聚羧酸減水劑復(fù)配工藝優(yōu)化

聚竣酸臧水劑復(fù)配工藝優(yōu)化目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument".引言1\o"CurrentDocument".聚竣酸減水劑一一一種高性能減水劑1\o"CurrentDocument".原材料及試驗(yàn)方法3\o"CurrentDocument"3.1.原材料3\o"CurrentDocument"3.2.試驗(yàn)方法4.結(jié)果與討論4\o"CurrentDocument"聚竣酸母液對(duì)混凝土工作性能的影響4\o"CurrentDocument"保坍劑對(duì)混凝土工作性能的影響5\o"CurrentDocument"3.聚竣酸減水劑在機(jī)制砂混凝土工程中的應(yīng)用5\o"CurrentDocument".結(jié)論6.引言機(jī)制砂是巖石經(jīng)除土開(kāi)采、機(jī)械破碎、篩分而成，石料破碎過(guò)程中產(chǎn)生的石屑廢料經(jīng)篩分、除粉處理也可用于生產(chǎn)機(jī)制砂。機(jī)制砂顆粒表面粗糙、尖銳多棱角，細(xì)度模數(shù)大，級(jí)配不良，堆積空隙率高，決定了配制出的混凝土需水量大、強(qiáng)度低、外觀質(zhì)量不好等一系列問(wèn)題，從而使用機(jī)制砂配制的混凝土和易性差，易于離析泌水，成型的構(gòu)造物表觀質(zhì)量不好。關(guān)于機(jī)制砂混凝土的配制，目前基本沿襲天然砂混凝土配制方法，而忽視了機(jī)制砂與機(jī)制砂混凝土的特性，從而使工程技術(shù)人員難以掌握。聚竣酸類減水劑是目前應(yīng)用最廣泛的混凝土添加劑，具有減水率高、摻量低、保坍性能好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用技術(shù)較為成熟。但是，由于機(jī)制砂本身的特性，導(dǎo)致了混凝土配制過(guò)程中出現(xiàn)了和易性差、易泌水離析等問(wèn)題。因此，本研究通過(guò)對(duì)聚竣酸減水劑的復(fù)配工藝的優(yōu)化，配置工作性能優(yōu)異的機(jī)制砂混凝土，并應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目中。.聚粉酸減水劑 種高性能減水劑聚竣酸減水劑(PolycarboxylateSuperplasticizer)是一種高性能減水劑，是水泥混凝土運(yùn)用中的一種水泥分散劑。廣泛應(yīng)用于公路、橋梁、大壩、隧道、高層建筑等工程。該品綠色環(huán)保，不易燃，不易爆，可以安全使用火車和汽車運(yùn)輸。根據(jù)其主鏈結(jié)構(gòu)的不同可以將聚竣酸系高效減水劑產(chǎn)品分為兩大類：一類以丙烯酸或甲基丙烯酸為主鏈,接枝不同側(cè)鏈長(zhǎng)度的聚酸。另一類是以馬來(lái)酸酎為主鏈接枝不同側(cè)鏈長(zhǎng)度的聚酸。以此為基礎(chǔ)，衍生了一系列不同特性的高性能減水劑產(chǎn)品。在聚竣酸外加劑出現(xiàn)之前，有木質(zhì)素磺酸鹽類外加劑，蔡系磺酸鹽甲醛縮合物，三聚氟胺甲醛縮聚物，丙酮磺酸鹽甲醛縮合物，氨基磺酸鹽甲醛縮合物等。20世紀(jì)80年代初日本率先成功研制了聚竣酸系減水劑。新一代聚裝酸系高效減水劑克服了傳統(tǒng)減水劑一些弊端，具有摻量低、保坍性能好、混凝土收縮率低、分子結(jié)構(gòu)上可調(diào)性強(qiáng)、高性能化的潛力大、生產(chǎn)過(guò)程中不使用甲醛等突出優(yōu)點(diǎn)。在很多混凝土工程中，秦系等傳統(tǒng)高效混凝土由于技術(shù)性能的局限性，越來(lái)越不能滿足工程需要。在國(guó)內(nèi)外備受關(guān)注的新一代減水劑，聚援酸系高性能減水劑，由于真正做到了依據(jù)分散水泥作用機(jī)理設(shè)計(jì)有效的分子結(jié)構(gòu)，具有超分散型，能防止混凝土坍落度損失而不引起明顯緩凝，低摻量下發(fā)揮較高的塑化效果，流動(dòng)性保持性好、水泥適應(yīng)廣分子構(gòu)造上自由度大、合成技術(shù)多、高性能化的余地很大，對(duì)混凝土增強(qiáng)效果顯著，能降低混凝土收縮，有害物質(zhì)含量極低等技術(shù)性能特點(diǎn)，賦予了混凝土出色的施工和易性、良好的強(qiáng)度發(fā)展、優(yōu)良的耐久性、聚竣酸系高性能減水劑具有良好的綜合技術(shù)性能優(yōu)勢(shì)及環(huán)保特點(diǎn)，符合現(xiàn)代化混凝土工程的需要。因此，聚竣酸系高性能減水劑正逐漸成為配制高性能混凝土的首選外加劑。據(jù)報(bào)道，日本聚竣酸外加劑使用量已占所有高性能外加劑產(chǎn)品總量的80%以上，北美和歐洲也占了50%以上。在我國(guó)，聚竣酸系減水劑已成功應(yīng)用僅在三峽大壩、蘇通大橋、田灣核電站、京滬高鐵等國(guó)家大型水利、橋梁、核電、鐵路工程，并取得了顯著的成果。同時(shí)聚竣酸減水劑也存在一些問(wèn)題：.高溫環(huán)境下保坍性不足；.溫度敏感性強(qiáng)，同種聚竣酸減水劑在不同季節(jié)施工，混凝土保坍性相差甚,功能性產(chǎn)品較少，很難滿足超高、超長(zhǎng)距離混凝土泵送、負(fù)溫施工、超早強(qiáng)混凝土的制備以及混凝土高耐久等要求；.粘度高，在高摻合材、低水膠比混凝土配制中，混凝土粘度高，不利于施工；.對(duì)砂石集料的含泥量敏感性強(qiáng)；.對(duì)機(jī)制砂適應(yīng)也差，摻量敏感影響施工。3.原材料及試驗(yàn)方法3.1.原材料(1)水泥(C)：海螺P?042.5水泥，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1所示。表1水泥主要性能指標(biāo)抗折強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度

