蒋宝玉(聚羧酸盐减水剂在预制混凝土中的应用)

1、聚羧酸盐减水剂在预制混凝土中的应用蒋宝玉 张新民 卢健新苏州弗克新型建材有限公司摘 要：采用标准法对掺入聚羧酸盐减水剂F0X-8H的水泥净浆凝结时间和混凝土含气量进行测定及调整，经调整后发现其初凝时间可控制在3h左右，终凝时间可控制在4h左右，含气量能控制在2.0%左右，并进行预制混凝土的模拟生产试验，评定其抗压强度。结果表明聚羧酸盐减水剂F0X-8H能在预制混凝土中应用。关键词：聚羧酸盐减水剂；水泥净浆凝结时间；混凝土含气量；预制混凝土1 前言预制混凝土在19世纪末就已在建筑结构中得到应用。进入20世纪中期，随着预制构件制造和施工技术的不断发展，以及高效减水剂的问世，使流动混凝土在预制构件中

2、的应用成为可能，从而进一步促进了预制构件的应用和发展。虽然预制混凝土在发展过程中有过一段低潮，但可喜的是，近几年混凝土预制构件行业又显现了新的生机和活力，尤其是沿海发达地区有了较快发展。2003年，预制构件混凝土生产达到113亿立方米，占全国总混凝土生产总量的81.7%。部分混凝土构件的生产工艺也告别了长达40年的干硬混凝土时代，其应用也扩大到房屋建筑、公路桥梁、海上港湾、轨道交通、污水处理、核工业工程等领域。我们有理由相信，预制构件在中国仍有很大的发展空间，无论从经济效益还是技术创新上，预制构件与预拌混凝土的有机结合必将主导未来的发展方向。2 试验与研究过程针对聚羧酸盐减水剂的加入对水泥混凝

3、土凝结时间和含气量的影响情况，进行一系列的调整试验，将调整好的配比进行强度等级为C50的混凝土早期强度测定。2.1 研究的目标进一步验证聚羧酸盐减水剂在水泥混凝土预制品中的应用情况，最终验证聚羧酸盐高效减水剂能否在混凝土预制品中应用。2.2 试验用原材料试验用原材料主要是选用本公司正在使用的和苏州周边地区，获取方便的原材料。A. 水泥：强度等级42.5的P.O.水泥，金猫水泥厂；B. 水泥：强度等级42.5的P.I.水泥，金猫水泥厂；C. 其他备选水泥；D. ISO标准砂：符合ISO标准的规定；E. 聚羧酸盐减水剂FOX-8H（20%液体）：苏州弗克新型建材有限公司；F. 砂：细度模数2.8；

4、G. 石子：石子（为连续级配，5-31.5mm）；H. 消泡剂：FK-6；I. 早强剂：HE-1000；J. 其他备选外加剂：SMK. 水：自来水。2.3 试验内容根据相关标准，坍落度、凝结时间和强度作为主要测试指标。模拟实际生产条件，配合比为C：S：G=450：688：1122，在试验室制成100mm×100mm×100mm的混凝土试块并在温度、湿度可自动调节的快速养护箱内实现蒸汽养护。养护流程包括两个小时在室温和70%80%相对湿度条件下的静停，55和100%相对湿度条件下的蒸养2小时和降温1小时。蒸汽养护的升温速度为40/h。 掺聚羧酸盐减水剂FOX-8H水泥净浆凝结

5、时间的测定采用标准稠度法测定不同聚羧酸盐减水剂FOX-8H掺量的水泥净浆用水量和凝结时间。测定结果见表1。 掺聚羧酸盐减水剂FOX-8H混凝土的含气量测定按照GB8076-1997混凝土外加剂拌制混凝土，测量不同聚羧酸盐减水剂FOX-8H掺量的混凝土的含气量，含气量的测定结果见表2。 掺聚羧酸盐减水剂FOX-8H水泥混凝土凝结时间和含气量的调整净浆凝结时间和混凝土含气量的调整试验是在掺聚羧酸盐减水剂FOX-8H的基础上引入其他外加剂进行调整，如早强剂剂、消泡剂等。经过试验的调整，从中选择出一组或几组凝结时间较短、含气量较低的组分进行强度的调整试验，即可大大减少试验的工作量，提高效率。对混凝土含

