消泡劑在聚羧酸鹽減水劑復(fù)配中的應(yīng)用研究

  [摘要]:許多聚羧酸鹽減水劑表面活性高、保泡性好,直接用于混凝土時,混凝土含氣量大、強度低,因此必需復(fù)配消泡劑使用,以降低混凝土含氣量,提高混凝土強度。本文述及了四種消泡劑,油型、乳化型、溶解型和固體消泡劑在混凝土中的應(yīng)用,重點研究了能穩(wěn)定存在于聚梭酸鹽中可溶解型消泡劑的性能。

  聚羧酸鹽減水劑是上個世紀90年代首先在日本、韓國等國家出現(xiàn)的新型減水劑,它具有加量少、減水率高、保坍性好和混凝土工作性能優(yōu)異等其他減水劑無法比擬的優(yōu)點,因此它剛剛出現(xiàn)就引起了國內(nèi)外混凝土外加劑行業(yè)的密切關(guān)注。近兒年來,國內(nèi)聚梭酸鹽減水劑的發(fā)展異常迅速,其合成技術(shù)日益成熟,超分散性能的聚梭酸鹽減水劑在市場上己經(jīng)呼之欲出。現(xiàn)今聚梭酸鹽減水劑所面臨的最突出的問題有兩個:提高聚梭酸鹽減水劑對水泥的適應(yīng)性和降低聚梭酸鹽混凝土的含氣量。前者是研發(fā)的最難點,一般來講只能通過合成來解決。后者相對簡單,可以通過合成,也可以通過復(fù)配來解決。 用合成的方法解決聚梭酸鹽混凝土含氣量大的問題,一般是在聚梭酸鹽分子結(jié)構(gòu)中引入基團,以調(diào)節(jié)減水劑的HLB值,提高其表面張力,通常情況該基團具有消泡分子特征。通過復(fù)配解決,一般是加入消泡劑。優(yōu)選何種消泡劑,并使消泡劑與聚梭酸鹽減水劑相溶是復(fù)配問題的難點。 眾所周知,按Rose假說,只有不溶于體系的物質(zhì)才起消泡作用,而溶解的物質(zhì)都起穩(wěn)泡作用,因此該消泡劑必需不溶于聚梭酸鹽減水劑,但是又能在聚梭酸鹽減水劑溶液中穩(wěn)定的存在。本文通過大量的實驗,優(yōu)選了四種消泡劑,油型、乳化型、溶解型和固體消泡劑,并對其在混凝土中的應(yīng)用性能進行了研究。

  1. 原材料

  聚梭酸鹽減水劑:上海A,南呂B,日本C,韓國D,臺灣E. 消泡劑:油型k,乳化型I,溶解型m.固體消泡劑n. 緩凝劑:葡萄糖酸鈉,檸檬酸鈉。 水泥:冀東P.0.42.5,琉璃河P 0.42.5,興發(fā)P.0.42.5,北水P.0.42.5

  2. 實驗方法

  水泥凈漿流動度實驗:按GB/T8077-2000《混凝土外加劑勻質(zhì)性實驗方法》,W/C比0.29,水泥用量為300g. 混凝土坍落度及損失:按GBJ80-85《普通混凝土拌和物性能試驗方法》,30L混凝土。

  3.結(jié)果討論

  3.1消泡劑在聚梭酸鹽減水劑中的穩(wěn)定性

  消泡劑與聚梭酸鹽減水劑復(fù)配使用的最難點就是與外加劑的相容性。按Rose假說,只有不溶于體系的物質(zhì)才起消泡作用,而溶解的物質(zhì)都起穩(wěn)泡作用,因此消泡劑在減水劑中的最終狀態(tài)一肯定是不溶解的。但是按北京市目前情況,攪拌站單獨添加液態(tài)消泡劑的拌和工藝基本不可行的,一般要求消泡劑添加入聚梭酸鹽減水劑中,這就對該體系的穩(wěn)定性提出了更高的要求,該體系首先必需是均一的,以保證混凝土的質(zhì)量穩(wěn)定,其次考慮的貯存時間,它必須能長期存放而不分層。本文考察了四種消泡劑在聚梭酸鹽減水劑體系中的穩(wěn)定性具體如下表,1%加量。 由上表中可以看出,只有溶解型消泡劑m與聚梭酸鹽減水劑有很好的相容性,其次是乳化型消泡劑I,其他兩種消泡劑基本不能與聚梭酸鹽減水劑相容。從使用角度來講,k, n兩種消泡劑只能單獨添加,如果貯存時間短,可以使用I消泡劑,如果貯存時間長那只能使用m型消泡劑。

