聚羧酸减水剂对无砂多孔混凝土性能的影响

聚羧酸减水剂对无砂多孔混凝土性能的影响

0凝土材料的选择近年来，无砂多孔混凝土（占地面积的20%30%）已被用作广阔的生态混凝土。用作河岸防护、道路和水库防护、道路排水、水质净化等用途。然而由于多孔混凝土要保证具有孔隙率大的特点,以致它的强度通常较低,影响了应用范围。许多工程人员围绕如何提高多孔混凝土的强度和保持高孔隙率且价格低廉等问题进行了不少研究,并取得了一些成果,例如将高效掺和料作外加剂、特种胶凝材料、高强胶凝材料、性能优良的集料等引进到了多孔混凝土中聚羧酸高效减水剂是近年发展起来的混凝土外加剂,由于其掺量少、减水率高、坍落度损失小、收缩较小等本文结合云南省云县罗扎河生态混凝土护岸工程的配合比设计,将聚羧酸高效减水剂用于无砂多孔混凝土的配制中,并通过正交试验方法,研究该减水剂对混凝土强度提高的效果和对孔隙率的影响。1原材料和正交试验的设计1.1粒径、密度对减水剂的影响(1)水泥:采用P32.5普通硅酸盐水泥。(2)粗骨料:卵石骨料,粒径为5～16mm,表观密度为2596kg/m(3)外加剂:采用XY-007系列聚羧酸减水剂,外观为茶色液体,pH值为7.9,密度为1.06g/mL,减水效果为25%～35%。(4)水:采用地方饮用水。1.2正交试验结果因目前没有无砂多孔混凝土的配合比设计方法,在配置混凝土试样时按一般混凝土配合比设计试样的水灰比、聚羧酸减水剂掺量、灰集比3个参数。(1)确定水灰比。水灰比既影响无砂多孔混凝土的强度,又影响其孔隙率。据相关研究成果,无砂多孔混凝土的最佳w/C介于0.25～0.35之间(2)确定聚羧酸减水剂掺量。根据产品说明,聚羧酸减水剂推荐掺量为胶凝材料总量的0.5%～2.5%(常用1.0%～1.4%)。本次正交试验选用1.0%、1.3%和1.5%三个掺量水平。(3)确定灰集比。灰集比(C/G)的大小影响骨料颗粒表面包裹的水泥浆薄厚程度以及孔隙率的多少,也即影响无砂多孔混凝土的强度和透水性。正交试验中,C/G选用1/9、1/7、1/5三个水平。(4)试样组合设计。试验中用上述水灰比、聚羧酸减水剂掺量、灰集比三个因素的设计水平进行正交组合,选用了L1.3试验结果抗压强度试验按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB50081-2002)进行。试件的孔隙率参考相关文献2无砂多孔混凝土的振捣成型根据表2可见,局部试样底部有1.0～4.8mm的沉浆,使底部的孔隙封闭。说明掺加了聚羧酸减水剂的无砂多孔混凝土流动性好,振捣成型会使浆液向底部沉积,所以无砂多孔混凝土不宜振捣,应采用挤压成型工艺。从表3可见,实测的无砂多孔混凝土的孔隙率为16.8%～31.5%,基本符合20%～30%的要求;抗压强度在3.49～18.20MPa,变化很大。对试验结果进行相关性分析结果显示,聚羧酸减水剂掺量对抗压强度、孔隙率的显著性判定因子F分别为9.66、9.93,均大于临界值9,影响显著。2.1聚羧酸减水剂掺量对强度的影响从图1可见,无砂多孔混凝土的强度随聚羧酸减水剂掺量的增加而提高非常明显。掺量每提高0.1%,抗压强度相应增加12.0%～16.0%,说明聚羧酸减水剂的掺量对无砂多孔混凝土强度影响很大,这是由于这种高效减水的分子结构特性所致。它在改善无砂多孔混凝土的抗压强度上从两方面起作用:一是通过对水泥粒子的吸附,减少了拌水量,从而增加了水泥浆体浓度和粗骨料之间的有效胶结面,使多孔混凝土的强度提高;二是改善了混凝土的和易性,使试样在成型过程中更便于挤压密实,相当于提高了拌和料的灰集比,从而使多孔混凝土的强度提高。2.2灰集比和集比对孔隙率的影响从图2可知,无砂多孔混凝土的孔隙率随聚羧酸减水剂掺量的增加而减小。每提高0.1%的减水剂掺量,孔隙率则相应减少4.3%～4.6%。从图2还可看出,随聚羧酸减水剂掺量的增加,孔隙率下降的趋势有所变缓,说明它对无砂多孔混凝土的孔隙率的影响有一定限度。聚羧酸减水剂使孔隙率减小的原因是它使水泥浆体在粗骨料孔隙中所占的体积增加,从而使孔隙率减小。但无砂多孔混凝土的孔隙率在很大程度上还取决于粗骨料的堆积孔隙率和灰集比的大小。所以随减水剂的掺量增加,孔隙率的下降趋势变缓。根据试验数据的相关分析,灰集比对孔隙率的影响因子F值为32.83,而聚羧酸减水剂的F值为9.93。这也说明灰集比对孔隙率的影响远大于减水剂的影响,在保证多孔混凝土的高孔隙率上应从粗骨料或固体添加料方面着手。3聚羧酸减水剂对孔隙率的影响(1)随聚羧酸高效减水剂掺量的增加,无砂多孔混凝土的抗压强度提高很快,这种减水剂对无砂多孔混凝土抗压强度影响显著。(2)随聚羧酸高效减水剂掺量的增加,无砂多孔混凝土的孔隙率相应减小,但逐渐趋缓。这种减水剂对孔隙率有影响,但程度有限