6、气量的调整结果见表3，对水泥净浆凝结时间的调整见表4和表5。预制品模拟生产混凝土预制品模拟实际生产条件就是在试验室中进行，当蒸汽养护结束，即拆模，然后将试块移入标准养护室中进行养护。 强度分析及调整对生产出的预制品进行相关测试，主要是强度的测定。预制品强度的测定分为小时强度的测定和17d强度的测定，其中，小时强度的测定包括7h、8h、9h、10h、12h几个阶段，17d强度的测定包括1d、3d、7d几个阶段。将测定结果与普通混凝土预制品的性能标准相比较，分析聚羧酸盐减水剂FOX-8H在水泥混凝土预制品中应用的可能性，最终得出结论。标准养护条件下和蒸汽养护条件下的混凝土试件抗压强度对比，蒸汽养护

7、条件下的混凝土的局部调整和综合调整结果见表6、7、8、9、10、11。其中，强度的试验过程中都外掺了0.5%的消泡剂FK-6。3 结论1）聚羧酸盐减水剂FOX-8H对蒸养混凝土试块的强度有比较明显的影响，需要经过其他外加剂的调整。2）外掺早强剂HE-1000和消泡剂FK-6后，聚羧酸盐减水剂FOX-8H的混凝土试块含气量和净浆凝结时间都有一定改善: 含气量能控制在2.0%左右；初凝时间可控制在3h左右，终凝时间可控制在4h左右。3）在外掺早强剂HE-1000和FK-6的基础上，进一步调整掺量及混凝土配合比，进行强度的调整试验后发现，聚羧酸盐减水剂FOX-8H在蒸养条件下的混凝土试块所用外加剂的

8、配比为：聚羧酸盐减水剂FOX-8H为水泥质量的0.8%、早强剂HE-1000外掺量为水泥质量的0.03%、SM外掺量为水泥质量的0.4%及FK-6外掺量为减水剂质量的0.5%。4）在混凝土强度方面能满足预制混凝土的一般要求，但是就经济方面来说，外加剂的掺量超出了一般的水平，因此在实际生产中是不可取的。5）通过一系列研究，证实了聚羧酸盐减水剂FOX-8H在预制混凝土中是可以应用的，但还需要对其配方进行调整，降低成本，可再选用其他品种的消泡剂和早强剂进行调整，相信不久的将来聚羧酸盐FOX-8H是可以在预制混凝土中全面应用的。参考文献1 杨健英，.针对预制构件混凝土的聚羧酸醚类外加剂的研究与应用.混

9、凝土，2005，12(194):97108.2 Zhang Lin. Study Control Technique of workability for Ready-mixed Selfcompacting Concrete. Proceeding of the International Symposium of HPC. Hong Kong and Shenzhen，China， 2000， 12: 659667.3 柯雷，庄见坤等.我国混凝土外加剂概况与聚羧酸系高性能减水剂的主要性能特点.广东建材，2005(7):58.4 齐广华.聚羧酸系外加剂在预拌混凝土中的应用.混凝土，2006（

10、4）:4648.5 Mario Corradi ，Rabinder Khurana ，Roberta Magarotto ， Ivana Torresan ，Zero Energy System: An Innovative Apporach for Rationalised Precast Concrete Production ，Mac spa - Degussa ，Treviso ， Italy.6 J . J . Shideler ，W. H. Chamberlin ，Early strength of concrete as affected by steam curing temp

11、erature ，J . Am. Concr. Inst ，1949. 46.表格表1 水泥凝结时间随聚羧酸盐减水剂FOX-8H掺量变化的试验结果试验温度：20 湿度：80% 水泥用量：500g减水剂掺量0%0.8%0.9%1.0%1.1%1.2%标准稠度用水量（g）136.5107104.5101.597.595.5初凝时间min230198232242214236终凝时间min310264294303289318表2 混凝土含气量随聚羧酸盐减水剂FOX-8H掺量变化的试验结果试验温度： 20 湿度： 80%减水剂掺量0.8%0.9%1.0%1.1%1.2%含气量4.53.84.34.54.

