探讨高效减水剂对预拌混凝土影响程度.pdf

第 3 7卷第 3期 2 0 1 1 年 6月 四川建筑科学研究 S i c h u a n Bu i l d i n g S c i e n c e 2l1 探讨高效减水剂对预拌混凝土影响程度 李晓光 ( 内蒙古科技大学建筑与土木工程学院， 内蒙古 包头0 1 4 0 1 0 ) 摘 要： 萘系复合高效减水剂分为缓凝型高效减水剂( WR A 1 ) 和早强一引气一缓凝型高效减水剂( WR A 2 ) 两种， 通过试验系 统比较了它们与基准( 不掺减水剂) 和掺 F D N时的净浆、 砂浆、 混凝土强度和收缩的影响程度。 关键词： 萘系； 复合 ； 高效减水剂； 预拌混凝土； 强度 ； 收缩 中图分类号 ： T U 5 2 8 0 4 2 2 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 1 ) 0 3- 2 1 1 0 3 Di s c us s i m p a c t o f s u p e r p l a s t i c i z e r t o r e a d y - mi x e d c o n c r e t e LI Xi a o g u a n g ( I n n e r Mo n g o l i a S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y U n i v e r s i t y A r c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e r i n g S c h o o l ， B a o t o u 0 1 4 0 1 0 ， C h i n a ) A b s t r a c t ： T h e n a p h t h a l e n e c o mp o u n d r e t a r d i n g s u p e r p l a s t i c i z e r i n t o s u p e r p l a s t i c i z e r ( WR A 1 )and e a r l y s t r e n g t h - w i t h g a s r e t a r d i n g s u p e r p l a s t i c i z e r ( WR A 2 )t w o t y p e s o f t e s t s y s t e m b y c o m p a r i n g t h e m wit h b ase l i n e ( wit h o u t s u per p l ast i c i z e r ) ， and w h e n m i x e d wit h F DN p a s t e ， mo r t ar ， c o n c r e t e s t r e n g t h an d t h e c o n t r a c t i o n l e v e 1 Ke y wo r d s ： n e p h t h a l e n e ； c o mp o u n d； s u p e r p l ast i c i z e r ； r e a d y mi x e d c o n c r e t e ； s t r e n g t h； c o n t r a c t i o n 0 前 言 砂浆、 混凝土 性能的 影响 程 度和 规 律。 2 0 世纪 9 0年代以后 ， 全国住宅结构体系开始 了从预制多孔楼板向现浇钢筋混凝土楼板的转换。 近年来， 现浇钢筋混凝土楼板裂缝已经成为住宅工 程质量的主要问题 ， 并成为住宅投资者投诉 的热点 问题 。现浇混凝土楼板裂缝种类包括收缩裂缝、 温 差裂缝、 结构裂缝和构造裂缝， 其中只有收缩裂缝与 预拌混凝土原材料质量和配比有直接关系。