聚羧酸系减水剂与萘系减水剂的对比实验研究

.聚羧酸系减水剂与萘系减水剂的对比实验研究李金伟，黄绍龙，汤惠工，何唯平(深圳海川工程科技有限公司，深圳518040)摘要：通过对自制聚羧酸系减水剂与市售萘系减水剂的对比实验，研究了两种减水剂的性能特点，结果表明，与萘系减水剂相比，聚羧酸减水剂具有更好的水泥适应性、掺量少、高减水率、混凝土坍落度经时损失少、更适合配制低水灰比混凝土等特点关键词：聚羧酸系减水剂；萘系减水剂；净浆实验；混凝土实验1前言 高性能减水剂是高性能混凝土中的一种重要组成部分，随着混凝土技术的发展，对混凝土耐久性越来越重视，而耐久性的提高，混凝土的水胶比往往需要降低，但混凝土的流动性仍要求满足泵送施工要求，因此减水剂除要求具有高的减水效果外，还需要能控制混凝土的塌落度损失，而一般的高效减水剂往往达不到要求。 作为新一代高性能减水剂的聚羧酸系减水剂具有梳形分子结构，与水泥适应性好、掺量小、减水率高、配制出的混凝土保坍性好、和易性好等特点，并克服了萘系减水剂在生产中带有甲醛等缺点，特别适用于生产高性能混凝土，近年来得到广泛的研究与快速发展，并已在三峡工程、东海大桥等重点工程中使用，但从目前市场上销售的聚羧酸系减水剂的品种及占有率上看，聚羧酸系减水剂的应用推广仍处于起步阶段，其具有广阔的应用前景。为更好地了解聚羧酸系减水剂混凝土中的工作性能，本文对聚羧酸系减水剂与萘系减水剂进行了实验研究。2原材料和配合比21试验原料 水泥：小野田P0425普通硅酸盐水泥 砂： 东莞河砂，中砂，细度模数26 石： 520mm碎石 水： 自来水 减水剂：采用两种聚羧酸和1种萘系(FDN)减水剂；其中CP聚羧酸系减水剂由深圳海川工程科技有限公司自制；表1 减水剂性能比较减水剂固含量()外观推荐掺量CP201浅红色透明液体0.51.0格雷斯15220浅棕褐色液体0.51.5FDN20棕褐色液体1.52.522水泥净浆实验根据GB 80772000混凝土外加剂匀质性实验方法，在WC为029时，测定两类减水剂推荐掺量范围内的4个点的水泥净浆流动度和1小时、2小时的流动度保持情况，作为表征其性能的参数并各选出两种掺量进行混凝土实验。23混凝土实验 根据水泥净浆实验结果选取有代表性掺量，采用表2配合比进行混凝土实验，在控制坍落度180+20mm条件下，测试两类减水剂两种掺量的减水率和1小时、2小时坍落度，3天、7天抗压强度比。表2 混凝土基本配合比材料用量(kg/m3)水灰比1砂率水泥砂石水390745965215O55O443实验结果和分析31水泥净浆实验结果如下表 按照GB8077-2000水泥净浆实验方法，减水剂按推荐掺量加入，各掺量的结果如下表3 OP减水剂水泥净浆流动度减水剂种类CP减水剂掺量()0.5O70.80.9水泥净浆Omin257285290297流动度60min230298298315(mm)120min230288300302 表4减水剂种类格雷斯152减水剂掺量()0.5O81O1.2水泥净浆0min170254245260流动度60min160250275270(mm)120min165234277282表5 FDN减水剂水泥：争浆流动度减水剂种类FDN减水剂掺量()1.01.52.02.5水泥净浆0min197232238237流动度60minO110230242(mm)120min00224235图1 减水剂的不同掺量初始净浆流动度比较图32混凝土实验结果从水泥净浆中选出CP的O5和O8掺量，格雷斯152选出O8和10掺量，FDN中选出20和25掺量，经试配得到表6配合比及其它实验结果。表6 两种减水剂代表掺量减水率材料用量(kg/m3)水灰比减水率减水剂掺量水泥砂石水-2150.55CP0.5154.80.4028CP0.8139.750.3635格雷斯1520.8390745965152.65O3929格雷斯1521.0148.35O3831FDN2.0159.10.4l26FDN2.5150.5O3930注：减水剂掺量为水泥重量百分数。