聚羧酸高性能減水劑與木質素磺酸鈉的復配研究

孫建智，劉在龍，陸洋

（山東華森建材集團有限公司，山東 濟南 250000）

0 前言

聚羧酸高性能減水劑具有良好的性能，合成過程不使用對環境有影響的原材料，性能調節性好，可實現分子結構和性能的設計，因此問世以后，即受到了國內建筑行業的青睞和極大關注。其優點是摻量低，減水率高，混凝土拌合物具流動性和流動性保持性好，坍落度損失低，有一定引氣作用；其缺點成本高，且對原材料敏感性強，容易產生泌水和離析。

木質素磺酸鈉減水劑為利用紙漿工業排出的廢液生產的產品，是一種完全利廢減少水質污染源的綠色生態產品。其優點是價格低廉，能改善新拌混凝土的和易性，提高流動度和工作度，并且對原材料敏感度低；其缺點是減水率低，摻量高，超摻會出現延緩凝結時間現象。

本文主要探索了聚羧酸高性能減水劑與木質素磺酸鈉減水劑復配的可行性。并通過復配技術可以達到提升減水性能，改善混凝土工作性和適應性的目的。

1 原材料與試驗

1.1 原材料

外加劑：PCA-I 聚羧酸高性能減水劑，含固量40%，江蘇蘇博特新材料股份有限公司；PCA-III 聚羧酸高性能減水劑，含固量 40%，江蘇蘇博特新材料股份有限公司；木質素磺酸鈉減水劑，河北邯鄲誠昊有限公司。

水泥：寶山 P·O42.5；粉煤灰：濟南黃臺電廠Ⅱ級灰，45μm 篩余 13.7%；礦渣粉：濟南魯新 S95 級；石子：5～20mm 和 5～31.5mm 連續級配碎石；機制砂：來自山東華森建材集團有限公司，細度模數 2.8，亞甲藍 1.75，石粉含量 15%；水：自來水。水泥等熟料成分見表 1。

表1 水泥、粉煤灰和礦渣粉的化學成分 %

1.2 試驗方法

木質素磺酸鈉按一定比例替代聚羧酸高性能減水劑PCA-I、PCA-III，然后進行凈漿流動度試驗和混凝土試驗。

按照 GB/T 8077—2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》和 GB 8076—2008《混凝土外加劑》進行測定。

2 結果及討論

2.1 復配對凈漿流動度的影響

將木質素磺酸鈉與 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑進行水泥凈漿流動度試驗，水泥用量 300g，水用量 87g。PCA-I 聚羧酸高性能減水劑與木質素磺酸鈉不同摻量對凈漿流動度的影響結果見表 2 及圖 1～3。因 PCA-III 聚羧酸高性能減水劑主要起到保坍的作用，減水率不高，凈漿流動性差，在此不進行替代試驗。

表2 木質素磺酸鈉與 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑凈漿試驗及結果

由圖 1 和圖 2 看出 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑摻量在 3.00g（即水泥摻量的 1% 時），凈漿流動度最大，木質素磺酸鈉摻量在 7.20～7.80g（即水泥摻量的2.4%～ 2.6%）時，流動度最大。

用木質素磺酸鈉與 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑復配，木質素磺酸鈉按 5%、10%、15%、20%、25% 和30%（對應表 2 中的 0.15g、0.30g、0.45g、0.60g、0.75g 和 0.90g）依次替換 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑，然后按 1% 的摻量進行凈漿流動度試驗，用木質素磺酸鈉替代 PCA-I 比例在 0～10% 時，凈漿流動度沒有減小，當替代比例超過 15% 時，凈漿流動度明顯減小（見圖 3）。

因此，木質素磺酸鈉與聚羧酸在一定比例內進行復配具有可行性。

圖1 PCA-I 不同摻量對凈漿流動度的影響

圖2 木質素磺酸鈉不同摻量對凈漿流動度的影響

圖3 木質素磺酸鈉按比例替換 PCA-I 后對凈漿流動度的影響

2.2 復配對混凝土性能的影響

將木質素磺酸鈉與 PCA-I 聚羧酸高性能減水劑和PCA-III 聚羧酸高性能減水劑進行復配，復配配方見表3，然后按照混凝土配合比（詳見表 4）進行混凝土試驗，試驗結果見表 5。

表3 外加劑復配配方 kg/t

表4 C30 混凝土配合比 kg/m3

表5 復配外加劑混凝土試驗結果

表3 中 2、3 組，木質素磺酸鈉按 5% 和 10% 替代PCA-I，5、6、7 組木質素磺酸鈉按5 %、10%、15% 替代 PCA-III，8、9、10 組木質素磺酸鈉按 5%、10%、15% 替代 PCA-I 和 PCA-III 總量進行試驗。混凝土的初始擴展度和坍落度及抗壓強度都基本不變或者有所提高。目前木質磺酸鈉市場價為 1800 元/噸，聚羧酸高效減水劑市場價為 6000 元/噸，木質素磺酸鈉與聚羧酸高性能減水劑復配能夠給企業節約成本。

3 結論

木質素磺酸鈉和聚羧酸高性能減水劑在一定比例范圍內可復配使用，并應用于實際生產中且能夠節約成本。

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