聚羧酸系减水剂与萘系减水剂的对比实验研究

本文通过对聚羧酸系减水剂与萘系减水剂的对比实验,研究两种减水剂的性能特点。结果表明,与萘系减水剂相比,聚羧酸减水剂具有更好的水泥适应性、掺量少、高减水率、混凝土坍落度经时损失少、更适合配制低水灰比混凝土等特点。     

坍落度与减水剂对混凝土早期开裂性能的影响

混凝土的早期收缩开裂问题已成为国内外专家的研究热点,为了研究混凝土必不可少的组成之一的减水剂对混凝土开裂性能的影响,采用福州大学的发明专利"水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂法及其装置"进行减水剂品种和由减水剂掺量改变而导致混凝土坍落度变化对混凝土早期开裂性能的影响试验研究.试验研究结果表明:外加剂品种对混凝土的开裂性能有一定的影响.掺三聚氰胺系减水剂混凝土的抗裂性能优于掺萘系和聚羧酸系减水剂混凝土,掺萘系减水剂混凝土的抗裂性能最差.而且,即使同属萘系减水剂,不同的厂家、不同品牌的减水剂对混凝土开裂性能的影响也不尽相同.混凝土的坍落度对混凝土的开裂性能有一定的影响,坍落度在11～18 cm之间的混凝土抗裂性能相对较好.     

高效减水剂对结构混凝土长期性能影响

研究了聚羧酸(PCA)、高浓、低浓萘系(H-PNS,L-PNS)3种高效减水剂对混凝土浆体初始流动度、抗压强度及碳化、氯离子渗透扩散系数、干湿循环破坏性能影响.结果表明,PCA高效减水剂与H-PNS,L-PNS高效减水剂相比,具有掺量低、混凝土坍落度保持性好、早期强度发展快的特点.掺加3种高效减水剂混凝土中,相同碳化时间里,掺加L-PNS减水剂混凝土碳化深度>掺加H-PNS减水剂混凝土碳化深度>掺加PCA减水剂混凝土碳化深度,掺加L-PNS减水剂的混凝土氯离子渗透扩散系数>掺加H-PNS减水剂的混凝土氯离子渗透扩散系数>掺加PCA减水剂的混凝土氯离子渗透扩散系数.掺加3种高效减水剂的混凝土受干湿循环劣化损伤(相对抗压强度比、相对动弹性模量、质量损失)影响不大.     

聚羧酸在低标号混凝土中的应用

近年来,聚羧酸高效减水剂以其(1)掺量低,减水率高,节约水泥:(2)混凝土流动性大,坍损小:(3)配制的混凝土适用范围广,对施工环境温度要求低等优点.已经在C50以上高标号混凝土中得到了广泛的应用,并通过实践证明了它的技术和经济价值.但是在低标号混凝土中的应用由于其掺量低生产不易控制和聚羧酸与水泥适应性差等原因,并没有得到推广.本文将通过聚羧酸高效减水剂和萘系高效减水剂的试验对比和成本对比.来推动聚羧酸高效减水剂在低标号混凝土中应用.     

自密实混凝土工作性能试验

为了得到工作性能良好的自密实混凝土,通过自密实混凝土工作性能的4种测试方法进行了混凝土流动性的试验研究,利用正交设计方法分析了粉煤灰、高效减水剂掺量等因素对新拌混凝土的流动性、黏性、抗离析能力的影响.结果表明,减水剂掺量是影响拌合物流动性与黏聚性的主要因素,配制时要主要考虑水胶比是影响黏聚性的主要因素.最后得出,减水剂掺量为0.8～0.9时,流动性和黏聚性最好.水胶比为0.32时,黏聚性最好.     

浅析聚羧酸系减水剂的性能和应用

通过对掺加聚羧酸系减水剂的混凝土试验分析，明确了聚羧酸系减水剂与水泥用量、砂率、用水量和其他掺加剂的相互关系，提出了聚羧酸系减水剂应用中的注意事项，达到了混凝土减水和增强效果。     

消泡剂对掺聚羧酸减水剂混凝土性能的影响

聚羧酸减水剂,被广泛用于高性能混凝土,流态混凝土,自密实和自平流混凝土等现代混凝土。但是由于聚羧酸母液中,本身含气量比较大,在聚羧酸减水剂中加入消泡剂来改善聚羧酸减水剂的多气泡问题,本文对消泡剂对混凝土性碍的影响进行了试验研究。     

聚羧酸类混凝土引气剂的工程性能

针对高性能混凝土高施工性、高耐久性要求,通过掺用具有梳型结构的聚羧酸类引气剂实现高性能混凝土,研究了聚羧酸类引气剂对混凝土含气量、气泡间距系数、工作性、强度和抗冻融耐久性的影响及其与减水剂的相容性,分析了聚羧酸类引气剂改善混凝土性能的机理.研究表明:聚羧酸类引气剂在掺量为0.006%时,混凝土含气量和气泡间距系数便可满足高性能混凝土工程使用要求;该类引气剂与常用混凝土减水剂、缓凝剂相容,可与减水剂、缓凝剂复合使用;除引气作用外,聚羧酸类引气剂还具有塑化和保塑作用,尤其适用于低水胶质量比混凝土,可在不降低混凝土强度的情况下,提高混凝土抗冻融耐久性.因此,聚羧酸类引气剂可用于配制高性能混凝土和自密实混凝土.     

