低膠材自密實混凝土外加劑的試驗研究

尹國利 李 紅 于 琦

(青島青建新型材料集團(tuán)有限公司，山東 青島 266108)

低膠材自密實混凝土外加劑的試驗研究

尹國利 李 紅 于 琦

(青島青建新型材料集團(tuán)有限公司，山東 青島 266108)

采用脂肪族減水劑、氨基組分、萘粉、葡萄糖酸鈉和麥芽糊精復(fù)配出一種高效減水劑，并通過試驗確定了該減水劑的配方，指出該高效減水劑可用于制備機(jī)制砂用量占細(xì)骨料40%以上、強(qiáng)度等級在C30～C40范圍內(nèi)的低膠材自密實混凝土。

高效減水劑，自密實混凝土，低膠材，機(jī)制砂

隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，建筑物逐漸向大體積、超高層等復(fù)雜結(jié)構(gòu)發(fā)展，混凝土中的鋼筋配筋也日益密集，導(dǎo)致混凝土施工澆筑困難。另外，由于城市現(xiàn)代化發(fā)展較快，建筑工程引起的施工噪聲影響居民正常生活。除此之外，國家已對河砂這一不可再生資源的開采進(jìn)行限制，因此河砂資源短缺，價格大幅上漲。為了解決以上問題，國內(nèi)外學(xué)者提出自密實混凝土(SCC)這一新型建材的概念，并對其制備技術(shù)進(jìn)行廣泛研究。自密實混凝土主要通過采用高效減水劑來保證其具有較高流動性。另外，機(jī)制砂代替天然河砂也已成為學(xué)術(shù)界和工程界日益關(guān)注的熱點(diǎn)。然而，這些制備方法均存在一定的缺點(diǎn)，用機(jī)制砂制備自密實混凝土的技術(shù)尚不成熟，這是由于自密實混凝土與機(jī)制砂制備混凝土的生產(chǎn)技術(shù)起步較晚，國內(nèi)外學(xué)者少有研究。本文基于混凝土材料科學(xué)理論和減水劑作用機(jī)理，利用脂肪族減水劑、氨基組分、萘粉、葡萄糖酸鈉和麥芽糊精復(fù)配出一種高效減水劑，并對摻入此外加劑的混凝土進(jìn)行試驗，通過不同的配合比設(shè)計，探討并確定了該高效減水劑的作用效果和配方。

1 試驗

1.1 原材料

水泥：P.O42.5普通硅酸鹽水泥；礦粉：S95礦粉；粉煤灰：Ⅱ 級粉煤灰；粗骨料：5 mm～20 mm連續(xù)級配花崗巖碎石，符合JGJ 52—2006的要求；細(xì)骨料：河砂，符合JGJ 52—2006要求的中砂；機(jī)制砂，符合JGJ 52—2006要求的中砂；外加劑：脂肪族減水劑；減水劑復(fù)配組分：葡萄糖酸鈉、萘系組分、引氣組分、氨基組分、麥芽糊精。

1.2 復(fù)配減水劑的試拌試驗

表1 C30自密實混凝土基準(zhǔn)配合比

表2 復(fù)配脂肪族減水劑1～3 kg/1 000 kg

表3 復(fù)配脂肪族減水劑4 kg/1 000 kg

為了提高混凝土流動性和抗離析性，改善混凝土拌合物工作性能，解決機(jī)制砂難以制備自密實混凝土的技術(shù)難題，本文以65%水泥+20%礦粉+15%粉煤灰的膠凝材料體系作為基準(zhǔn)體系(配合比見表1)，采用脂肪族減水劑、萘粉、氨基組分、增稠劑與引氣劑復(fù)配制備出適用于低膠材、機(jī)制砂、中低強(qiáng)度自密實混凝土的復(fù)合外加劑。與聚羧酸減水劑相比，脂肪族外加劑的復(fù)配空間較大，較為靈活，且對于石粉砂的敏感性較低，但是脂肪族用量過大時，混凝土出現(xiàn)較嚴(yán)重的板結(jié)、泌水情況，不利于混凝土泵送施工，同時導(dǎo)致強(qiáng)度降低。因此，本文利用萘粉等減水劑原料對脂肪族進(jìn)行復(fù)配，同時引入適當(dāng)?shù)囊龤鈩黾踊炷恋暮鸵仔裕涣硗猓瑸榱私鉀Q機(jī)制砂在自密實混凝土中的應(yīng)用，并降低膠凝材料用量，本文采取以下復(fù)配方案：方案1：石粉砂∶河砂=1∶1時，利用建科院脂肪族母液復(fù)配減水劑，具體配方見表2。使用減水劑1時，混凝土流動性差；減水劑2的摻量在3%時，新拌混凝土流動性、粘聚性最好；減水劑3的摻量在2.8%時，新拌混凝土流動性、粘聚性最好。方案2：采用全河砂細(xì)骨料，利用建科院脂肪族母液復(fù)配減水劑，具體配方見表3。減水劑4的摻量在3%時，流動性好，新拌混凝土粘聚性略大。這是因為脂肪族減水劑以合適的比例復(fù)配后產(chǎn)生疊加效應(yīng)，減水劑性能得到提高，保坍性能及和易性能都得到明顯改善。綜上，為適應(yīng)石粉砂的應(yīng)用，選擇復(fù)配脂肪族減水劑1、脂肪族減水劑2和復(fù)配脂肪族減水劑3進(jìn)行凈漿的相容性試驗。