抗折強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度

/MPa/MPa

3d28d3d28d抗折強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度

/MPa/MPa

3d28d3d28d標(biāo)準(zhǔn)稠度

用水重/%凝結(jié)時(shí)間/抗折強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度

/MPa/MPa

3d28d3d28d標(biāo)準(zhǔn)稠度

用水重/%凝結(jié)時(shí)間/min

初凝終凝安定

性細(xì)度

/%7.110330354.0 28.8 141 194合格詮后(2)粉煤灰(FA)：城隍U級(jí)粉煤灰，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表2所示。表2粉煤灰主要性能指標(biāo)細(xì)度/%細(xì)度/%細(xì)度/%放射性燒失重需水比S6含重含水重

/%/%/%/%細(xì)度/%放射性9-0 4,02 94 0.44 0J1合格之詮后(3)礦粉(SL)：日照S95級(jí)礦粉，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表3所示。表3S95級(jí)礦粉主要性能指標(biāo)密度/密度/(g/cm3密度/(g/cm3活性指數(shù)流動(dòng)/%度比7d28d/%燒失望密度/(g/cm3活性指數(shù)流動(dòng)/%度比7d28d/%燒失望重/%基氯離

子

/%比表面

積/

缶8k宓(4)河砂(S1)：細(xì)度模數(shù)為2.1,含泥量小于1%的河砂。(5)機(jī)制砂(S2)：細(xì)度模數(shù)2.8。(6)石(G1)：采用公稱粒徑5?10mm卵石。(7)石(G2)：采用公稱粒徑10?20mm碎石。(8)水(W)：自來(lái)水，符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63-2006中規(guī)定的拌合用水要求。(9)外加劑：MS-1>MS-2、MS-3:聚竣酸減水劑母液(含固量為50%)；BT-1.BT-2、BT-3:保坍劑母液(含固量為40%)；XI為消泡劑；Y1為引氣劑，H1為緩凝劑，均為福建科之杰新材料有限公司生產(chǎn)。2.試驗(yàn)方法(1)混凝土拌合物性能測(cè)定。按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》要求進(jìn)行混凝土坍落度、擴(kuò)展度、含氣量和凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定；按照GB/T50081-2019《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度的測(cè)定。(2)混凝土配合比。見(jiàn)表4所示。表4混凝土配合比 kg/m3CFSLS1S2G1G2W2159065300485150860170,4.結(jié)果與討論聚粉酸母液對(duì)混凝土工作性能的影響混凝土配合比見(jiàn)表4所示，減水劑復(fù)配配方見(jiàn)表5所示，對(duì)比研究3種聚竣酸減水劑母液MS-1、MS-2、MS-3對(duì)機(jī)制砂混凝土工作性的影響。減水劑摻量為1.5%?1.8%。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6所示。表5減水劑復(fù)配配方品號(hào)樣編MS-1MS-2MS-3BT-1XIY1HlW1160——400.53207802—160—400.53207803——160400.53207801從表6的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用樣品1的初始減水率略大，但是保坍性96海登士拌合物也的樣品想怎力—方對(duì)「獷艮親」皿―含氣重,% 7山號(hào)N3—————工作狀(5初始 l2Utnw 3d ?d 2Mi3MQ 220SSO JW47Q 4 20.67 2734 35.7 和*華一臀”L55 220560 J801480 4.5 1939 27? 