團(tuán)，一般對水泥的緩凝作用不大，然而若羧酸基α位上的氫被氨基或羥基取代，就會產(chǎn)生很好的緩凝作用；反之，羧酸基和磺酸基若含量過大，會產(chǎn)生較厚的吸附層，延長凝結(jié)時間并引入較多氣泡，影響碾壓混凝土的強(qiáng)度。因此，減水劑中所含上述基團(tuán)的多少是決定減水劑性能的關(guān)鍵[6]。改性主要是
7、在酸性條件下進(jìn)行的高溫反應(yīng)，與介質(zhì)pH值的大小以及改性劑摻量有關(guān)。pH值不同，其改性反應(yīng)的介質(zhì)條件不同。在酸性條件下，改性反應(yīng)向正方向進(jìn)行，有利于接枝和分散；但如果pH值過低，將影響減水劑的改性，加入水泥后，在局部會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，阻礙水泥漿體進(jìn)一步反應(yīng)和分散。改性劑的加入量對減水劑的分散效果有較大的影響。改性后減水劑的凈漿流動度值可增大3～5cm。在分子鏈上引入活性基團(tuán)，可提高減水劑的分散效果。若降低改性劑的摻量，接枝的幾率和效果就低，水泥漿體的分散性就差；而加入較多的改性劑，會造成局部自聚，降低減水劑
