早強劑與聚羧酸減水劑復配的研究

王琴，熊锃，朱炎寧

（中建西部建設股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

早強劑與聚羧酸減水劑復配的研究

王琴，熊锃，朱炎寧

（中建西部建設股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

本文將不同早強劑與聚羧酸進行復配，研究了產品對混凝土拌合物工作性的影響，對比了不同早強劑對混凝土試塊早期強度與后期強度的影響。試驗表明當三異丙醇胺的摻量在 0.25‰ 時，可獲得較好的早強效果，同時并不影響混凝土的后期強度。

早強劑；聚羧酸減水劑；強度

0 前言

隨著我國建筑工業化的發展，對提高生產效率，節約能源，發展綠色環保建筑提出了要求，預制裝配式混凝土結構已經成為我國混凝土產業一個重要的發展方向。在預制構件生產中，為提高生產效率，縮短拆模時間，早強型混凝土減水劑已成為國內外混凝土行業的研究熱點[1,2]。

聚羧酸高效減水劑具有減水率高、摻量低、坍落度損失小、適應性廣以及混凝土耐久性優異的特點而受到大家青睞。但在具備優異性能的同時，聚羧酸系減水劑中的緩凝組分也顯著延緩了水泥的水化，使得預制構件的生產周期加長，延長了蒸養時間，提高了養護能耗，降低了生產效率[3-5]。因此，尋找一種合適的早強劑與聚羧酸減水劑進行復配，來實現聚羧酸減水劑的早強效果，這不僅有利于研究開發功能性聚羧酸系減水劑，而且對聚羧酸系減水劑的推廣和應用都具有重要的理論和實踐意義。

1 試驗

1.1 試驗原材料

1.1.1 減水劑

本試驗共選用兩種混凝土高效減水劑，一種為常用的TPEG 型聚羧酸減水劑（PC），減水率為 26%；另一種是目前在預制構件中常用的高濃萘系減水劑，由四川吉龍有限公司提供。

1.1.2 早強劑

本試驗選用硫酸鈉、硝酸鈣、亞硝酸鈉、三乙醇胺、三異丙醇胺作為早強劑，其性能指標見表 1。

表 1 早強劑種類及性質

1.1.3 水泥

本試驗采用青松水泥廠的 P·O42.5R 水泥，其性能指標如表 2 所示。

1.2 試驗方法

所選混凝土配合比為：水泥 290kg、粉煤灰 110kg、水160kg、砂 699kg、石 1141kg。按照普通混凝土試驗方法測試不同時間坍落度，并制作混凝土立方體抗壓強度試塊，采用(20±1)℃、相對濕度不小于 90% 的條件下養護，測試 3d、7d、14d、28d混凝土試塊強度。

2 結果與討論

將減水劑與早強劑進行復配，測試摻聚羧酸減水劑（折固摻量 0.2%）、萘系減水劑（折固摻量 0.8%），以及早強劑改性后的聚羧酸減水劑（折合成聚羧酸減水劑固摻量 0.2%，早強劑摻量見表 3 所示）的分散性能和抗壓強度，試驗結果見表 3。

表 3 各摻量早強劑實驗結果

根據表 3 可以看出，摻有早強劑與沒摻早強劑的羧酸減水劑效果無論在混凝土流動性還是混凝土試塊強度方面，都要優于萘系減水劑。

2.1 早強劑對混凝土流動性的影響

根據表 3 數據可以看出，早強劑復配改性后的聚羧酸外加劑對混凝土流動性和流動性保持能力都有一定影響。其中，硫酸鈉和硝酸鈣的加入對混凝土初始流動性影響不大，但硫酸鈉的加入降低了混凝土的流動性保持性能，亞硝酸鈉和三乙醇胺的加入使得混凝土的初始流動性和流動性保持能力均大幅下降，但總體效果均要比萘系減水劑好。

