基于普通混凝土高性能化的聚羧酸高效減水劑研究在普通水泥中摻入SPS—8P型聚羧酸高效減水劑及64％的礦粉和粉煤灰，配制出C30—C40的高流動性、強度穩(wěn)定發(fā)展的高性能混凝土，而成本同比下降4．4～10．5元／m3，并探討聚羧酸高效減水劑在C30～C40普通混凝土中應用的可行性。0引言聚羧酸高效減水劑的開發(fā)，使高性能混凝土技術在工程實踐中得以廣泛應用。北京電視中心、上海環(huán)球金融中心和蘇通大橋等工程先后將聚羧酸高效減水劑用于自密實免震搗混凝土、大體積混凝土和預制混凝土工藝[1]。此外，在東海大橋中，聚羧酸高效減水劑也取得了在海工耐腐蝕混凝土中應用的成功范例[2]。作為第3代高效減水劑的杰出代表，聚羧酸高效減水劑在混凝土應用中所具有的高減水率、高保坍性和體積穩(wěn)定性是前2代木質素磺酸鹽普通減水劑和萘系高效減水劑無法比擬的。由于其應用技術相對較高，大量的工程應用僅局限于對耐久性有較高要求的水利交通等重點工程。參考大量聚羧酸高效減水劑應用的文獻報道，均為坍落度經時損失、硬化混凝土強度及收縮性能、氯離子滲透性和通電量下降的復演性試驗，而對涉及這些高性能混凝土較為敏感的成本核算卻鮮有分析論證。對目前權重極大的以強度驗收為主導的預拌混凝土企業(yè)，卻無法承受以超出自身的生產成本來追求與其質量驗收無關的耐久性，這也是聚羧酸高效減水劑始終無法在以強度驗收占絕對地位的普通混凝土中推廣應用的主要原因，從混凝土的性價比考慮，一般認為只有C50以上的高強混凝土使用聚羧酸高效減水劑才有一定的優(yōu)勢，對常規(guī)的C30~C40普通混凝土，如何通過應用聚羧酸高效減水劑在有效控制成本的前提下實現(xiàn)普通混凝土的高性能化，這也是對聚羧酸高效減水劑應用技術瓶頸的一大突破。本文將對此作一定的嘗試，并探討聚羧酸高效減水劑在C30~C40普通混凝土中應用的可行性。1聚羧酸高效減水劑對水泥的適應性選擇在上海市場具有一定代表性，含固量20％左右且價格適中的3種聚羧酸高效減水劑，按GB／T8077—2000《混凝土外加劑勻質性試驗方法》檢測砂漿減水率，結果見表1。從表1可見，盡管3種聚羧酸鬲效減水劑的含固重基本接近，但在1．0％的相同摻量下，砂漿減水率差異懸殊，其中B廠產品的砂漿減水率高達28％，但其砂漿抗壓強度比甚至低于不摻外加劑的基準強度，且從試件表面和破型斷面可見大量氣泡。這是由于產品的引氣量未能進行有效控制，含氣量過高，導致強度的損失。文獻[3]中對國內外5種聚羧酸減水劑樣品在標準狀態(tài)下進行了含氣量測定，其最大值為7．2％，最小值為2．3％，如此大的含氣量波動，使其無法應用于一些重要的工程。對聚羧酸高效減水劑的使用，為消化外加劑的成本，必須大摻量使用粉煤灰和礦粉等輔助膠凝材料。如果使用的外加劑對此無法提供適宜的強度貢獻，再高的減水率也于事無補。所以，當聚羧酸高效減水劑復合大摻量粉煤灰和礦粉配制高性能混凝土時，必須同時依據減水率和抗壓強度比作為外加劑選型的重要判據。而同一品種的聚羧酸高效減水劑，對不同廠家的普通水泥，其減水率又顯現(xiàn)較大的差異，表明聚羧酸高效減水劑對水泥品種仍有明顯的適應性。據此，選擇了引氣量和減水率適中且抗壓強度較高的由上海申立建材有限公司生產的SPS～8P減水劑。該產品在生產控制中除規(guī)定了勻質性指標外，還增加了酸值和溴值檢測，保持了產品的穩(wěn)定性。表2列出了該高效減水劑的實測技術指標。2聚羧酸高效減水劑在普通混凝土中的應用2．1原材料的選擇本研究立足于普通混凝土中常用的原材料，如水泥采用常規(guī)的P·O42．5，同時基于大摻量使用粉煤灰和礦粉，水泥自身必須保證足夠的富?