收缩主 要发生在混凝土中的水泥石， 水泥在水化、 硬化过程 中一方面使混凝土强度提高， 弹性模量( E ) 增大， 另 一 方面又因孑 L 隙中水分的减少而产生体积的减缩、 收缩 ( ) ， 根据 应力 =E 可知 ， 随着 龄期 的增 加， 混凝土中受骨料等约束的水泥石将产生拉应力， 这一拉应力超过水泥石 自身 的抗拉强度 ， 就会产生 裂缝 。因此 ， 收缩是混凝土固有的物理性质 ， 只能通 过技术措施来减少收缩 ， 而不能完全消除收缩 。 本文选取了两种在预拌混凝土中广泛使用的萘 系复合高效减水剂， 一为缓凝型高效减水剂， 另一为 增强一引气一缓凝型高效减水剂， 通过试验系统比 较了它们与基准( 不掺减水剂) 和掺 F D N时对净浆、 收稿 日期 ： 2 0 0 9 1 1 - 2 0 作者简介： 李晓光( 1 9 6 8一) ， 男， 内蒙古包头人 ， 副教授， 研究方向 施工与管理 ， 工程经济。 Ema l l ： z z 2 0 0 8 s i n a c o m 1 试验原材料和试验方法 1 1 试验原材料 试验所用原材料均为某预拌混凝土厂提供 。水 泥 ： 建福牌 P 0 3 2 5 R， 细度 3 4 ， 2 8 d抗折强度 8 2 MP a ， 2 8 d抗压强度 4 2 2 MP a ； 细骨料 ： 河砂 ， 含 泥量3 0 ， 细度模数3 1 。粗骨料： 花岗岩碎石， 2 0 mm连续级配 ， 其 中 51 0 m i l l占4 0 ， 西1 O 一 2 0 mm 占 6 0 ， 压 碎 指 标 为 8 4 。减 水 剂 ： WR A 1 缓凝高效减水泵送剂 ( 液剂) ， 推荐掺量 1 5 ； WR A 2增 强一引气一缓凝 高 效减水 泵送 剂 ( 液剂) ， 推荐掺量 1 5 ； F D N高效减水剂( 粉剂) ， 推荐掺量 0 5 。粉煤灰： 级粉煤灰。 1 2混凝 土试 验 为检验不 同减水剂对预拌混凝土强度和收缩性 能的影响， 采用两种不同的配合 比设计方法 ： 一是掺 减水剂混凝土的强度和坍落度保持与基准混凝土的 抗压强度和坍落度基本相同( 坍落度控制范围 8 0 m m 1 0 m m ) ， 通过掺加减水剂达到降低水泥浆用 量的目的， 混凝土配合比见表 l ； 二是通过提高减水 剂的掺量( 但减水剂掺量不超过其推荐掺量) 和水 泥浆用量来提高混凝土的坍落度值( 由基准混凝土 8 0 m m 1 0 ra m坍落度值提高到 1 5 0 m m 1 0 m m坍 落度值) ， 混凝土配合比见表 2 。新拌混凝土满足坍 落度值范围后， 每个配比分别成型 ( 1 0 01 0 0 2 l 2 四川建筑科学研究 第 3 7卷 5 1 5 ) m m试件 3 个， 在成型室养护 l d后拆模， 用标 准的混凝土收缩仪测定试件初始长度， 再分别测试 同养护条件下养护 1 d ， 2 d ， 3 d ， 7 d ， 1 4 d ， 2 1 d ， 2 8 d 和5 6 d 试件的长度， 计算混凝土试件的收缩应变值 c( 1 0 ) 。同时成型( 1 0 0 1 0 0 1 0 0 ) m m试件， 测定其养护 3 d ， 7 d和2 8 d 时的抗压强度值。 ： 1 0 0 氏 式中 。 混凝土收缩仪测出的混凝土试件初始 长度 ， m m； 厶混凝土收缩仪测出的混凝土试件在不 同龄期的长度 ， 一 ； 混凝土试件的标称长度， 为 5 1 5 m m 减去两端铜头埋人试件的深度 ， m m。 表 1 掺入减水剂以降低水泥浆用量时的混凝土配合比 Ta b l e 1 Th e i n c o r p o r a t i o n o f wa t e r - r e d u c i n g a g e n t t o r e d u c e t he a mo u nt o f s l u r r y c o n c r e t e mi x t h e 外 加剂 种类 水泥 水 砂 石 减水剂掺量 ! ： 2 ( 2 I 里 2 1 1 2 3 7 0 2 3 7 6 7 2 1 1 8 8 O 3 2 8 2 1 1 