C80自密实混凝土的试验研究与应用

采用聚羧酸系高效减水剂,通过对硅灰、粉煤灰及矿渣粉不同组合的试验研究,在不掺加硅灰的情况下,配制出成本低廉、工作性能良好的C80级自密实混凝土,并在工程中成功应用。     

聚羧酸系减水剂对水泥水化产物的影响

为了研究聚羧酸系减水剂与水泥水化产物间的作用机理,利用差示扫描量热仪研究了减水剂对水泥水化产物组成的影响;采用化学合成法制备出水化硅酸钙,在合成过程中分别掺入聚羧酸系或萘系减水剂,对合成的水化硅酸钙进行扫描电镜分析、核磁共振测试和傅里叶红外光谱分析.结果表明:与萘系减水剂相比,聚羧酸系减水剂促进了水泥的水化,使水泥石中水化硅酸钙凝胶及氢氧化钙的生成总量增大;聚羧酸系减水剂可以减小水化硅酸钙的颗粒尺寸,使其聚合度增大;减水剂能促使水化硅酸钙中的硅氧四面体聚合度增加,且聚羧酸系减水剂的增强效果优于萘系减水剂.     

聚羧酸类减水剂在混凝土中的应用研究

为研究聚羧酸类减水剂对混凝土性能的影响规律,采用聚羧酸减水剂与萘系减水剂进行对比,研究了两种减水剂对水泥净浆的作用效果,以及对C25和C50混凝土性能的影响;并结合XRD,TG-DSC分析结果,探讨了聚羧酸类、萘系减水剂对水泥水化和强度发展规律.结果表明,与萘系减水剂相比,聚羧酸类减水剂对水泥颗粒有更好的分散性能和分散保持性,能有效地抑制水泥的早期水化和水化产物最初相的析出,减少水化产物CH晶体的生成而不影响后期混凝土结构的发展.对于C25混凝土的强度影响,两种减水剂相近,而对于C50混凝土,聚羧酸类减水剂优势更为明显.     

萘系减水剂对混凝土性能的影响

为在绿色、环保、高效和经济的前提下,提高混凝土的强度,改善施工和易性,本文对萘系减水剂现阶段研究及使用现状进行分析,然后对减水剂的功能原理与作用机理进行解析,最后通过实验分析了水泥混凝土中萘系减水剂掺加量对其强度、水胶比、凝结时间、坍落度、黏聚性和保水性的影响,研究表明,当萘系减水剂的添加量为粉体质量的1.6%~1.8%时,可以保证水泥混凝土具有较高的强度和良好施工性能。     

外加剂对混凝土耐久性的影响

就传统萘系减水剂(polynaphthaene sulphonate type water-reducer,PSWR)和新型聚羧酸系减水剂(polycarboxylic acid type water-reducer,PAWR)对混凝土内部孔结构、内部缺陷及抵抗外部环境作用力的影响等进行了较全面的对比分析研究,揭示了PAWR对提高混凝土耐久性的作用.试验结果表明:与PSWR相比,PAWR能改善混凝土浆体内部孔结构及孔径分布,提高混凝土的密实性;能降低混凝土的绝热温升,优化水泥水化放热曲线,减少混凝土收缩变形,提高混凝土抗裂性能和体积稳定性,减少混凝土内部缺陷;同时,还可不同程度地提高混凝土抗碳化、抗冻性能、抗氯离子侵蚀能力和钢筋保护能力,增强混凝土对外部环境的抵抗力,从而极大地提高混凝土的耐久性.     

助磨剂对水泥与减水剂相容性的影响及改善

以净浆流动度作为水泥与减水剂相容性的评价指标,试验研究了多种助磨剂对水泥与萘系减水剂或聚羧酸减水剂相容性的影响规律,探讨了缓凝剂和引气剂对水泥与减水剂相容性的改善作用。结果表明,助磨剂对水泥与萘系减水剂相容性的影响较大,对水泥与聚羧酸减水剂相容性的影响较小。缓凝剂和引气剂均能改善水泥与萘系减水剂的相容性,随其掺加量的增加,改善作用逐渐增大。含缓凝剂/引气剂的复合助磨剂对水泥净浆流动度有一定的改善作用,并延缓水泥的凝结时间。含缓凝剂的复合助磨剂对水泥有增强作用,而含引气剂的复合助磨剂会降低水泥的胶砂强度。     

