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脂肪族减水剂复配技术

发布日期:2020/4/9 10:00:34 浏览次数:

脂肪族羟基磺酸盐缩合物是以羰基化合物为主要原料,在碱性条件下通过碳负离子的产生而缩合得到的一种脂肪族高分子链,并且通过亚硫酸盐对羰基的加成从而在 分子链上引进亲水的磺酸基,这种缩合物的分子链上具有亲水基团和亲油基团,因而在性能上就具有了表面活性的特征,可以用作混凝土减水剂。本文主要介绍脂肪 族减水剂的性能及复配后在混凝土中的应用。 1脂肪族减水剂的性能      将脂肪族减水剂加入到混凝土中,若保持水灰比不变,则可以有效提高混凝土的坍落度;若减小水灰比,则可以获得流动性能良好的混凝土,易于成型密实,而且可以明显地提高混凝土的强度。 1.1减水率实验      在不同减水剂掺量的情况下,配制高强度、大流动性的混凝土,测定混凝土的坍落度及强度。具体混凝土配合比和试验结果见表1。              从上面的试验可以看出,该减水剂的减水率随着掺量的增加而增大。在试验范围内,减水剂的掺量与减水率几近成正比例的关系。       在 第8 组试验中,减水剂掺量0.45%计,减水率可以达到20%以上,混凝土的出机坍落度为230 mm,混凝土的和易性良好,不离析、不泌水,28 d 的强度可以达到67.5 MPa。另外,掺加该减水剂的混凝土,早期强度发展很快,3 d 的强度可以达到28 d 强度的70%~80%,7 d 的强度可以达到28 d 强度的80%~90%,而且混凝土的后期强度也有增长的趋势。随着减水剂掺量的增加,混凝土单方用水量的减少,各组配比混凝土的早期强度也在增加。由此可 见,该系列的减水剂不同于萘磺酸甲醛缩合物或改性木质素磺酸钙等减水剂,因为这两类减水剂在增大掺量时会产生缓凝的作用,不同程度地影响混凝土的早期强度 的发展。 1.2脂肪族减水剂与萘系减水剂单掺及复配后的性能比较      为了对比该减水剂与萘系减水剂对混凝土减水率的作用,我们设计了下面的混凝土试验,分别为萘系减水剂单掺(UNF-5),萘系与脂肪族同比例复配(UNF- 5:ZF)、脂肪族单掺(ZF)。其中每一组试验的配合比(水泥、砂和石子用量)都是相同的,水泥使用北京水泥厂京都PˇO42.5 水泥。随着减水剂的掺加的增加,混凝土单方用水量下降,W/C 减小,保持混凝土的坍落度基本不变,目的是考察随着减水剂掺量的变化混凝土的减水率及强度将发生如何变化,试验结果如表2 所示。               从表2 可以看出,随着减水剂掺量的增加,混凝土的水灰比降低,混凝土的减水率和强度明显提高,通过比较,脂肪族减水剂的减水率大。此3 种减水剂的掺量与混凝土的减水率变化关系如图1 所示。         1.3相同掺量大流动性混凝土保塑性能比较      我们分别将UNF-5、UNF-5 与脂肪族、脂肪族分别复配成减水剂,设计成如下一系列配合比,其中各组配合比分别保持减水剂掺量、W/C、胶凝材料用量和砂率值,观察混凝土拌和物的坍落度和扩散度的变化情况。试验结果如表3 所示。     通过试验可以发现,随着时间的增加,用脂肪族复配的减水剂拌制的混凝土的坍落度损失小。试验结果见表3 及图2、3、4。         1.4混凝土含气泌水试验      分别用UNF-5、UNF-5 与ZF、ZF 复配成缓凝减水剂,测定混凝土的含气量、压力泌水率,试验结果如表4 所示。              行了应用,总计用量超过50 000 m3,涵盖了梁、柱、墙、顶板、底板、路面等多种结构部位,强度等级范围包括C20~C60,所有工程应用均达到设计要求,受到用户的好评。 3结论 3.1脂肪族减水剂复配后对水泥的适应性良好       分散能力强,其掺量为1.5%~2.5%(粉剂掺量为0.5%~1.2%),减水率可以达到15%~30%;可以明显地提高混凝土的早期强度,早期可以提高 40%~140%,28 d 可以提高20%~50%;能有效地降低水泥水化热,保水性好,能显著地提高混凝土的性能;碱含量低,可以有效地控制混凝土的碱-骨料反应;不含氯 盐,对钢筋无锈蚀作用。 3.2可以配制高强与高性能混凝土         该减水剂具有良好的减水、增强、缓凝、保塑和保水等功能,特别是对预拌混凝土配制大流动性高强混凝土减小坍落度损失十分重要。采用该减水剂与优质磨细掺合料 (磨细矿渣、粉煤灰)等双掺技术配制高强高性能混凝土的试验,可以配制C30~C80 高强高性能混凝土,坍落度与扩展度的保留值均良好。 3.3经济效益分析       使用脂肪族减水剂可以显著地降低混凝土的原材料生产成本。目前萘系减水剂2 500 元/t,脂肪族减水剂1 600 元/t,以搅拌站年产量300 000 m3计算,平均每立方混凝土使用外加剂8 kg 计算,单方混凝土可以节约主材成本7.2 元,一年可以节约成本216 万元。因此推广应用脂肪族减水剂具有广阔的市场前景。





