聚羧酸系減水劑減水率的影響因素試驗研究

楊　鑫， 秦士洪

(重慶大學(xué)土木工程學(xué)院， 重慶 400045)

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聚羧酸系減水劑減水率的影響因素試驗研究

楊鑫， 秦士洪

(重慶大學(xué)土木工程學(xué)院， 重慶 400045)

【摘要】為探知混凝土配合比、減水劑以及水泥品種對聚羧酸系減水劑的減水率影響，以混凝土減水率、坍落度為指標(biāo)，通過配合比對比試驗進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明，減水劑的減水效果受減水劑品種的影響，同時減水劑的減水效果隨水灰比的增加而降低，最后當(dāng)水灰比相同時，同種減水劑的減水效果依賴于減水劑與水泥品種之間的適應(yīng)性。

【關(guān)鍵詞】混凝土;外加劑；減水效果；配合比;試驗

聚羧酸系高性能減水劑是重要的混凝土外加劑，是新型建筑材料產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)品。減水劑不僅大大改善了混凝土的施工性能，而且提高了混凝土的強(qiáng)度和耐久性能。它具有摻量少、減水率高、坍落度損失小等優(yōu)良性能[1]。日本是研究和應(yīng)用聚羧酸減水劑中最早、最多也是最成功的國家，日本早在1981年就研制成功了聚羧酸系減水劑[2]。國內(nèi)對聚羧酸系減水劑產(chǎn)品的研究起步較晚，由于近年來對聚羧酸減水劑應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，其研究遠(yuǎn)不能滿足高性能混凝土發(fā)展的需要。為了更好地在工程中使用聚羧酸系減水劑，保證混凝土在施工中的質(zhì)量，有必要研究和分析混凝土配合比、水泥種類對聚羧酸系減水劑減水率的影響，同時對比中、日兩國聚羧酸減水劑的性能，為提高我國的聚羧酸減水劑的應(yīng)用和研究提供依據(jù)。

影響減水劑減水率的因素比較多，主要有混凝土配合比、減水劑種類、減水劑摻量和混凝土種類等[3]。國內(nèi)現(xiàn)有對減水劑的研究主要針對減水劑種類，減水劑摻量等因素對減水劑減水率的影響[4-6]。本文以混凝土配合比、水泥種類以及減水劑種類等多種因素對減水劑減水率的影響為研究目的，通過配合比對比試驗探討影響減水率的主要原因。

1試驗方案

1.1原材料

混凝土的主要成分及性能見表1。

表1　混凝土試驗材料及性能

試驗所用聚羧酸系高性能減水劑有多種，其中PCT型減水劑是從日本進(jìn)口的新型減水劑，PCC型減水劑是國內(nèi)市場銷量較大的減水劑，它們的主要性能見表2。

表2　試驗用減水劑的主要性能

1.2試驗方法

為了探討混凝土配合比以及減水劑種類對減水劑性能的影響，本試驗主要采用了對比研究的方法。固定水泥和石子的用量，改變水灰比以及減水劑種類，定量地反映出混凝土配合比以及減水劑種類對減水率的影響。試驗配合比見表3。

為了研究水泥種類對減水劑減水率的影響，采用控制混凝土配合比，改變水泥種類的方法，分析水泥材料的改變對混凝土坍落度的影響。試驗配合比見表4。

根據(jù)各組試驗的配合比配制混凝土，按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行攪拌，測定各組混凝土的坍落度和減水率。

2試驗結(jié)果與分析

2.1混凝土配合比影響

將試驗結(jié)果進(jìn)行分析與統(tǒng)計得到表5。為了更直觀地反應(yīng)試驗結(jié)果，在此將表5的數(shù)據(jù)分別繪制柱狀圖，得到各組別對應(yīng)的減水率、坍落度和含氣量見圖1～圖3。