2.2 早強劑對混凝土試塊強度的影響

從試驗結果可以看出，在單摻聚羧酸外加劑時，混凝土的 3d 與 7d 強度與摻萘系時基本一致，而在后期強度上優勢較明顯。硫酸鈉的加入，混凝土的早期強度并沒有明顯的變化，同時，當硫酸鈉摻量過高，達到 7.5‰ 時，混凝土的 3d強度反而有所下降，從 13.9MPa下降到 13.5MPa；其余幾種早強劑的加入，都在一定程度上增加了混凝土的早期強度，其中，當三異丙醇胺的摻量達到 0.5‰ 時，混凝土的 3d 強度可達到 18.7MPa，為空白聚羧酸樣的 135%，7d 強度可達到23.8MPa，為空白聚羧酸樣的 115%。綜合考慮混凝土分散性及試塊強度，選用三異丙醇胺作為聚羧酸減水劑復配用早強劑，當摻量為 0.25‰ 時，混凝土坍落度可達 220mm，混凝土試塊 3d 強度可達 16.8MPa，7d 可達 23.9MPa，同時并不影響混凝土的后期強度。

3 結論

（1）摻有早強劑的聚羧酸減水劑對混凝土的初始分散性和分散性保持能力都有一定影響。其中，摻有硫酸鈉的聚羧酸外加劑對混凝土的初始分散性影響不大，但降低了水泥漿體的分散性保持能力；摻有硝酸鈣、亞硝酸鈉和三乙醇胺的聚羧酸外加劑使得混凝土的初始分散性和分散性保持能力均大幅下降，但總體均比高濃萘系要強。

（2）早強劑的加入，使得聚羧酸減水劑對混凝土的早期強度都有一定影響。其中，硫酸鈉的加入并不能提高混凝土的早期強度；當摻量分別為硝酸鈣 2.5‰、亞硝酸鈉 7.5‰、三乙醇胺 0.25‰ 時，混凝土的早期強度均得到了明顯的提高，但水泥漿體的分散性和分散保持性并不理想。

（3）摻有三異丙醇胺的聚羧酸減水劑，在混凝土分散性和混凝土試塊強度方面，均比高濃萘系要好，在聚羧酸高性能減水劑的復配過程中，當三異丙醇胺的摻量在 0.25‰時，可獲得較好的早強效果，3d 強度可達 16.8MPa，7d 可達23.9MPa，同時并不影響混凝土的后期強度。

[1] 郭延輝，郭京育，趙霄龍，等．聚羧酸系高性能減水劑及其應用技術—發展趨勢、現狀和我們的任務. 聚羧酸系高性能減水劑及其應用技術[C]．北京：機械工業出版社，2005: 1-10.

[2] 王子明，劉進強．新型聚羧酸系超早強復合減水劑試驗研究[J]．低溫建筑技術，2008(06): 15-17．

[3] 杜志芹，陳國新，祝燁然，等．早強型聚羧酸系減水劑的制備與性能研究[J]．混凝土，2011, 5: 94-96．

[4] J Widmer, U Sulser, T A Brge, et al. Multipurpose cement dispersing polymers for high fl ow and high strength concrete[P]. US 6387176, 2002: 5-14.

[5] 陳亞萍，楊廷雄，宋冬生，等．早強快凝型聚羧酸減水劑的制備與性能研究[J]．新型建筑材料，2013, 02: 9-11．

［通訊地址］新疆烏魯木齊雅山中路 418 號（830000）

The research of early strength agent on the compound admixtures of polycarboxylate superplasticizers

Wang Qin, Xiong Zeng, Zhu Yanning
(China West Construction Group Co., Ltd., Xinjiang Urumqi 830000)

The workability, early strength and late strength of concrete was different when concrete mixed the polycarboxylate superplasticizers with early strength agent. As addition of triisopropanolamine is 0.25‰, the early strength was better, and the late strength was not affected.

arly strength agent; polycarboxylate superplasticizers; strength

王琴（1988—），女，主要從事混凝土減水劑的開發與應用。