水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑的研制與應(yīng)用

  ［摘要］本文利用復(fù)合聚羧酸減水劑、聚羧酸保坍劑、增強劑、緩凝劑、保水劑和調(diào)粘劑等制備水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑，使水下混凝土滿足了低水灰比、和易性好、不分散的要求，其流動性、可泵性、坍落度損失都有較大的改進。

  ［關(guān)鍵詞］水下不分散混凝土；聚羧酸系外加劑

  前言

  水下不分散混凝土在我國仍處于發(fā)展階段，是一種較為年輕、新型的結(jié)構(gòu)工程材料，目前正向高性能、低成本、優(yōu)良的施工性發(fā)展。隨著人們對水下混凝土工程質(zhì)量要求的不斷提高、施工技術(shù)的現(xiàn)代化改進，需要各項性能更好的水下不分散混凝土專用外加劑的研發(fā)。

  水下不分散混凝土具有以下特點：（1）抗分散性?；炷涟韬衔镌谒袧仓r不分散、不離析，混凝土配合比基本保持不變，可在不排水的條件下施工，即使受到水的沖刷作用仍具有優(yōu)良的抗分散性。（2）優(yōu)良的流動性?；炷涟韬衔锛雀挥姓吵硇?，又富有塑性，相比普通混凝土顯示出更良好的流動性，以保證混凝土灌入水下后能自流平、自密實。（3）很少出現(xiàn)泌水或浮漿。摻入絮凝劑后，可提高混凝土的保水性，基本不會出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。（4）凝結(jié)特性。（5）無污染。由于水下不分散混凝土具有良好的抗水洗能力，因此水泥很少流失，不污染施工水域，為環(huán)保型產(chǎn)品。（6）安全性。與傳統(tǒng)水下普通混凝土施工技術(shù)相比，水下不分散混凝土施工新技術(shù)可簡化施工工藝、縮短工期、降低工程成本、減少人員在水下工作量，確保工程質(zhì)量。

  水下不分散混凝土一般采用抗?jié)B、快凝、早強混凝土。具有很強的抗分散性和較好的流動性，實現(xiàn)水下混凝土的自流平、自密實，抑制水下施工時水泥和骨料分散，并且不污染施工水域。水下不分散混凝土不允許振搗，其質(zhì)量取決于混凝土的抗分散性和流動性。

  聚羧酸減水劑具有高減水、坍落度損失小、引氣量小等優(yōu)點，非常適合用于配制高強、高性能混凝土，在配制水下不分散混凝土?xí)r體現(xiàn)了低摻量、高減水、良好的流動度保持性、良好的增強效果等優(yōu)點。

  我國水下混凝土的配制存在著水泥用量過大，可泵性較差、坍落度損失大的缺點，而且水下混凝土的強度普遍偏低。本文利用復(fù)合聚羧酸減水劑、增強劑、緩凝劑、保水劑和調(diào)粘劑等制備水下不分散混凝土專用聚羧酸減水劑，使水下混凝土滿足了低水灰比、和易性好、不分散的要求，其流動性、可泵性、坍落度損失都有較大的改進。

  2 試驗原材料及試驗方法

  2.1

  原材料

  ConcretePower

  聚羧酸減水劑OP100，聚羧酸保坍劑、增強劑、保水劑、調(diào)凝劑、調(diào)粘劑、消泡劑，以上材料由深圳海川新材料科技有限公司提供。水泥強度等級為 42.5 塔牌普通硅酸鹽水泥，砂子的細(xì)度模數(shù)一般在2.4～2.8之間，采用級配良好的連續(xù)粒級的碎石（5～40mm）。

  2.2

  外加劑基礎(chǔ)配方

  聚羧酸減水劑、增強劑、消泡劑、聚羧酸保水劑、調(diào)粘劑、調(diào)凝劑和消泡劑?；A(chǔ)配方見表1。

  表1 外加劑基礎(chǔ)配方表

  2.3

  性能測試

  水泥凈漿流動度試驗參照

  GB8077—2011《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》進行，水泥300g，外加劑摻量根據(jù)實驗確定，水灰比：0.29。

  C30 混凝土配合比試驗（測試坍落度及1h 坍落度損失）：混凝土配合比為

  m（水泥）：m（粉煤灰）：m（礦粉）：m（粗骨料）：m（砂子）=240：90：70：1093：827，用水量和減水劑用量根據(jù)試驗需求進行確定。測試混凝土強度試驗。

  水下不分散混凝土的配合比，試驗混凝土配合比為

  m（水泥）：m（粉煤灰）：m（礦粉）：m（粗骨料）：m（砂子）=350：50：100：1048：210，用水量和減水劑用量根據(jù)試驗需求進行確定。

  3 結(jié)果與討論

  3.1

  水下不分散混凝土專用聚羧酸減水劑與水泥的適應(yīng)性

  采用不同用量的水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑對水泥做凈漿試驗，摻量范圍在0.5%～2.5%之間，確定與水泥的適應(yīng)性。試驗數(shù)據(jù)見表2。

  通過水泥凈漿試驗表 2 數(shù)據(jù)可知，水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑比較適應(yīng)的摻量點在1.5%左右。

  表2 水泥凈漿試驗數(shù)據(jù)表

  3.2

  專用聚羧酸減水劑用于不分散混凝土的試驗效果

  采用標(biāo)準(zhǔn)混凝土 C30配合比，考察不同聚羧酸減水劑對混凝土流變性及強度的影響，試驗結(jié)果見表3。

  表3 不同聚羧酸減水劑對標(biāo)準(zhǔn) 混凝土流變性及強度的影響結(jié)果

  通過對標(biāo)準(zhǔn)混凝土試驗表3數(shù)據(jù)可知，水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑比較適應(yīng)的摻量點在1.5%～2.5%之間。通常標(biāo)準(zhǔn)混凝土的摻量要低于水下不分散混凝土。

  3.3

  水下不分散混凝土專用聚羧酸減水劑與水泥配制不分散混凝土的試驗效果

  采用水下不分散混凝土的配合比，考察不同聚羧酸減水劑對混凝土流變性及強度的影響。試驗結(jié)果見表4。

  表4 不同聚羧酸減水劑對水下不分散 混凝土流變性及強度的影響結(jié)果

  4 結(jié)論

  本文復(fù)合的水下不分散混凝土聚羧酸外加劑，采用聚羧酸減水劑30%、聚羧酸保坍劑 60%、增強劑3%、保水劑用量1%、調(diào)粘劑 0.5‰、調(diào)凝劑 5%、消泡劑 0.5‰。配制出水下不分散混凝土用的聚羧酸外加劑，通過對水下不分散混凝土試驗，水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑比較適應(yīng)的摻量在 2.0%～2.5%之間，超過用量混凝土發(fā)生離散，控制在2.0%～2.5%之間可以制備出低水灰比、和易性好、不分散的水下不分散混凝土，其流動性、可泵性、坍落度損失都有較大的改善。