；钚砸约癝PS-8P對水泥的適應性試驗結果，確定選用江西亞東水泥公司生產的P·O42．5水泥，其實測的28d強度均大于54MPa。外摻料采用活性相對較高、需水量比較小的Ⅱ級高鈣粉煤灰，質量指標符合GBl596—2005中C類灰要求。礦粉為普通細度的S95級。中砂，細度模數2．3。5~25mm連續(xù)級碎石。2．2混凝土配比設計和性能鑒于目前上海市在普通商品混凝土中均采用了粉煤灰和礦粉的雙摻技術，且已超過了膠凝材料總量的40％，故聚羧酸高效減水劑在普通混凝土中的應用，其雙摻總量必須保持在50％以上，袋同時還應在兼棋顧混凝土和易曾性及強度穩(wěn)定洪性的前提下，示配制成本應有廟，一定幅度的安下降。依據用境水量最小化和心水泥減量化的踐高性能混凝土蘭設計原理晚，塔C30~C4凈0文高性能混凝土固的配比和坍落幼度性指標列于李表研3印。架由冠表槐3幕可見，以聚羧銳酸高效減水劑用占膠凝材料總綱量問1藝％的摻量，并垮復合總摻量喂達敞6脂4腐％的礦粉和高肚鈣灰，配制的匆高性能混凝土遷的粘聚性、和搞易性、保水性盡俱佳僚，濕1漫h禁坍落度經時損鵝失鴿為扯5-15m切m笨，且觸變性良付好，能滿足不閘同施工工藝要問求。同時，初勇始坍落度越大霸，經時損失越疏小。絞圖蘿1鴨為上述配比的醫(yī)強度發(fā)展曲線例。址拌饅從靜圖池1史可見，大摻量騙礦粉和高鈣灰猶在聚羧酸高效旺減水劑的激發(fā)盟下，混凝土強抽度發(fā)展的穩(wěn)定斧性較為理想：攏其撞中礙3河d演強度已達標準淺值疊的佩4渠7彈％麥~5抓5臟％，完全能滿詳足正常施工所俊需的合理早強電要求；而后期亮強度又能穩(wěn)步閥遞進搖，籍120殊d買強度根較殃28爽d扎強度由有亡4努0株％遍~4方7急％的增幅。衡酸駛由于大摻量使含用礦粉和高鈣不灰，與現(xiàn)行常專規(guī)工藝配制的柄同等級普通混尋凝土相比，高速性能化后的普禾通混凝土內部圣結構更為致密圖，其抗?jié)B透性橡在銜120k慧s盆／突m鍵3泛水泥用量下達得到極了詢P2村1曠以上，同時，兆抗化學侵蝕性壁和變形性能均繼明顯提高和改壞善，在先前的舅研究中已作了離充分的論述暈凹。而聚羧酸窮高效減水劑的嘆使用，更有利繼于減少混凝土寫的早期變形。敲由于聚羧酸高窩效減水劑降低叼表面張力的效隔果比其它外加社劑更為顯著，籮較小的吸附量圾就能產生很好咐的分散效果，葛使較多的表面完活性分子散布捆在混凝土液相南表面，延緩了燈混凝土的失水駛速率，而在混麗凝土干縮過蟻程中，又能減壩小毛細管腔的鴿應力集中田，偉所以用聚羧酸潛高效減水劑能乒明顯減小高性遞能混凝土早期溪的塑性收縮和悉自收縮。此外挺，聚羧酸高效武減水劑的分子篩結構中支鏈較溪多，表面張力影小，在混凝土浮中較易形敢成菊3勾％急—冰5假％的含氣量，象這對配制大摻膚量礦粉和高鈣繁灰混凝土是大莖有裨益的。適客量的引氣，能膝阻止由水川泥級—騰礦察粉扁—從高鈣灰組成的炎三元復合膠凝眨體系中不同的盆顆粒密度造成墳的沉降，提高齒混凝土的勻質逝性、和易性，欲減少泌水，進病而提高混凝土釋的抗?jié)B、抗凍勉性能。弓3別阿普通混凝土高烤性能化的成本冠分節(jié)析篇亂以目前常規(guī)的燙雙摻粉煤灰礦岔粉混凝土為基局準，其中減水沉率鋒1大3域％左右的泵送協(xié)劑摻量槐為傘1劍．塊2烤％，粉煤灰內嫂摻跡2其0途％，礦粉扯按箱3龜0母％的水泥取代時率，結合旺表雨3洞的配比，得居出誰C30-C4嗽0帆混凝土高性能利化后的成本同燙比下增降列4帆．奉4-1愧0柳．稼5羅元但／順m3墊(趟見守表蛙4凳)魂，并且經濟效乳益明顯。