减水剂、缓凝剂与引气剂的协同效应对硫铝酸盐型膨胀剂效能的影响

1、减水剂、缓凝剂与引气剂的协同效应对硫铝酸盐型膨胀剂效能的影响张圣菊1a，王新刚1b，何廷树2（1,江苏科技大学a, 土木工程与建筑学院； b.生物与环境工程学院，江苏镇江212003； 2,西安建筑科技大学材料学院， 陕西西安710055）摘要：研究了同流动度下萘系高效减水剂、三聚磷酸钠缓凝剂、十二烷基苯磺 酸钠引气剂复合产生的协同效应对硫铝酸盐型膨胀剂效能的影响。结果表明：高 效减水剂、缓凝剂与引气剂的协同效应对硫铝酸盐型膨胀剂胶砂试件的抗折强度 影响不大，能显著提高试验龄期内的抗压强度，空养条件下的限制膨胀率收缩幅 度增大。关键词：减水剂；缓凝剂；引气剂；膨胀剂；抗压强度；限制膨胀率0引言

2、随着混凝土技术的发展，两种或多种外加剂在混凝土中复合使用已经不可避免 1。现在很多高性能混凝土、补偿收缩混凝土以及预应力混凝土中都将膨胀剂 与其他外加剂复合使用，而这些外加剂多为高效减水剂、缓凝剂、引气剂或含有 减水剂、缓凝剂、引气剂组分的复合外加剂。膨胀剂与这些复合外加剂复掺使用 对膨胀剂膨胀效能的影响至今很少有人进行研究。人们在不甚了解膨胀剂与其他 外加剂复合使用效果的情况下而盲目地设计、选用或扩大膨胀剂的应用范围，致 使某些使用了膨胀剂混凝土的工程并未达到原设计的效果。鉴于此，本试验采用 工程中常用的萘系高效减水剂、三聚磷酸钠缓凝剂、十二烷基苯磺酸钠引气剂进 行复合，研究了 3种外加剂复

3、合产生的协同效应对膨胀剂效能的影响。本文研 究结果对进一步认识高效减水剂、缓凝剂、引气剂与膨胀剂复合使用对补偿收缩 混凝土和自应力混凝土性能的影响具有一定的指导作用。1原材料及试验方法原材料水泥采用秦岭牌PO 42.5R，来源于陕西秦岭水泥股份公司；缓凝剂选用三聚 磷酸钠，为工业纯；十二烷基苯磺酸钠引气剂（粉剂，引气量3%7%）；萘系高 效减水剂（粉剂），均来源于陕西恒升外加剂公司；砂采用JC 4762001中规 定的标准砂；水为自来水；所用膨胀剂HS-HEA硫铝酸盐型膨胀剂来源于陕西恒 升外加剂公司。试验方法根据膨胀剂标准JC 4762001中的规定，本试验中膨胀胶砂抗折与抗压强度测 定及数

4、据处理按GB/T 17671水泥胶砂强度检验方法（ISO法）进行，强度试 件的养护统一水养2。膨胀剂的限制膨胀率试验按JC 4762001混凝土膨胀 剂和相关标准进行。选用10%的HS-HEA硫铝酸盐型膨胀剂等量取代水泥， 保持胶砂比不变，选用工程中常用掺量的高效减水剂、缓凝剂，改变引气剂的掺 量，调整胶砂拌合物的用水量，使其与基准配合比（不掺外加剂）胶砂拌合物的 流动度基本相同，分别成型2组砂浆试块，拆模后1 h内测量初始长度，测量 完初始长度的试件立即放入温度为（203）C的标准养护室水中养护（简称水 养），测量水中不同龄期长度。7 d后将一组试块继续留在水中养护，另一组试 块放入室内空气

5、中养护（简称空养），分别测量各龄期长度。根据公式，计算不 同养护条件下膨胀剂砂浆试件的限制膨胀率3。计算结果中负值为收缩值，正 值为膨胀值。2试验结果与分析2.1减水剂、缓凝剂、引气剂复掺对膨胀剂胶砂强度的影响按GB/T 17671中规 定材料配合比，选用10%的膨胀剂等量取代水泥，保持胶砂比不变，复掺萘系 高效减水剂、三聚磷酸钠缓凝剂和十二烷基苯磺酸钠引气剂，在保持萘系高效减 水剂和三聚磷酸钠缓凝剂掺量不变的情况下，改变十二烷基苯磺酸钠引气剂的掺 量，调整胶砂拌合物的用水量，使其与基准配合比胶砂拌合物的流动度基本相同， 研究了减水剂、缓凝剂、引气剂复掺对硫铝酸盐型膨胀剂砂浆试件各龄期强度的

6、影响，其具体配合比见表1。按上述配合比进行试验，所得试验结果见表2、图1所示。表1减水剂，缰疑剂、马|气敬捧对圈眼恤胰弟!影4 4的试琵配骨比旌水剂电缀凝剂也引气揭电用水:ttJreiLw/cift动匿临顽HEA.k002250.5001S54.05451皿a.m：邸耗）。.侃H魅0.4111 如45i 350暴蒙+三配+十二蝙L翎艳部我。.伯CNO61S5如451皿3.38).73WL摒知粘泊。炯舛顿545L JWq诋水剂,或检剂、N气招就掷M搏樵脱削机喋曲|生曲者的础木剂擀量弓IH州#此抑折知世曲比抗压刖1州和倒3d?d28d3d?d28 d0006.47.59.728.436.950.7