聚羟酸减水剂掺量对水泥砂浆干燥收缩的影响

研究了聚羧酸减水剂掺量对水泥砂浆强度、干燥收缩的影响。试验结果表明当聚羧酸减水剂掺量从0.15%增加到0.27%时:水泥砂浆的1 d抗压强度、1 d抗折强度分别增加10.6%、6.3%;水泥砂浆的1 d、60 d干燥收缩应变分别减少12.4%、5.4%。得到了水泥砂浆干燥收缩应变与聚羧酸减水剂掺量间的关系式。     

机制砂掺量对自密实轻骨料混凝土碳化性能的影响机理

为探究机制砂掺量对自密实轻骨料混凝土碳化性能的影响及其变化规律,采用固定砂石体积法和改进的全计算法配制了5组机制砂掺量(0、30%、60%、80%、100%)的自密实轻骨料混凝土,并与2组机制砂掺量(0、100%)的自密实混凝土对比,测试了各龄期下混凝土的碳化深度,并通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)对比研究了自密实轻骨料混凝土和机制砂自密实轻骨料混凝土碳化前后的微观结构。结果表明：随着龄期的增长,混凝土碳化深度不断增加,但碳化速率前期较大,后期较小;机制砂的掺入能够细化孔结构,提高硬化浆体和骨料过渡界面区的密实度,轻骨料特有的内养护机制能够改善骨料水泥石过渡区界面结构,均可提高混凝土的碳化性能。最后,得到了关于机制砂掺量的自密实轻骨料混凝土碳化深度预测模型,可为机制砂自密实轻骨料混凝土耐久性预测提供参考。     

新型羧酸系高效减水剂合成研究

采用自由基聚合的方法,成功制备出一种新型羧酸系高效减水剂。通过对影响减水剂减水性能诸多因素的探讨,获得了合成减水剂的最佳条件。本文合成的减水剂应用于混凝土,在掺量低于２‰时,新拌混凝土减水率在１５％以上,硬化混凝土抗压强度、抗折强度与空白混凝土比较基本不变。     

纤维自密实混凝土力学性能及早期抗裂性能研究

对掺聚丙烯腈纤维、钢纤维和混杂纤维自密实混凝土的配制进行了系列试验,得到纤维自密实混凝土的配制方法及纤维的适宜掺量。试验结果表明,当聚丙烯腈纤维掺量不高于1.2 kg/m3、钢纤维体积掺量不高于1.5%的情况下,通过适当调整外加剂的掺量、类型以及砂率,可以使混凝土达到自密实的工作性能。纤维自密实混凝土的28 d立方体抗压强度、劈拉强度试验表明,聚丙烯腈纤维掺量对自密实混凝土抗压强度的影响较小,劈拉强度随掺量增大而提高,但当掺量达到1.2 kg/m3时,将导致其劈拉强度的降低,因此聚丙烯腈纤维的掺量宜控制在0.9 kg/m3时为佳;钢纤维体积率变化对自密实混凝土劈拉强度的增强效果明显,混杂纤维的掺入对自密实混凝土抗压强度的影响较小,但对劈拉强度有一定影响,即掺量越大,劈拉强度越高。纤维自密实混凝土早期抗裂性能试验结果表明,在自密实混凝土中掺入纤维,将有助于早期抗裂性能的提高。     

泥对掺聚羧酸减水剂的水泥浆体分散性的影响

为了揭示含泥量对聚羧酸减水剂分散能力的影响,试验选择净浆流动度和黏度两个指标,研究泥对掺聚羧酸减水剂水泥浆体流变性质的影响,并利用IR、UV手段分析确定了泥的滤液对聚羧酸减水剂分子结构的影响及碱性环境中聚羧酸减水剂在泥颗粒表面的吸附规律。结果表明：当泥取代水泥质量的15%时,聚羧酸减水剂由于泥的存在已无分散效果;增大聚羧酸减水剂掺量可以提高含泥水泥浆体的分散性;泥的滤液不会改变聚羧酸减水剂的分子结构、对聚羧酸减水剂的分散能力无不利影响;在饱和石灰水模拟的碱性环境中,泥对减水剂的吸附很快,初始时间里(6 min内)泥就已经充分吸附了聚羧酸减水剂,泥对聚羧酸减水剂的吸附量为水泥的4倍左右。     

聚羧酸系减水剂在客运专线工程中的应用研究

介绍聚羧酸系减水剂在满足铁路客运专线高性能混凝土综合性能方面的能力和特点,分析了工程应用中使用聚羧酸系减水剂存在的一些问题。提出解决聚羧酸系减水剂与水泥的相容性问题以及保持聚羧酸系减水剂本身质量稳定性是目前该减水剂应用的关键。