水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑的研制與應用

  ［摘要］本文利用復合聚羧酸減水劑、聚羧酸保坍劑、增強劑、緩凝劑、保水劑和調粘劑等制備水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑，使水下混凝土滿足了低水灰比、和易性好、不分散的要求，其流動性、可泵性、坍落度損失都有較大的改進。

  ［關鍵詞］水下不分散混凝土；聚羧酸系外加劑

  前言

  水下不分散混凝土在我國仍處于發(fā)展階段，是一種較為年輕、新型的結構工程材料，目前正向高性能、低成本、優(yōu)良的施工性發(fā)展。隨著人們對水下混凝土工程質量要求的不斷提高、施工技術的現代化改進，需要各項性能更好的水下不分散混凝土專用外加劑的研發(fā)。

  水下不分散混凝土具有以下特點：（1）抗分散性?；炷涟韬衔镌谒袧仓r不分散、不離析，混凝土配合比基本保持不變，可在不排水的條件下施工，即使受到水的沖刷作用仍具有優(yōu)良的抗分散性。（2）優(yōu)良的流動性?；炷涟韬衔锛雀挥姓吵硇?，又富有塑性，相比普通混凝土顯示出更良好的流動性，以保證混凝土灌入水下后能自流平、自密實。（3）很少出現泌水或浮漿。摻入絮凝劑后，可提高混凝土的保水性，基本不會出現泌水現象。（4）凝結特性。（5）無污染。由于水下不分散混凝土具有良好的抗水洗能力，因此水泥很少流失，不污染施工水域，為環(huán)保型產品。（6）安全性。與傳統(tǒng)水下普通混凝土施工技術相比，水下不分散混凝土施工新技術可簡化施工工藝、縮短工期、降低工程成本、減少人員在水下工作量，確保工程質量。

  水下不分散混凝土一般采用抗?jié)B、快凝、早強混凝土。具有很強的抗分散性和較好的流動性，實現水下混凝土的自流平、自密實，抑制水下施工時水泥和骨料分散，并且不污染施工水域。水下不分散混凝土不允許振搗，其質量取決于混凝土的抗分散性和流動性。

  聚羧酸減水劑具有高減水、坍落度損失小、引氣量小等優(yōu)點，非常適合用于配制高強、高性能混凝土，在配制水下不分散混凝土時體現了低摻量、高減水、良好的流動度保持性、良好的增強效果等優(yōu)點。

  我國水下混凝土的配制存在著水泥用量過大，可泵性較差、坍落度損失大的缺點，而且水下混凝土的強度普遍偏低。本文利用復合聚羧酸減水劑、增強劑、緩凝劑、保水劑和調粘劑等制備水下不分散混凝土專用聚羧酸減水劑，使水下混凝土滿足了低水灰比、和易性好、不分散的要求，其流動性、可泵性、坍落度損失都有較大的改進。

  2 試驗原材料及試驗方法

  2.1

  原材料

  ConcretePower

  聚羧酸減水劑OP100，聚羧酸保坍劑、增強劑、保水劑、調凝劑、調粘劑、消泡劑，以上材料由深圳海川新材料科技有限公司提供。水泥強度等級為 42.5 塔牌普通硅酸鹽水泥，砂子的細度模數一般在2.4～2.8之間，采用級配良好的連續(xù)粒級的碎石（5～40mm）。

  2.2

  外加劑基礎配方

  聚羧酸減水劑、增強劑、消泡劑、聚羧酸保水劑、調粘劑、調凝劑和消泡劑?；A配方見表1。

  表1 外加劑基礎配方表

  2.3

  性能測試

  水泥凈漿流動度試驗參照

  GB8077—2011《混凝土外加劑勻質性試驗方法》進行，水泥300g，外加劑摻量根據實驗確定，水灰比：0.29。

  C30 混凝土配合比試驗（測試坍落度及1h 坍落度損失）：混凝土配合比為

  m（水泥）：m（粉煤灰）：m（礦粉）：m（粗骨料）：m（砂子）=240：90：70：1093：827，用水量和減水劑用量根據試驗需求進行確定。測試混凝土強度試驗。

  水下不分散混凝土的配合比，試驗混凝土配合比為

  m（水泥）：m（粉煤灰）：m（礦粉）：m（粗骨料）：m（砂子）=350：50：100：1048：210，用水量和減水劑用量根據試驗需求進行確定。

  3 結果與討論

  3.1

  水下不分散混凝土專用聚羧酸減水劑與水泥的適應性

  采用不同用量的水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑對水泥做凈漿試驗，摻量范圍在0.5%～2.5%之間，確定與水泥的適應性。試驗數據見表2。

  通過水泥凈漿試驗表 2 數據可知，水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑比較適應的摻量點在1.5%左右。

  表2 水泥凈漿試驗數據表

  3.2

  專用聚羧酸減水劑用于不分散混凝土的試驗效果

  采用標準混凝土 C30配合比，考察不同聚羧酸減水劑對混凝土流變性及強度的影響，試驗結果見表3。

  表3 不同聚羧酸減水劑對標準 混凝土流變性及強度的影響結果

  通過對標準混凝土試驗表3數據可知，水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑比較適應的摻量點在1.5%～2.5%之間。通常標準混凝土的摻量要低于水下不分散混凝土。

  3.3

  水下不分散混凝土專用聚羧酸減水劑與水泥配制不分散混凝土的試驗效果

  采用水下不分散混凝土的配合比，考察不同聚羧酸減水劑對混凝土流變性及強度的影響。試驗結果見表4。

  表4 不同聚羧酸減水劑對水下不分散 混凝土流變性及強度的影響結果

  4 結論

  本文復合的水下不分散混凝土聚羧酸外加劑，采用聚羧酸減水劑30%、聚羧酸保坍劑 60%、增強劑3%、保水劑用量1%、調粘劑 0.5‰、調凝劑 5%、消泡劑 0.5‰。配制出水下不分散混凝土用的聚羧酸外加劑，通過對水下不分散混凝土試驗，水下不分散混凝土專用聚羧酸外加劑比較適應的摻量在 2.0%～2.5%之間，超過用量混凝土發(fā)生離散，控制在2.0%～2.5%之間可以制備出低水灰比、和易性好、不分散的水下不分散混凝土，其流動性、可泵性、坍落度損失都有較大的改善。