聚羧酸高性能減水劑與木質(zhì)素磺酸鈉的復(fù)配研究

孫建智，劉在龍，陸洋

（山東華森建材集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

0 前言

聚羧酸高性能減水劑具有良好的性能，合成過程不使用對環(huán)境有影響的原材料，性能調(diào)節(jié)性好，可實(shí)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)和性能的設(shè)計(jì)，因此問世以后，即受到了國內(nèi)建筑行業(yè)的青睞和極大關(guān)注。其優(yōu)點(diǎn)是摻量低，減水率高，混凝土拌合物具流動性和流動性保持性好，坍落度損失低，有一定引氣作用；其缺點(diǎn)成本高，且對原材料敏感性強(qiáng)，容易產(chǎn)生泌水和離析。

木質(zhì)素磺酸鈉減水劑為利用紙漿工業(yè)排出的廢液生產(chǎn)的產(chǎn)品，是一種完全利廢減少水質(zhì)污染源的綠色生態(tài)產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)是價格低廉，能改善新拌混凝土的和易性，提高流動度和工作度，并且對原材料敏感度低；其缺點(diǎn)是減水率低，摻量高，超摻會出現(xiàn)延緩凝結(jié)時間現(xiàn)象。

本文主要探索了聚羧酸高性能減水劑與木質(zhì)素磺酸鈉減水劑復(fù)配的可行性。并通過復(fù)配技術(shù)可以達(dá)到提升減水性能，改善混凝土工作性和適應(yīng)性的目的。

1 原材料與試驗(yàn)

1.1 原材料

外加劑：PCA-I 聚羧酸高性能減水劑，含固量40%，江蘇蘇博特新材料股份有限公司；PCA-III 聚羧酸高性能減水劑，含固量 40%，江蘇蘇博特新材料股份有限公司；木質(zhì)素磺酸鈉減水劑，河北邯鄲誠昊有限公司。

水泥：寶山 P·O42.5；粉煤灰：濟(jì)南黃臺電廠Ⅱ級灰，45μm 篩余 13.7%；礦渣粉：濟(jì)南魯新 S95 級；石子：5～20mm 和 5～31.5mm 連續(xù)級配碎石；機(jī)制砂：來自山東華森建材集團(tuán)有限公司，細(xì)度模數(shù) 2.8，亞甲藍(lán) 1.75，石粉含量 15%；水：自來水。水泥等熟料成分見表 1。

表1 水泥、粉煤灰和礦渣粉的化學(xué)成分 %

1.2 試驗(yàn)方法

木質(zhì)素磺酸鈉按一定比例替代聚羧酸高性能減水劑PCA-I、PCA-III，然后進(jìn)行凈漿流動度試驗(yàn)和混凝土試驗(yàn)。

按照 GB/T 8077—2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》和 GB 8076—2008《混凝土外加劑》進(jìn)行測定。

2 結(jié)果及討論

2.1 復(fù)配對凈漿流動度的影響

將木質(zhì)素磺酸鈉與 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑進(jìn)行水泥凈漿流動度試驗(yàn)，水泥用量 300g，水用量 87g。PCA-I 聚羧酸高性能減水劑與木質(zhì)素磺酸鈉不同摻量對凈漿流動度的影響結(jié)果見表 2 及圖 1～3。因 PCA-III 聚羧酸高性能減水劑主要起到保坍的作用，減水率不高，凈漿流動性差，在此不進(jìn)行替代試驗(yàn)。

表2 木質(zhì)素磺酸鈉與 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑凈漿試驗(yàn)及結(jié)果

由圖 1 和圖 2 看出 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑摻量在 3.00g（即水泥摻量的 1% 時），凈漿流動度最大，木質(zhì)素磺酸鈉摻量在 7.20～7.80g（即水泥摻量的2.4%～ 2.6%）時，流動度最大。

用木質(zhì)素磺酸鈉與 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑復(fù)配，木質(zhì)素磺酸鈉按 5%、10%、15%、20%、25% 和30%（對應(yīng)表 2 中的 0.15g、0.30g、0.45g、0.60g、0.75g 和 0.90g）依次替換 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑，然后按 1% 的摻量進(jìn)行凈漿流動度試驗(yàn)，用木質(zhì)素磺酸鈉替代 PCA-I 比例在 0～10% 時，凈漿流動度沒有減小，當(dāng)替代比例超過 15% 時，凈漿流動度明顯減?。ㄒ妶D 3）。

因此，木質(zhì)素磺酸鈉與聚羧酸在一定比例內(nèi)進(jìn)行復(fù)配具有可行性。

圖1 PCA-I 不同摻量對凈漿流動度的影響

圖2 木質(zhì)素磺酸鈉不同摻量對凈漿流動度的影響

圖3 木質(zhì)素磺酸鈉按比例替換 PCA-I 后對凈漿流動度的影響

2.2 復(fù)配對混凝土性能的影響

將木質(zhì)素磺酸鈉與 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑和PCA-III 聚羧酸高性能減水劑進(jìn)行復(fù)配，復(fù)配配方見表3，然后按照混凝土配合比（詳見表 4）進(jìn)行混凝土試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表 5。

表3 外加劑復(fù)配配方 kg/t

表4 C30 混凝土配合比 kg/m3

表5 復(fù)配外加劑混凝土試驗(yàn)結(jié)果

表3 中 2、3 組，木質(zhì)素磺酸鈉按 5% 和 10% 替代PCA-I，5、6、7 組木質(zhì)素磺酸鈉按5 %、10%、15% 替代 PCA-III，8、9、10 組木質(zhì)素磺酸鈉按 5%、10%、15% 替代 PCA-I 和 PCA-III 總量進(jìn)行試驗(yàn)。混凝土的初始擴(kuò)展度和坍落度及抗壓強(qiáng)度都基本不變或者有所提高。目前木質(zhì)磺酸鈉市場價為 1800 元/噸，聚羧酸高效減水劑市場價為 6000 元/噸，木質(zhì)素磺酸鈉與聚羧酸高性能減水劑復(fù)配能夠給企業(yè)節(jié)約成本。

3 結(jié)論

木質(zhì)素磺酸鈉和聚羧酸高性能減水劑在一定比例范圍內(nèi)可復(fù)配使用，并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中且能夠節(jié)約成本。

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