表4 摻脂肪族減水劑1的膠凝材料凈漿流動度

表5 摻脂肪族減水劑2的膠凝材料凈漿流動度

表6 摻脂肪族減水劑3的膠凝材料凈漿流動度

1.3 減水劑與膠凝體系相容性試驗

采用基準(zhǔn)配合比(表1)對復(fù)配脂肪族減水劑1，2和3進(jìn)行相容性試驗。1)試驗設(shè)備。水泥凈漿攪拌機(jī)、截錐圓模、玻璃板、秒表、鋼直尺(300 mm)、刮刀、電子天平(100 g，感量0.1 g)、電子天平(1 000 g，感量1 g)。2)試驗方法。本試驗按照J(rèn)CT 1083—2008水泥與減水劑相容性試驗方法檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。試驗前使攪拌機(jī)處于工作狀態(tài)。將玻璃板置于工作臺上，并保持其表面水平。用濕布把玻璃板、圓模內(nèi)壁、攪拌鍋、攪拌葉片全部潤濕。將圓模置于玻璃板的中間位置，并用濕布覆蓋。將基準(zhǔn)減水劑和約1/2的水同時加入鍋中，然后用剩余的水反復(fù)沖洗盛裝基準(zhǔn)減水劑的容器直至干凈并全部加入鍋中，加入水泥，把鍋固定在攪拌機(jī)上，按JC/T 729的攪拌程序攪拌。將鍋取下，用攪拌勺邊攪拌邊將漿體立即倒入置于玻璃板中間位置的圓模內(nèi)。對于流動性差的漿體要用刮刀進(jìn)行插搗，以使?jié){體充滿圓模。用刮刀將高出圓模的漿體刮除并抹平，立即穩(wěn)定提起圓模。圓模提起后，應(yīng)用刮刀將粘附于圓模內(nèi)壁上的漿體盡量刮下，以保證每次試驗的漿體量基本相同。提取圓模1 min后，用卡尺測量最長徑及其垂直方向的直徑，二者的平均值即為初始流動度值。快速將玻璃板上的漿體用刮刀無遺留地回收到攪拌鍋內(nèi)，并采取適當(dāng)?shù)姆椒芊忪o置以防水分蒸發(fā)。清潔玻璃板、圓模。調(diào)整基準(zhǔn)減水劑摻量，重復(fù)上述步驟，依次測定基準(zhǔn)減水劑各摻量下的初始流動度值。自加水泥起到60 min時，將靜置的水泥漿體按JC/T 729的攪拌程序重新攪拌，依次測定基準(zhǔn)減水劑各摻量下的60 min流動度值。

2 結(jié)果分析

1)流動度結(jié)果見表4～表6，圖1。

2)流動度經(jīng)時損失結(jié)果見表7。

表7 脂肪族減水劑1～3，60 min的經(jīng)時損失

3 結(jié)語

1)本文所述四種復(fù)配脂肪族減水劑中，1 min流動效果最佳的為脂肪族3減水劑(飽和點(diǎn)摻量2%)飽和流動度為297 mm，第二為脂肪族2減水劑(飽和點(diǎn)摻量2.2%)飽和流動度為292.5 mm，第三為脂肪族1減水劑(飽和點(diǎn)摻量2.4%)飽和流動度為286.5 mm。2)脂肪族減水劑的流動性經(jīng)時損失率測定均為正值，且脂肪族1和脂肪族3經(jīng)時損失正值最顯著。3)綜上，為適應(yīng)石粉砂的應(yīng)用，并根據(jù)凈漿相容性試驗和混凝土試拌結(jié)果，摻入脂肪族減水劑3可符合強(qiáng)度等級在C30～C40范圍內(nèi)的低膠材自密實混凝土的配制要求。

The test research on self compacting concrete admixtures with low plastic material

Yin Guoli Li Hong Yu Qi

(QingdaoQingjianNewMaterialGroupLimitedCompany,Qingdao266108,China)

This paper prepared a super plasticizer using aliphatic plasticizer, amino group, naphthalene powder, acid sodium glucose and maltodextrin, and through the test determined the formula of this plasticizer, pointed out that the super plasticizer could be used for low adhesive material self compacting concrete for preparing the mechanism sand consumption accounted for more than 40% of fine aggregate, the strength grade within C30～C40 scope.

super plasticizer, self compacting concrete, low adhesive material, mechanism sand

2015-01-09

尹國利(1976- )，男，工程師； 李 紅(1969- )，女，高級工程師； 于 琦(1987- )，女，助理工程師

1009-6825(2015)08-0135-02

TU528

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