  3.2消泡劑對水泥掙漿的影響

  鑒于上述考慮,本文著重研究了溶解型消泡劑m對水泥和混凝土性能的影響。首先是水泥凈漿流動度,W/C比0.29,冀東P.0.42. 5水泥用量為300g,減水劑0.20%xC,消泡劑x減水劑,具體數(shù)值見表2. 由上表可以看出消泡劑對水泥凈漿流動度和流動度的經(jīng)時損失基本沒有影響,該消泡劑對聚梭配鹽減水機有很好的適應(yīng)性,它對五種聚梭酸鹽減水劑都適應(yīng)。 另外凈漿實驗中的兒個現(xiàn)象值得注意:

 ?。?)添加消泡劑以后凈漿有泌水趨勢,這從另一個側(cè)面說明該體系的含氣量變少了。

 ?。?)添加了消泡劑以后凈漿表面氣泡破裂速度明顯加快。

 ?。?)水泥硬化后,內(nèi)部氣孔明顯減少,如下圖。尤其是肉眼可見的氣孔基本不見,不加消泡劑的水泥硬化后,氣孔多且不均勻。

  3.3消泡劑對混凝土性能的影響

  眾所周知,聚梭酸鹽減水劑有著良好的和易性能和保坍性能。但是真正應(yīng)用到生產(chǎn)中的聚梭酸鹽卻遠不是文章中報道的那么簡單,和易性和保坍性與聚梭酸鹽減水劑的摻量關(guān)系密切。然而經(jīng)濟角度看,使用昂貴的聚梭酸鹽減水劑成本很高,其成本由聚梭酸鹽減水劑的最小摻量決定,一般最小摻量在 0.18-0.22%×C(折固),在這一范圍內(nèi),其成本是攪拌站可以接受的,但是在這一范圍內(nèi)聚梭酸鹽減水劑的適應(yīng)性很差,很難體現(xiàn)‘良好的’和易性和保坍性能。因此筆者認為,聚梭酸鹽的復(fù)配技術(shù)應(yīng)該提到國內(nèi)聚梭酸鹽科研的日程上來,我們不能再一味的以為合成出來的產(chǎn)品就是萬能的鑰匙,有許多混凝土的問題還必須通過復(fù)配解決。就比如說本文所述及的含氣量高的問題,是可以通過復(fù)配消泡劑來解決的。消泡劑對棍凝土性能的影響表現(xiàn)在兩個方面:混凝土的工作性能和硬化后的性能。本文從坍落度及坍落度損失、含氣量以及混凝土強度兒個方面來探討消泡劑對混凝土的影響。

  3.3.1坍落度及坍落度損失

  配合比:W為170kg/m³, C為380 kg/m³, S為859 kg/m³, G為971 kg/m³,減水劑0.20%×C, 消泡劑m摻量、減水劑,水泥為琉璃河P.0.42.5 . 有上表可以看出,消泡劑m對坍落度及坍落度損失基本沒有影響,在混凝土中和上述五種聚梭酸鹽有良好的配伍性能。

  3.3.2含氣量

  聚梭酸鹽減水劑的含氣量都很高,在加入了消泡劑后能大幅度降低混凝土的含氣量。如下表所示。 有上表可以看出,日本的聚梭酸鹽減水劑含氣量較低,這可能是由于它在合成過程中加入了調(diào)節(jié)HLB值的組分,日本聚梭酸鹽減水劑技術(shù)是世界上出現(xiàn)最早,也是目前最先進的,所以從合成上解決該問題是可能的。而韓國和國產(chǎn)聚按酸鹽減水劑含氣量較大,消泡劑對混凝土的含氣量影響很大,3.3.3消泡劑對混凝強度的影響 混凝土的含氣量對混凝土強度有不良影響,經(jīng)典數(shù)據(jù)為每升高1%含氣量混凝土強度下降5%,因此含氣量過高是我們所不希望的。下表是配合比:W為160 kg/m³, C為483 kg/m³, S為668 kg/m³G為1089 kg/m³,減水劑0.20%×C,消泡劑m摻量、減水劑,水泥為琉璃河P 0.42.5的強度數(shù)據(jù)。它能大幅度的降低混凝土的含氣量,抑制聚狡酸鹽減水劑引氣作用。 由上表可以看出,除日本外聚狡酸鹽的強度普遍較低,加入消泡劑后強度提高10%以上,有的甚至提高到20%以上。這是因為消泡劑的加入大大降低了混凝土的含氣量,從而提高了混凝土的強度。

  4. 結(jié)論

 ?。?)混凝土中可以使用消泡劑,它不影響混凝土的工作性能,它能降低混凝土的含氣量,提高混凝土強度。

  (2)聚梭酸鹽減水劑含氣量高的問題可以通過復(fù)配消泡劑解決,根據(jù)攪拌站的不同工藝可選抒油型、乳化型、溶解型和固體消泡劑。

 ?。?)溶解型消泡劑即能起到消泡作用,又能與聚按酸鹽減水劑很好的相容在一起,因此能與聚梭酸鹽一起配置高流動、高保坍、高強度的泵送劑。


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