聚羧酸減水劑復配工藝優(yōu)化
時(shí)間:2021-11-23 16:06:13 人氣:464次
機制砂是巖石經(jīng)除土開(kāi)采、機械破碎、篩分而成,石料破碎過(guò)程中產(chǎn)生的石屑廢料經(jīng)篩分、除粉處理也可用于生產(chǎn)機制砂。機制砂顆粒表面粗糙、尖銳多棱角,細度模數大,級配不良,堆積空隙率高,決定了配制出的混凝土需水量大、強度低、外觀(guān)質(zhì)量不好等一系列問(wèn)題,從而使用機制砂配制的混凝土和易性差,易于離析泌水,成型的構造物表觀(guān)質(zhì)量不好。關(guān)于機制砂混凝土的配制,目前基本沿襲天然砂混凝土配制方法,而忽視了機制砂與機制砂混凝土的特性,從而使工程技術(shù)人員難以掌握。聚羧酸類(lèi)減水劑是目前應用最廣泛的混凝土添加劑,具有減水率高、摻量低、保坍性能好等優(yōu)點(diǎn),應用技術(shù)較為成熟。但是,由于機制砂本身的特性,導致了混凝土配制過(guò)程中出現了和易性差、易泌水離析等問(wèn)題。因此,本研究通過(guò)對聚羧酸減水劑的復配工藝的優(yōu)化,配置工作性能優(yōu)異的機制砂混凝土,并應用于實(shí)際工程項目中。
1原材料及試驗方法
1.1原材料
(1)水泥(C):海螺P·O42.5水泥,主要性能指標見(jiàn)表1所示。
(2)粉煤灰(FA):城隍Ⅱ級粉煤灰,主要性能指標見(jiàn)表2所示。
(3)礦粉(SL):日照S95級礦粉,主要性能指標見(jiàn)表3所示。
(4)河砂(S1):細度模數為2.1,含泥量小于1%的河砂。
(5)機制砂(S2):細度模數2.8。
(6)石(G1):采用公稱(chēng)粒徑5~10mm卵石。
(7)石(G2):采用公稱(chēng)粒徑10~20mm碎石。
(8)水(W):自來(lái)水,符合《混凝土用水標準》JGJ63-2006中規定的拌合用水要求。
(9)外加劑:MS-1、MS-2、MS-3:聚羧酸減水劑母液(含固量為50%);BT-1、BT-2、BT-3:保坍劑母液(含固量為40%);X1為消泡劑;Y1為引氣劑,H1為緩凝劑,均為福建科之杰新材料有限公司生產(chǎn)。
1.2試驗方法
(1)混凝土拌合物性能測定。按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》要求進(jìn)行混凝土坍落度、擴展度、含氣量和凝結時(shí)間的測定;按照GB/T50081-2019《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標準》進(jìn)行混凝土抗壓強度的測定。
(2)混凝土配合比。見(jiàn)表4所示。
2結果與討論
2.1聚羧酸母液對混凝土工作性能的影響
混凝土配合比見(jiàn)表4所示,減水劑復配配方見(jiàn)表5所示,對比研究3種聚羧酸減水劑母液MS-1、MS-2、MS-3對機制砂混凝土工作性的影響。減水劑摻量為1.5%~1.8%。試驗結果見(jiàn)表6所示。
從表6的試驗結果可以看出,采用樣品1的初始減水率略大,但是保坍性能略差,和易性一般;而樣品2的減水率稍低,需要增加0.05%摻量,含氣量比較大,抗壓強度稍低;樣品3的減水率在3個(gè)樣品中均中,保坍性能較好,抗壓強度比較高,和易性好。說(shuō)明樣品3對機制砂混凝土比較適應。因此,可以選擇樣品3(MS-3)作為減水劑母液進(jìn)行復配,但是整體上損失還是偏大,可以提高保坍劑摻量或者更換其他保坍劑。
2.2保坍劑對混凝土工作性能的影響
改變保坍劑種類(lèi),保持聚羧酸減水劑母液MS-3和其他助劑不變,對比不同種類(lèi)的保坍劑對混凝土性能的影響。減水劑復配配方見(jiàn)表7,混凝土配合比見(jiàn)表4所示,試驗結果見(jiàn)表8。
從表8的試驗結果可以看出,3個(gè)樣品的減水率相當,其中樣品6的保坍性能最好,其次是樣品4,樣品5最差;樣品6混凝土抗壓強度稍高,樣品4和樣品5相當;和易性3個(gè)樣品相當,均較好。因此,減水劑母液選擇MS-3,保坍劑選擇BT-3對機制砂混凝土較適應,初始和保坍性能較好。
2.3聚羧酸減水劑在機制砂混凝土工程中的應用
(1)混凝土主要技術(shù)指標要求??紤]到工程的結構、混凝土溫差以及施工條件,其混凝土的技術(shù)要求主要包括以下幾個(gè)方面:①坍落度≥200mm,擴展度≥550mm。②2h擴展度經(jīng)時(shí)損失≤30mm。③混凝土流動(dòng)度好、不泌水、不抓底。④含氣量控制在4.0%以?xún)?。⑤無(wú)緩凝現象,終凝時(shí)間≤24h。
(2)工程技術(shù)難點(diǎn)。根據工程施工技術(shù)的要求以及所選用原材料的特點(diǎn),其技術(shù)難點(diǎn)主要包括兩個(gè)方面:①擴展度經(jīng)時(shí)損失。由于工程采用的砂子是由機制砂與細砂復合而成,所以增加了對外加劑的吸附作用,從而增加對混凝土保坍性能的要求。②無(wú)緩凝現象。在保證2h擴展度經(jīng)時(shí)損失≤30mm的前提下無(wú)緩凝現象,這也是該工程的技術(shù)難點(diǎn)之一。因此,不能通過(guò)增加緩凝劑來(lái)提高保坍性能,只能通過(guò)外加劑母液本身的保坍性能來(lái)解決坍落度損失的問(wèn)題。
(3)解決方案。①選用綜合性能較好的聚羧酸減水劑母液MS-3和保坍性能較好的保坍劑BT-3來(lái)解決和易性和坍落度損失的問(wèn)題。②同時(shí)搭配助劑X1、Y1和H1,控制混凝土含氣量和和易性,并保證混凝土的抗壓強度達到要求。詳見(jiàn)表9復配配方和表10試驗結果。
從表10的混凝土試驗結果可以看出,混凝土的初始坍落度和擴展度為220mm和560mm,符合工程的技術(shù)要求,180min的坍落度和擴展度為220mm和540mm,同時(shí)含氣量為3.8%,和易性好,符合工程的各項技術(shù)要求。
3結論
通過(guò)以上試驗結果分析,可以得出:
(1)MS-3對機制砂混凝土的適應性較好,初始減水率高,坍落度損失小。
(2)BT-3對機制砂混凝土較適應,保坍性能較好,抗壓強度高。
(3)將與機制砂混凝土體系適應性較好的聚羧酸減水劑母液MS-3與保坍劑BT-3以及適當的消泡劑X1、引氣劑Y1和緩凝劑H1復配,可有效減少機制砂混凝土的擴展度損失,并在工程上獲得成功應用。
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