脂肪族羟基磺酸盐缩合物是以羰基化合物为主要原料,在碱性条件下通过碳负离子的产生而缩合得到的一种脂肪族高分子链,并且通过亚硫酸盐对羰基的加成从而在 分子链上引进亲水的磺酸基,这种缩合物的分子链上具有亲水基团和亲油基团,因而在性能上就具有了表面活性的特征,可以用作混凝土减水剂。本文主要介绍脂肪 族减水剂的性能及复配后在混凝土中的应用。 1脂肪族减水剂的性能      将脂肪族减水剂加入到混凝土中,若保持水灰比不变,则可以有效提高混凝土的坍落度;若减小水灰比,则可以获得流动性能良好的混凝土,易于成型密实,而且可以明显地提高混凝土的强度。 1.1减水率实验      在不同减水剂掺量的情况下,配制高强度、大流动性的混凝土,测定混凝土的坍落度及强度。具体混凝土配合比和试验结果见表1。              从上面的试验可以看出,该减水剂的减水率随着掺量的增加而增大。在试验范围内,减水剂的掺量与减水率几近成正比例的关系。       在 第8 组试验中,减水剂掺量0.45%计,减水率可以达到20%以上,混凝土的出机坍落度为230 mm,混凝土的和易性良好,不离析、不泌水,28 d 的强度可以达到67.5 MPa。另外,掺加该减水剂的混凝土,早期强度发展很快,3 d 的强度可以达到28 d 强度的70%~80%,7 d 的强度可以达到28 d 强度的80%~90%,而且混凝土的后期强度也有增长的趋势。随着减水剂掺量的增加,混凝土单方用水量的减少,各组配比混凝土的早期强度也在增加。由此可 见,该系列的减水剂不同于萘磺酸甲醛缩合物或改性木质素磺酸钙等减水剂,因为这两类减水剂在增大掺量时会产生缓凝的作用,不同程度地影响混凝土的早期强度 的发展。 1.2脂肪族减水剂与萘系减水剂单掺及复配后的性能比较      为了对比该减水剂与萘系减水剂对混凝土减水率的作用,我们设计了下面的混凝土试验,分别为萘系减水剂单掺(UNF-5),萘系与脂肪族同比例复配(UNF- 5:ZF)、脂肪族单掺(ZF)。其中每一组试验的配合比(水泥、砂和石子用量)都是相同的,水泥使用北京水泥厂京都PˇO42.5 水泥。随着减水剂的掺加的增加,混凝土单方用水量下降,W/C 减小,保持混凝土的坍落度基本不变,目的是考察随着减水剂掺量的变化混凝土的减水率及强度将发生如何变化,试验结果如表2 所示。               从表2 可以看出,随着减水剂掺量的增加,混凝土的水灰比降低,混凝土的减水率和强度明显提高,通过比较,脂肪族减水剂的减水率大。此3 种减水剂的掺量与混凝土的减水率变化关系如图1 所示。         1.3相同掺量大流动性混凝土保塑性能比较      我们分别将UNF-5、UNF-5 与脂肪族、脂肪族分别复配成减水剂,设计成如下一系列配合比,其中各组配合比分别保持减水剂掺量、W/C、胶凝材料用量和砂率值,观察混凝土拌和物的坍落度和扩散度的变化情况。试验结果如表3 所示。     通过试验可以发现,随着时间的增加,用脂肪族复配的减水剂拌制的混凝土的坍落度损失小。试验结果见表3 及图2、3、4。         1.4混凝土含气泌水试验      分别用UNF-5、UNF-5 与ZF、ZF 复配成缓凝减水剂,测定混凝土的含气量、压力泌水率,试验结果如表4 所示。              行了应用,总计用量超过50 000 m3,涵盖了梁、柱、墙、顶板、底板、路面等多种结构部位,强度等级范围包括C20~C60,所有工程应用均达到设计要求,受到用户的好评。 3结论 3.1脂肪族减水剂复配后对水泥的适应性良好       分散能力强,其掺量为1.5%~2.5%(粉剂掺量为0.5%~1.2%),减水率可以达到15%~30%;可以明显地提高混凝土的早期强度,早期可以提高 40%~140%,28 d 可以提高20%~50%;能有效地降低水泥水化热,保水性好,能显著地提高混凝土的性能;碱含量低,可以有效地控制混凝土的碱-骨料反应;不含氯 盐,对钢筋无锈蚀作用。 3.2可以配制高强与高性能混凝土         该减水剂具有良好的减水、增强、缓凝、保塑和保水等功能,特别是对预拌混凝土配制大流动性高强混凝土减小坍落度损失十分重要。采用该减水剂与优质磨细掺合料 (磨细矿渣、粉煤灰)等双掺技术配制高强高性能混凝土的试验,可以配制C30~C80 高强高性能混凝土,坍落度与扩展度的保留值均良好。 3.3经济效益分析       使用脂肪族减水剂可以显著地降低混凝土的原材料生产成本。目前萘系减水剂2 500 元/t,脂肪族减水剂1 600 元/t,以搅拌站年产量300 000 m3计算,平均每立方混凝土使用外加剂8 kg 计算,单方混凝土可以节约主材成本7.2 元,一年可以节约成本216 万元。因此推广应用脂肪族减水剂具有广阔的市场前景。





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