6 9 4 1 2 3 4 1 2 3 1 7 2 O 2 6 6 2 1 2 8 6 1 2 3 3 0 2 1 2 7 0 5 1 2 5 4 0 4 4 表2 掺入减水剂提高坍落度值时的混凝土配合比 T a b l e 2 Th e in c o r p o r a t i o n o f wa t e r - r e d u c i n g a g e n t t o i mp r o v e th e s l u m p v a l u e o f c o n c r e t e mi x ( ( ( ( 2竺 兰 三 一 ( 基准 ) 3 7 0 2 3 7 6 7 2 1 1 8 8 0 W RA1 3 3 5 21 4 71 7 1 1 6 7 1 5 W R A2 3 1 6 2 0 2 7 2 7 1 1 8 7 1 5 F DN 3 4 2 21 8 7 5 0 1 2 2 3 0 5 2 试验结果和分析 2 1 保 持混凝土 强度和坍落度基本不变 。 减 少水 泥浆用量 表 3示出了基准混凝土和掺减水剂混凝土的坍 落度和抗压强度实测值， 可以看出， 基本保持了混凝 土间坍落度和强度在控制的范围内。当掺加减水剂 为以降低水泥浆用量为 目的时， 由于掺减水剂混凝 土坍落度与基准混凝土的坍落度接近， 减水剂的减 水作用使混凝土的水泥和水的用量降低， 掺减水剂 混凝土的收缩应变值拟合曲线都在基准混凝土相应 曲线的下方， 表明掺减水剂混凝土的收缩应变值具 有低于基准混凝土收缩应变值的趋势， 这就说明， 在 坍落度值接近时， 水泥浆量的减少可以弥补因减水 剂中缓凝、 引气成分可能带来的收缩应变值增大的 现象。( 图 l 中收缩应变值与龄期的拟合曲线方程 见表 4 ) 表 3 掺入减水剂以降低水泥浆用量时混凝土的强度值 Ta b l e 3 I n cor p o r a t i o n o f s u p e r p l a s t i c i z e r to r e d u c e t h e a m o u n t o f wa t e r wh e n th e c o n c r e t e s l u r r y i n t e n s i t y 萋 赠 图 1 混凝土试件收缩应变值随龄期的变化曲线 Fi g 1 Ch a n g i n g c u r v e o f c o n c r e t e s p e c t i me ns s h r i n k a g e v a l u e wi t h i t s a g e 表 4 混凝土试件收缩应变值与龄期的拟合曲线 Ta b l e 4 S h r i n k a g e s t r a in of c o n c r e t e s p e c im e ns a n d a g e o f th e fit t i n g c u r v e 外加剂 掺人减水剂降低水 掺人减水剂提高 种类 泥浆用量 混凝土坍落度 l n c= O 7 5 5 1 n t +3 0 8 l n c： O 7 5 5 1 n t +3 0 8 ( 相关系数0 9 8 ， 均方差 0 0 2 6 )( 相关系数0 9 8 ， 均方差 0 0 2 6 ) WR A I 相 6 7 l 均 n t 旌 +3 3 0 相 咖 WR A 2 相 相 T I n 8 c=O 6 4 6 1 n t +3 3 6 l n 6 c= 0 7 8 4 1 n t +2 9 2 ( 相关系数0 9 8 ， 均方差 0 0 1 8 )( 相关系数0 9 6 ， 均方差 0 0 5 5 ) 2 2 提高减水剂掺量和水泥浆用量。 使混凝土坍 落度值明显增大 表 5示 出了此种试验条件时混凝土的坍落度和 强度实测值， 从中可以看出对于WR A 1 和 F D N减水 剂， 由于它们的减水率较低， 在推荐掺量时， 要使混 凝土的坍落度值达到 1 5 0 m m 1 0 m m， 必须提高水 泥浆的用量， 而 WR A 2减水剂由于复合了引气成 分， 其减水率较高， 因而在推荐掺量时， 也可使混凝 土坍落度值满足 1 5 0 m m 1 0 m m。 