7、0.75G350.CKI57.07.99545.950.fi59.2梨系+三聚+十：垸0.750350007fr.9HE9544.051.957.6虫由G351.17.S9351.058.6(b)由图1 (a)、(b)可看出，萘系高效减水剂、三聚磷酸钠缓凝剂与十二烷引气剂 复掺能提高膨胀剂砂浆3、7 d抗折强度，对砂浆28 d的抗折强度影响不大； 能显著提高膨胀剂砂浆试验龄期内的抗压强度。因为复掺剂中的萘系高效减水剂 对水泥颗粒有吸附作用，能增大新拌砂浆的流动度，减少用水量，使砂浆含气量 增大。三聚磷酸钠缓凝剂在原化合物和最终化合物上的吸附作用控制了水泥的水 化和硬化过程，而对砂浆的强度影响不

8、大。三聚磷酸钠可延缓砂浆的凝结，延缓 水泥水化放热，减小膨胀剂砂浆流动度的经时损失4。十二烷引气剂能在拌合 物中引入大量均匀分布的、相互独立的类球形微小气泡，这些气泡的滚动作用、 浮托作用以及在外力作用下的可压缩、易变形作用，极大地改善和提高了拌合物 的和易性和稳定性。当这几种外加剂复掺时，在流动度与基准试件基本相同的情 况下，因用水量的减少从而使砂浆的抗压强度显著提高。2.2减水剂、缓凝剂、引气剂复掺对掺膨胀剂砂浆限制膨胀率的影响选用10%的膨胀剂等量取代水泥，保持砂胶比不变，在保持萘系高效减水剂和 三聚磷酸钠缓凝剂掺量不变的情况下，改变十二烷引气剂的掺量，调整胶砂拌合 物的用水量，使其与基

9、准配合比胶砂拌合物的流动度基本相同，研究了 3种外加剂对膨胀胶砂试件各龄期限制膨胀率的影响，其具体配合比见表3所示。采 用上述试验配合比进行限制膨胀率试验，所测结果见表4、5，图2所示。由图 2(a)可见，水养条件下膨胀剂砂浆随复掺组分中引气剂掺量的增大，其限制膨 胀率呈增大趋势，当引气剂掺量超过0.007%时，限制膨胀率开始降低。图2(b) 可看出，与单掺膨胀剂砂浆限制膨胀率相比，空养条件下复掺减水剂、缓凝剂、 引气剂后对早期限制膨胀率影响不大，且引气剂使用量的改变对限制膨胀率的影 响不大，但增大了砂浆试件后期的收缩。与基准试件相比，引气剂掺量为0.007% 时，水养、空养条件下砂浆的28

10、d限制膨胀率均最大。& 3诚泳剂、彼盆剂.引i电:岌修时限制膨庵:去聪响怕配合l.t野掣引气出拶最旧HEA/g*w.-r流动 JK /rriimU02UB蜘521网0.WIH53.90LK2(L026L70521 Ml0.3271必茶系十二谡十十：蚯3.901.K20.W6167虾521眼00.3211W3.90.820.0421.您46K521眼IJ0317190径4鹰底利，愚氓利.弓荷IJU鬓时陞眼闾般曲褴算职制圈本的胃响利拶昼/%刖气剂擀量倒水弈诚件咎龄明照制膨JK宰nW3 d7dI4d21 d28 d某惟(F02i9040U0.75D 3-5D.M5241241277部343票票+三繁

11、!十二懦0.15D350.W73IJ4321拓】44429035O.lXfH24S25ft2953253脉a 5暇北剂.废缺剂.4飞剂虹停时踞眠制胶仔室亦以利盅服牛的第响诚水剂挨员AG./%空养试声一畤期限制部腿酬迥3d7 diIDdii4d21 d胡d00U2393296R-1340.7535U.0U524124114-H4-221.菊晶+三米+十二晨0.50.35011732932L73-M-193-207(H.7S0.35JDOB2482507-136-22-257图2减水剂、缓凝剂、引气剂复掺在水养、空养条件下对砂浆限制膨胀率的影 响3结论（1）萘系高效减水剂、三聚磷酸钠缓凝剂、十二烷引气剂复掺，同流动度条件 下能提高膨胀剂砂浆3、7 d抗折强度，对砂浆28 d的抗折强度影响不大；能 显著提高膨胀剂砂浆试验龄期内的抗压强度。（2）水养条件下复掺减水剂、缓凝剂、引气剂后，砂浆试件的限制膨胀率增大， 当引气剂掺量超过0.007%时，限制膨胀率开始降低；空养条件下，引气剂使用 量的改变对限制膨胀率的影响不大，但增大了砂浆试件后期的收缩。参考文献：马冬花