聚羧酸对温度及水泥的适应性.docVIP

文章摘要：[摘要]为了探讨聚羧酸系外加剂与不同水泥品种的相容性，本文选择苏通长江公路大桥使用的两种水泥，针对目前工程中广泛应用的聚羧酸系外加剂，进行了不同温度状态条件下水泥浆和混凝土性能试验。研究结果表明：聚羧酸外加剂与两种水泥具有较好的相容性，但是水泥温度和外加剂掺量对水泥浆流动度、混凝土坍落度和后期强度增长都具有一定的影响。[关键词]聚羧酸系外加剂；相容性；流动度；坍落度Researchesoncomp...... 前言 　　随着国民经济的飞速发展，大型跨江、跨海大型公路桥梁项目相继涌现，工程混凝土需求量增大，为了提高混凝土施工性能并且改善混凝土的耐久性，混凝土中均需掺用一定数量的外加剂，特别是近年来，羧酸系减水剂作为第三代新型混凝土高效减水剂，因相对于萘系高效减水剂具有高减水率、低收缩、低泌水和坍落度损失小等性能优点，其生产和应用发展很快[1]。然而，有一个实际问题却一直严重影响应用效果，即聚羧酸系外加剂也存在与水泥材料的相容性问题[2]，这种问题有时会导致严重的工程事故和不可估量的经济损失。聚羧酸外加剂与水泥之间产生不相容性的原因错综复杂，工程中难以避免，在施工中已引起生产厂家和工程应用部门的高度重视。因此，对使用过程中碰到的实际问题，需要对不同外加剂和不同的水泥及混凝土施工配合比进行对比试验分析。 　　为较好的解决外加剂与水泥相容性问题，本试验选取苏通长江公路大型桥梁使用的两种有代表性的水泥(P.O 42.5和P.Ⅱ52.5硅酸盐水泥)和江苏建筑科学研究院生产的JM-Ⅲ型聚羧酸外加剂产品，进行了有关水泥静浆和混凝土性能的对比试验，通过比较聚羧酸系外加剂对水泥不同品种和不同温度状态的适应性研究，为更好地解决水泥和外加剂相容性问题提供参考。 1原材料及试验方法 1.1原材料 　　水泥：江苏南通华新水泥生产的P.O42.5和P.Ⅱ52.5硅酸盐水泥，两种水泥的物理化学性能见下表1。 　　粉煤灰：江苏镇江谏壁生产的Ⅰ级粉煤灰，其物理性能参数如下表2所示。 　　碎石：江苏镇江茅迪生产的石灰岩碎石，级配为5～20mm，表观密度为2.71g/cm3，压碎指标为8%。 　　砂：江西赣江生产的中砂，细度模数为2.8，表观密度为2.6g/cm3。 　　聚羧酸外加剂：江苏省建筑科学研究院生产的JM-Ⅲ型聚羧酸外加剂，其物理性能指标如下表3所示。 1.2试验方法 　　水泥静浆试验按照《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003)中关于混凝土外加剂对水泥的适应性检测方法进行。水泥温度分别为20℃和80℃，试验水胶比为0.35，高效减水剂掺量分别为0.5%、0.8%、1.2%、1.5%和2.0%，测定从加水开始后5min、30min和60min的水泥静浆流动度。 　　混凝土试验配合比如下表4所示，P.O42.5和 P.Ⅱ52.5两种硅酸盐水泥的混凝土配合比分别按照1#～4#进行，w/b为0.33，Ⅰ级粉煤灰的掺量为19%，聚羧酸系外加剂的掺量分别为0.5%、0.8%、1.2%和1.5%。各种混凝土试验测试方法依据国家现行普通混凝土拌合物力学性能试验标准进行。 2试验结果及分析 2.1外加剂对水泥静浆流动度的影响 　　图1～图4分别为20℃和80℃条件下，在不同外加剂变化条件下对P.Ⅱ52.5和 P.O 42.5两种硅酸盐水泥静浆5min、30min和60min流动度的变化。 　　如图1～图4所示，P.O42.5和 P.O42.5两种水泥静浆的流动度，随着聚羧酸外加剂掺量的增大呈现先增大后减小的趋势。静浆流动度发生变化的拐点为1.2%，可见本试验中外加剂掺量的饱和点为1.2%左右。在饱和点以前，两种静浆的经时流动度都持续增长，没有损失，其主要原因可能是：(1)水化初期水泥颗粒对高效减水剂的吸附并不完全，吸附过程的持续进行保证了浆体经时流动度的持续增长；(2)JM-Ⅲ型高效减水剂的缓凝成分延缓了水泥颗粒水化的速率，使得浆体经时流动度没有损失。当高于饱和点掺量时，P.Ⅱ52.5硅酸盐水泥浆经时流动度开始损失，而P.O42.5硅酸盐水泥浆经时流动度继续增长，当掺量达到2.0%时，水泥浆经时流动度才开始损失，但是两种水泥浆经时损失都不大。 　　当水泥温度为20℃时，在高效减水剂各种掺量条件下，两种硅酸盐水泥浆都表现出较大的流动度，可知聚羧酸外加剂对两种水泥都具有较好的分散作用。当水泥温度为80℃时，同掺量的硅酸盐水泥浆的流动度出现大幅下降，掺量较小时，减小率达到最大值，为54.5%。试验结果表明当水泥温度升高时，聚羧酸外加剂对水泥颗粒的分散作用减弱，宏观上表现为水泥浆流动度大幅下降。 　　当水泥温度相同和聚羧酸外加剂掺量相同时，P.O42.5硅酸盐水泥能表现出比P.Ⅱ52.5硅酸盐水泥更高的流动度