W W F 李晓光 ： 探讨高效减水剂对预拌混凝土影响程度 2 1 3 表5 掺入减水剂以提高混凝土坍落度值时混凝土的 坍落度和强度测定值 Ta b l e 5 I n c o r p a t i o n o f wa t e r - r e d u c i n g a g e n t t o e n h a n c e t h e v a l u e o f c o n c r e t e s l u mp a n d s t r e n g t h o f t h e c o n c r e t e s l u m p t e s t v a l u e 图2和表4中分别示出此种试验条件下混凝土 收缩应变值与龄期的拟合曲线和拟合方程。由于坍 落度值的提高， 浆体变稀， 尽管掺减水剂混凝土的水 泥浆用量仍低于基准混凝土的水泥浆用量， 由于 WR A 1 减水剂中复合了缓凝成分， WR A 2减水剂中 复合了缓凝和引气成分， 它们的收缩应变值都有超 过基准混凝土收缩应变值的可能。这主要是减水剂 使得水泥颗粒间距变大， 水分更容易析出并蒸发。 墨 萋 _ H 曜 图2 混凝土试件收缩应变值随龄期的变化曲线 F i g 2 C h a n g i n g c u r v e o f c o n c r e t e s p e c i me n s s h r i n ka g e v alu e wi th i t s a g e 图3示出两种不 同试验条件下掺 WR A 1和 WR A 2 减水剂混凝土的收缩应变值的比较曲线， 可 以很清楚地看出， 通过提高减水剂掺量来提高混凝 土坍落度值， 将使混凝土收缩应变值较低坍落度值 混凝土的收缩应变值增大， 特别是复合引气成分的 WR A 2 减水剂更明显， 因此， 建议在现浇混凝土中不 宜使混凝土坍落度值过大， 在满足施工要求的前提 下， 应选用较小的坍落度值， 对减少混凝土收缩有 利。 0 7 1 4 2i 28 3 5 42 4 9 5 6 0 7 1 4 2l 28 3 5 4 2 49 5 6 龄期 d 龄期 d 图3 混凝土试件收缩应变值随龄期的变化曲线 Fi g 3 Ch a n g i ng c u r v e o f c o n c r e t e s p e c im e n s s h r i nk a g e v alu e wi t h i ts a g e 3 结 论 1 ) 萘系高效减水剂的复合成分不仅会影响新 拌水泥浆的性能 ， 对硬化混凝土 的强度和收缩性能 也会产生影响， 应引起足够重视。 2 ) 在净浆流动性接近时， 减水剂的缓凝成分效 果不明显， 但在用水量和水灰比相同时， 缓凝成分的 作用显现， 如再复合引气成分， 则缓凝效果将更明 显。 3 ) 在水泥浆用量一定时， 在萘系减水剂中复合 增强、 引气成分， 虽会使得水泥基材料收缩应变值增 大， 但抗折强度可能不会降低甚至会有所增加， 且折 压比增大， 这对提高现浇混凝土抵抗收缩应力是有 利 的。 参 考 文 献 ： 1 陈士良 现浇楼板的裂缝控制 M 北京： 中国建筑工业出版 社 2 0 0 3 2 富文权， 韩索芳 混凝土工程裂缝分析与控制 M 北京： 中国 铁道 出版社 ， 2 0 0 3 3 覃维祖 混凝土的收缩、 开裂及其评价与防治 J 混凝土， 2 0 0 1 ( 7 ) ： 3 - 7 4 李迎春， 游有鲲， 钱春香， 等 混凝土组成成分对收缩性能的影 响 J 混凝土， 2 0 0 3 ( 2 ) ： 4 0 - 4 3 5 徐伟， 任洪峰， 王旭岭， 等 商品混凝土的材料性能对混凝土 早期裂缝的影响分析 J 建筑施工， 2 0 0 1 ( 5 ) ： 3 3 0 - 3 3 2 6 林元贵 混凝土收缩的主要影响因素 J 福建建设科技， 2 0 0 1 ( 1 ) ： 3 2 - 3 3