表7 坍落度经时变化减水剂类型掺量()初始坍落度1h坍落度2h坍落度CPO5190 mm115 mm80 mmCP0.8200 mm140 mm95 mm格雷斯l 520.8200 mm120 mm87 mm格雷斯1521O195 mm155 mm105mmFDN2O195 mm70 mm30 mmFDN2.5200 mm90 mm55 mm图2坍落度经时变化比较图表8 抗压强度比减水剂类型掺量()3天抗压强度(MPa)3天抗压强度比()7天抗压强度(MPa)7天抗压强度比()-24.1510030.56lOOCPO535.2514640.84134CP0.838.3115949.1316l格雷斯152O835.3l14640.28132格雷斯1521.039.2516345.32149FDN2O34.514338.53126FDN2.536Ol14942.96141图3抗压强度比较图33结果分析 331水泥净浆 由表3中可看出CP减水剂随着掺量的增加，流动度增大，且从2h后的流动度来看，基本无损失；在低掺量05时，流动度已有257mm；在掺量07时，流动度有较大的提高，达到了285mm；然后虽掺量的提高，但流动度提高的幅度不大。从结果可得出在0.5掺量时，流动度经时略有损失，而07以上有较大的提高，且流动度经时流动度不损失。 由表5中可得到FDN同样随减水剂掺量的增加，流动度增大，但在掺量为25时，流动度也只有237mm，而CP在掺量为05时的流动性也比它高；在掺量为1O，流动度为197mm，且lh后已没有流动度；在15时也是FDN的折点，然后同样在掺量增加时，流动度变化不大。 通过对比表3、表4和表5的结果，选出CP的05和08掺量，格雷斯08和10掺量，FDN的20和25掺量进行下一步的混凝土实验比较。 332混凝土实验 混凝土实验进行了减水率、坍落度经时变化、抗压强度比等，结果见表6、表7、表8、图2和图3。 从表6中可看出，CPO5掺量的减水率已达28，掺量为O8时，减水率高达35：而FDN在掺量为25时才能达到30，在相同的固含量条件下，要达到相同的减水率，FDN的掺量要多得多。从坍落度经时变化看，FDN损失较快，2h的坍落度相当于CPlh的坍落度。在3天与7天的抗压强度比中，CP与FDN的提高程度相差不大。从比较的3个项目中不管是单项目还是总体性能，CP比FDN较优。4结论 通过以上实验比较，可得出以下结论：(1) 聚羧酸系减水剂的减水率明显高于萘系减水剂，在达到相同减水率的情况下，聚羧酸减水剂的掺量远远低于萘系减水剂；(2) 聚羧酸系减水剂的保坍性明显优于萘系减水剂，用聚羧酸减水剂配制的大流动性混凝土在1h后仍能到达泵送要求；(3) 随着掺量的增加，聚羧酸减水剂的极限减水率远高于萘系，而萘系减水剂掺量在2O左右时已基本达到极限，这表明聚羧酸减水剂更适合配制低水灰比高强混凝土。参考文献1熊大玉、王小虹，混凝土外加剂M，化学工业出版社，2002，82-83。2覃维祖，水泥一高效减水剂相容性及其检测研究J，混凝土，1996(2)。3王宏伟、王善拔水泥与减水剂相容性问题皱议，水泥与混凝土制品J，2001(2)4李崇智、李永德、冯乃谦，聚羧酸系高性能减水剂的试验研究，化学建材J，2002(2)。5马保国、谭洪波、廖国胜、童荣珍，聚羧酸系高性能混凝土减水剂的试验研究J，混凝土，2005(4)。Experimental Study of Polycarboxylic Series and FDN Water ReducerLi Jinwei Huang Shaolong Tang Huigong He Weiping(OCEAN POWER ENGINEERING TECHNOLOGY CO，LTD，SHEN ZHEN 518040)Abstract：Experimental Compared P01ycarboxylic Series and FDN Water Reducer，the result shows that the Polycarboxylic Seri es water reducer has better performance than FDN water reducer，such as low admixing volume，high water reduction，