木質(zhì)素磺酸鈣減水劑對混凝土強度的影響

王慶彥 王建林 馬藝斌

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

木質(zhì)素磺酸鈣減水劑是陰離子型高分子表面活性劑，能使界面上的分子性質(zhì)和相間分子相互作用特性發(fā)生較大變化，摻入水泥漿中，離解成大分子陰離子和金屬陽離子Ca2+，呈現(xiàn)較強的表面活性的大分子陰離子吸附在水泥粒子的表面上，使水泥粒子帶負(fù)電荷，由于相同電荷相互排斥使水泥粒子分散。具有親水性，吸附層在水泥粒子周圍的溶劑化的膜也能阻礙水泥凝聚，游離水增多，使水泥漿的流動性提高。其能降低氣液表面張力，有一定的引氣性，微氣泡的滾動和浮托能改善水泥漿和易性。除了含有糖之外，本身的分子中含有緩凝基團(tuán)羥基和醚鍵，有緩凝作用。

1 混凝土實驗

1.1 實驗原理

在實驗中依照實驗原理設(shè)置兩組實驗。一組為未加入木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的混凝土試壓塊作為對照實驗的對照物，另一組為加入了木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的混凝土試壓塊。變量為木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的使用量。同時也使用了其他三種高效減水劑作為對木質(zhì)素磺酸鈣減水劑作為對比，分別是聚羧酸高效減水劑、萘磺酸鹽減水劑、粉末聚羧酸酯。

1.2 實驗設(shè)計

設(shè)計空白對照試壓塊36 塊，規(guī)格100m×100mm。加入減水劑有：木質(zhì)磺酸素減水、密胺系減水劑（1.0%）、萘磺酸鹽減水劑（1.5%）、粉末聚羧酸酯（2.3%）四種減水劑，分別制作了不同減水劑種類，不同減水劑摻加量的試壓塊，規(guī)格100m×100mm。包括空白對照所需的36塊試壓塊共計制作了81塊試壓塊。

所用粗石為機械碎石，且最大直徑為20mm。空白實驗所需混凝土的配合比，水：灰：砂：石=175:348:425:1120。

根據(jù)所得出的配合比制作40L的C30混凝土，得出坍落度為9cm。共計6 組36 塊試壓塊，規(guī)格100m×100mm，水泥為祁連山牌P.O42.5，碎石最大直徑為20mm。最后將36塊試壓塊置于實驗室混凝土養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

對養(yǎng)護(hù)了7d的試壓塊取出，在TYE-2000B壓力試驗機中進(jìn)了抗壓強度的測試，得出如圖1所示的強度分布。

圖1 空白試壓塊強度分布

由圖1可知，已經(jīng)養(yǎng)護(hù)了7d的34個（2個試壓塊按照實驗原則要求已經(jīng)去除）試壓塊的抗壓強度分布相對均勻，且其平均值為257.02KN，即25.702MPa。空白試壓塊抗壓強度均符合C30混凝土7d抗壓強度要求。

1.3 摻加木質(zhì)素磺酸鈣減水劑試壓塊

設(shè)計三組共計27個試壓塊。分別是，一組摻入有0.1%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的9個試壓塊，一組是摻入有0.2%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的9個試壓塊，一組摻入有三種減水劑，聚羧酸減水劑摻入1.0%、某高效減水劑摻入1.5%、某高效減水劑摻入2.3%，各三塊，作為對木質(zhì)素磺酸鈣減水劑試壓塊的對照組。脫模完成后以及養(yǎng)護(hù)了3d后對摻加有減水劑的試壓塊在TYE-2000B壓力試驗機上進(jìn)行了抗壓強度測試，其結(jié)果如下列圖表。

由圖2和圖3可知，摻加了0.1%的木質(zhì)磺酸鈣減水劑在3d的抗壓強度可以與沒有加入減水劑的7d試壓塊強度相當(dāng)，摻加了0.2%的木質(zhì)素磺酸鈣減水劑3d的試壓塊抗壓強度僅僅比加入0.1%的低了2.58%。在混凝土早期強度方面同樣對混凝土試壓體具有早強影響。

對加入了0.5%、1%、2%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的3d試壓體在TYE-2000B壓力測試機上進(jìn)行了抗壓強度測試具體抗壓強度值見表3。

表1 木質(zhì)素磺酸鈣減水劑摻加量為0.1%（單位：KN）

圖2 摻加0.1%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑抗壓強度分布

表2 木質(zhì)素磺酸鈣減水劑摻量為0.2%（單位：KN）

圖3 摻加0.2%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑抗壓強度分布

表3 抗壓強度測試具體抗壓強度值（單位：KN）

在摻加了木質(zhì)素磺酸鈣減水劑有0.5%～2%的不同試壓體中數(shù)值較為穩(wěn)定，3種摻加量的9個試壓體，其摻加了1%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的抗壓強度最高，均值為262.8KN，即26.28MPa。

與加入木質(zhì)素磺酸鈣減水劑做對照的其他三種高效減水劑對此次抗壓強度影響較大，主要是某高效減水劑對3d試壓體的早期強度影響最大，其中摻加某高效減水劑的試壓體的抗壓強度值高達(dá)334.4KN，即33.44MPa，是同規(guī)格同期同配合比摻入木質(zhì)素磺酸鈣減水劑試壓塊最高值的118.5%。但未知后期強度是否有下降及其他性能是否有提高或能否一直保持不變。

實驗中統(tǒng)計的出其抗壓強度為26.2MPa，比空白試壓體7d，25.702MPa高出0.498MPa。而高出的0.498MPa為3d的抗壓強度，但就抗壓強度，加入減水劑的試壓體的確對未加入減水劑的試壓體要高很多，整體加入減水劑的7d抗壓強度高于空白試壓體44.2MPa。

圖4 全部81個試壓體抗壓強度分布

2 結(jié)果分析

木質(zhì)素磺酸鈣減水劑對混凝土強度的影響存在，特別是對其早期強度影響較大，由實驗可知摻加有木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的3d抗壓強度是不加減水劑空白混凝土試壓體抗壓強度的118.5%。在同配合比同期同規(guī)格試壓體抗壓強度分布中，是不加減水劑空白試壓體抗壓強度的144.2%。

在混凝土減水劑中，本實驗所用的其他三種高效減水劑的減水效率遠(yuǎn)高于木質(zhì)素磺酸鈣減水劑，同時對混凝土強度的影響也大于木質(zhì)素磺酸鈣減水劑，摻加有三種高效減水劑的混凝土試壓體的抗壓強度是摻加木質(zhì)素磺酸鈣減水劑試壓體的119.3%，是空白試壓體抗壓強度的129.9%。

3 結(jié)語

在實際生產(chǎn)中，木質(zhì)素磺酸鈣減水劑也存在著許多問題。在混凝土生產(chǎn)中加入減水劑的量過大，導(dǎo)致混凝土自身產(chǎn)生缺陷。常規(guī)情況下?lián)郊舆^量不大于2倍時會使得混凝土凝結(jié)時間延長，影響工程進(jìn)度，且混凝土的引氣量增加，內(nèi)部產(chǎn)生過量氣泡，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏密度過小，強度下降，嚴(yán)重時甚至?xí)鸸こ淌鹿蔥1]，我國應(yīng)加強減水劑的研發(fā)及推廣應(yīng)用工作，更好地應(yīng)用于工程質(zhì)量的提高。