此外籠，環(huán)保型的聚多羧酸高效減水解劑的使用，使效外加劑占混凝律土配比成本的服比例淺由劈5讓％頸-聽6眾％上升身至慶1熱2銳％忠~1附4行％，但卻吸納修了占膠凝材料蘇總村量律6跡4搏％的粉煤灰、耐礦粉等工業(yè)廢害棄物，減少閥了壞4威0主％植-4套6敲％的水泥用量處，社會效益和領環(huán)保價值顯著幻。座4繳聚羧酸高性能盈混凝土的質量吼控制及應用查4沸．始1第最原材料質量控木制貸邊杰按目前外加劑窯標準的勻質性講檢驗方法，無橫法揭示聚羧酸雜高效減水劑的暴引氣量與其減悔水率的對應關晚系，但用戶對南聚羧酸高效減鑄水劑給混凝土優(yōu)帶來的含氣量杯與其減水率之倉間的因果關系篩應有所甄別并均加以重視。對協(xié)聚羧酸高效減盒水劑在型式檢陳驗中的混凝土燥抗壓強度比指杠標應定期檢驗沫確認，而對聚叉羧酸高性能混槐凝土的含氣量樣應作為和混凝央土坍落片度縣(筍擴展請度堅)刃同等重要的常變規(guī)指標控制，骨對無抗凍要求趙的，其值應不蔽超俊過殃4拐．機5杯％為宜。此外嗎，鑒于粉煤灰靈、礦粉的大摻芽量使用，對水披泥、礦粉及粉晨煤灰的活性應游嚴格控制。房4全．策2方姨大摻量高鈣灰口混凝土的安定助性控制永夜匠由于在配比中雹使用了摻量憂達蝴3蝶5逼％的高鈣灰，抄盡管求其剛28京d包的活性指數一判般大杯于桌8然0歐％，但必須從釀高鈣灰的應用韻技術上對高鈣弄灰混凝土的安牽定性加以控制母。由于上海市慣預拌混凝土使街用的高鈣灰均川為神木東勝煤怠與大同煤混燒戒所得盤的繳I抽I懂級灰央，揭f-Ca費O激一般不超單過敘5率％。但在配制昏中，采用趕以拾m站(舉礦椅粉施)排：折m吐(恰高鈣跟灰設)=撈0綿．胡8蜂：每1妹的配比，稀釋總了復合膠凝體曉系中羊的唉f-Ca送O國含量，盤使體系中債的誦f-Ca蛾O塘值控制句在提3敞％以下。礦粉乞與高鈣灰的復態(tài)合能使高鈣灰偏中勵的點f-Ca塘O賢加速水化，降轟低其膨脹性能鉛凹。在生產控斷制時，應以高筑性能化配比中困實際使用的水述泥化—橋礦逢粉益—河高鈣灰的質量舊比作安定性檢爺驗，確保膨脹詞值小婆于鹿5m完m排。葡4靠．棉3礎曬生產質量控制管和應用已怕開聚羧酸高效減熊水劑的摻量超亦出一定范圍時序，會產生嚴重處的泌水離析現(xiàn)伴象，因此，減抵水劑的計量精濱度要求較高，遇同時，為避免吃與其它萘系產斑品相混，還必名須配備單獨的站上料管路。為妥使聚羧酸高效列減水劑充分吸而附，并獲得較丑好的塑化和引捐氣效果，聚羧誓酸高性能混凝友土的攪拌時間旬應比其它品種辱的混凝土延蜘長租10敵s宵，本公司已將風上述工藝譜在攤C30~C4晨0陶的水下灌注樁家中取得了成功熔的應用?；炷仆涟韬臀锍鰪S韻坍落度控制盟在鴨200-21繼0m培m撥，含氣量系為扎3無．禁0暑％少-叮4籠．問0滑％，在夏季高五溫下，坍落度異幾乎無損失，效且無泌水離析醉現(xiàn)象，可灌性勞佳，工地試件榜強度均滿足設傅計要求。扇5盯雕結抵閣糖語撈燃紹聚羧酸高效減若水劑仍存在對駱水泥的適應性廈問題，對其在倘應用中產生的影引氣現(xiàn)象及由疊此帶來的減水送率，現(xiàn)行外加塑劑規(guī)范無法反維映，用戶應通爭過對混凝土拌拿和物含氣量的竟常規(guī)檢測加以牽控制候。奶SPS-8宜P足具有引氣、減填水適中，抗壓駝強度比高，適漏于配制大摻量妄礦粉和粉煤灰刷的普通混凝土錄。辟語表采用預拌混凝環(huán)土中常用的原久材料，以占膠踢凝材總天量窩6紗4籌％的礦粉和高雙鈣灰，僅峽用極120~14他0k碎g鎮(zhèn)／情m瓜3蒙P·O4蜂2息．天5宜的水泥用量，籍能分別配制史出告C30-C4還0府且流動性、強壽度穩(wěn)定性和耐甜久性俱佳的高窄性能混凝土，螺而配制成本同絮比下卡降勿4羅．違4~1桂0寇．投5啊元塑／傳m章3風，并取得了在遮水下