表3　混凝土試驗配合比

表4　改變水泥種類的試驗配合比

表5　改變混凝土配合比的試驗結(jié)果

圖1　各組混凝土的減水率

通過對表5和圖1進(jìn)行分析得出水灰比的改變與減水劑的減水率有著明顯的相關(guān)性。隨著水灰比的增加，同種減水劑的減水率明顯降低。

圖2　各組混凝土的坍落度

由表5和圖2可以看出，摻入減水劑的混凝土坍落度明顯大于未摻入減水劑的混凝土。其中，摻入PCT-1，PCC-1和PCC-3型減水劑的混凝土，隨著水灰比的增加，混凝土的坍落度有增加的趨勢。摻入PCT-3型減水劑的混凝土，隨著水灰比的增加混凝土的坍落度減少。

由表5和圖3可以看出，摻入減水劑的混凝土含氣量明顯增加且保持在合理的含氣量范圍內(nèi)，混凝土具有更好的工作性能。同時從圖中也可以看出水灰比與含氣量呈負(fù)相關(guān)，即水灰比低的含氣量高。

分別對比2，5，8，10組和1，4，7，9組的坍落度可知，當(dāng)混凝土配合比相同時減水劑品種對混凝土的坍落度有著明顯的影響，其中摻日系減水劑的混凝土坍落度低于摻國產(chǎn)減水劑的坍落度，而減水劑品種對含氣量的影響并無明顯差別。

圖3　各組的含氣量

2.2水泥種類影響

將改變水泥品種的試驗結(jié)果統(tǒng)計分析得到表6，并將表6直觀地用柱狀圖表示,得到圖4。

表6　不同水泥品種的坍落度

圖4　不同水泥材料的坍落度

對比JD1與SS1、JD2與SS2、JD3與SS3、可以看出，減水劑品種相同時，水泥品種對混凝土坍落度的影響較大，故水泥品種也是影響坍落度的主要因素之一。試驗表明，山水水泥的坍落度明顯大于冀東水泥的坍落度。

3結(jié)論

試驗結(jié)果及分析表明，混凝土的配合比、減水劑的種類和水泥的品種是影響減水劑減水率的主要因素。

減水劑的減水效果隨水灰比的改變呈單調(diào)變化，至于正相關(guān)或是負(fù)相關(guān)取決于減水劑的種類。

其他材料成分相同時，減水劑種類對坍落度的影響較大。日系減水劑的坍落度小于國產(chǎn)減水劑，至于在廣泛程度上是否有相同的差別有待于更多的試驗。

不同的水泥品種也是影響減水劑減水效果的主要因素。不同減水劑對不同的材料有著適應(yīng)性上的差別，主要是由于每種材料組份的不同造成的。今后在對減水劑減水率進(jìn)行評價時，材料的適應(yīng)性應(yīng)該充分重視。

參考文獻(xiàn)

[1]呂素軍. 聚羧酸系高性能減水劑在混凝土中的應(yīng)用探討[J]. 現(xiàn)代裝飾理論，2011(6):167.

[2]孔祥明，曹恩祥，侯珊珊. 聚羧酸減水劑的研究進(jìn)展[J]. 混凝土世界，2010(11):2.

[3]周云. 減水劑對混凝土性能影響的試驗研究[J]. 混凝土，2011(11):86-88.

[4]張玲. 聚羧酸高效減水劑的試驗研究[J]. 安陽大學(xué)學(xué)報，2004(4):12-15.

[5]朱圣敏，簡宜端. 淺談聚羧酸類高效減水劑與水泥膠凝材料適應(yīng)性[J]. 商品混凝土，2007(2):26-28.

[6]楊廣軍，李建梁. 淺析聚羧酸高性能減水劑在混凝土中的應(yīng)用[J]. 建筑與工程，2011(17):332.

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

【中圖分類號】TU502; TU528.024+.2

[作者簡介]楊鑫(1992～)，男，碩士研究生，主要從事砌體及預(yù)應(yīng)力混凝土研究。

[定稿日期]2015-09-18