12、85.74.85.17.25.55.47.16.35.66.4平均值4.25.05.76.06.1表3 不同掺量消泡剂对混凝土含气量的影响试验试验温度：20 湿度： 80% FOX-8H掺量：1.0% 消泡剂种类：FK-6编号1#2#3#4#5#消泡剂掺量0.1%0.2%0.3%0.4%0.5%含气量；%5.05.56.94.64.36.45.04.33.33.42.63.92.62.21.6平均值；%5.85.14.23.32.1表4 水泥净浆凝结时间调整试验试验条件：水泥：P.O.4.25金猫500g； 减水剂掺量：1%； 早强剂均外掺。编号减水剂（掺量1.0%）早强剂掺量（以水泥质量为基

13、准计）用水量（g）初凝（min）终凝（min）1#ST20030.03%HE-10001001782382#FOX-8H0.05%乙醇胺1002202703#FOX-8H0.05%甲酸1002072624#FOX-8H0.05%甲酸钙1002352985#FOX-8H0.05%乙酸钠100180250表5 水泥净浆凝结时间调整试验编号减水剂（掺量1.0%）早强剂掺量（以水泥质量为基准计）用水量（g）初凝（min）终凝（min）6#FOX-8H0.03%HE-1000951902417#FOX-8H/1002302848#FOX-8H0.2%乙醇胺10021525510#FOX-8H0.2%甲酸

14、10017229211#FOX-8H0.2%甲酸钙10023529812#FOX-8H0.2%乙酸钠100200275表6 标准养护混凝土试件的抗压强度FOX-8H掺量HE-1000掺量SM掺量用水量（kg）抗压强度(Mpa)1d3d7d1.0%0.03%/1.87947.0/1.0%/1.9540.8/1.0%0.04%/2.30746.463.467.81.0%0.05%/1.97736.1/55.81.0%0.02%/2.10537.8/61.20.8%0.03%0.4%2.148.4/0.9%0.04%0.3%2.128.4/0.9%0.06%0.3%2.146.9/0.9%0.10%

15、0.3%2.141.4/0.9%0.12%0.3%2.144.2/0.9%0.20%0.3%2.142.6/58.7表7 不同掺量早强剂HE-1000的混凝土试件早期抗压强度HE-1000掺量抗压强度(Mpa)6小时7小时8小时9小时10小时12小时0.03%12.514.817.219.019.723.00.05%14.919.320.522.623.826.70.10%13.918.719.321.422.625.2表8 掺0.03% HE-1000的混凝土试块的早期强度用水量坍落度抗压强度(Mpa)7h8h9h10h12h2.18026.024.727.625.827.824.430.5

16、20.333.832.5平均值25.3526.7026.1025.4033.15表9掺0.05% HE-1000的混凝土试件的强度用水量坍落度抗压强度(Mpa)7h8h9h10h12h2.18526.327.728.626.829.828.430.529.833.934.5平均值27.0027.7029.1030.1534.2表10 不同掺量早强剂HE-1000对混凝土试块1d7d强度的影响外加剂配合比用水量(15L)kg坍落度(mm)抗压强度(Mpa)8HHE-10001d3d7d1.0%/1.958535.849.755.51.0%0.3%1.859039.957.461.61.0%0.0

17、2%1.958539.257.962.11.0%0.03%1.8798747.064.569.41.0%/1.9507540.858.163.21.0%0.04%2.3077946.463.467.81.0%0.05%1.9778036.149.855.81.0%0.02%2.1058337.850.361.2表11蒸养混凝土17d的抗压强度调整试验外加剂掺量用水量(15L)kg坍落度(mm)抗压强度(Mpa)FOX-8HSMHE-10001d3d7d0.8%0.4%0.03%2.17048.459.266.30.9%0.3%0.04%2.18028.438.544.90.9%0.3%0.06%2.18546.957.0