349 札比活MO 230MO 19^490 3s 21.01 28>48 36.6 Wbtl好能略差，和易性一般;而樣品2的減水率稍低，需要增加0.05%摻量，含氣量比較大，抗壓強(qiáng)度稍低；樣品3的減水率在3個(gè)樣品中均中，保坍性能較好，抗壓強(qiáng)度比較高，和易性好。說(shuō)明樣品3對(duì)機(jī)制砂混凝土比較適應(yīng)。因此，可以選擇樣品3(MS-3)作為減水劑母液進(jìn)行復(fù)配，但是整體上損失還是偏大，可以提高保坍劑摻量或者更換其他保坍劑。2.保坍劑對(duì)混凝土工作性能的影響改變保坍劑種類，保持聚竣酸減水劑母液MS-3和其他助劑不變，對(duì)比不同種類的保坍劑對(duì)混凝土性能的影響。減水劑復(fù)配配方見(jiàn)表7,混凝土配合比見(jiàn)表4所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。表7減水劑復(fù)配配方品號(hào)樣編MS-1MS-2MS-3BT-1XIY1HlW416040——0.53207805160—40—0.53207806160——400.5320我g混凝土井會(huì)物tl能一案度，擴(kuò)￡Mrnm 47M 折一」度/MPa t內(nèi)樓水I2uvnui 7d4 1.505 1.506 1.”220540 20(X490 18 2167 36.8 和三佳耳“220545 19(X475 4.0 1846 M77 3工1 和4?.舅迂■若230540 2IQ/510 15 X.ll 25和易麗》?從表8的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，3個(gè)樣品的減水率相當(dāng)，其中樣品6的保坍性能最好，其次是樣品4,樣品5最差;樣品6混凝土抗壓強(qiáng)度稍高，樣品4和樣品5相當(dāng)；和易性3個(gè)樣品相當(dāng)，均較好。因此，減水劑母液選擇MS-3,保坍劑選擇BT-3對(duì)機(jī)制砂混凝土較適應(yīng)，初始和保坍性能較好。聚竣酸減水劑在機(jī)制砂混凝土工程中的應(yīng)用(1)混凝土主要技術(shù)指標(biāo)要求。考慮到工程的結(jié)構(gòu)、混凝土溫差以及施工條件，其混凝土的技術(shù)要求主要包括以下幾個(gè)方面：①坍落度2200mm,擴(kuò)展度2550mm。②2h擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失W30mm。③混凝土流動(dòng)度好、不泌水、不抓底。④含氣量控制在4.0%以內(nèi)。⑤無(wú)緩凝現(xiàn)象，終凝時(shí)間W24h。(2)工程技術(shù)難點(diǎn)。根據(jù)工程施工技術(shù)的要求以及所選用原材料的特點(diǎn)，其技術(shù)難點(diǎn)主要包括兩個(gè)方面：①擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失。由于工程采用的砂子是由機(jī)制砂與細(xì)砂復(fù)合而成，所以增加了對(duì)外加劑的吸附作用，從而增加對(duì)混凝土保坍性能的要求。②無(wú)緩凝現(xiàn)象。在保證2h擴(kuò)展度經(jīng)時(shí)損失W30mm的前提下無(wú)緩凝現(xiàn)象，這也是該工程的技術(shù)難點(diǎn)之一。因此，不能通過(guò)增加緩凝劑來(lái)提高保坍性能，只能通過(guò)外加劑母液本身的保坍性能來(lái)解決坍落度損失的問(wèn)題。(3)解決方案。①選用綜合性能較好的聚竣酸減水劑母液MS-3和保坍性能較好的保坍劑BT-3來(lái)解決和易性和坍落度損失的問(wèn)題。②同時(shí)搭配助劑XI、Y1和H1,控制混凝土含氣量和和易性，并保證混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到要求。詳見(jiàn)表9復(fù)配配方和表10試驗(yàn)結(jié)果。表9減水劑復(fù)配配方9io理戲士試舷結(jié)果樣品編號(hào)MS-3BT-3XIY1HlW7140600.5330770y從表10的混凝土試驗(yàn)結(jié)果可以看出，混凝土的初始坍落度和擴(kuò)展度為I1品嶙號(hào)??，為媽法度/擴(kuò)展反?含r量，%--工作狀牽、「初城 IXtnm3d7d28d?1.60功220/540).820.5323.163乳7 和舄住好220mm和56