聚羧酸系减水剂减水率的影响因素试验研究

杨　鑫， 秦士洪

(重庆大学土木工程学院， 重庆 400045)



聚羧酸系减水剂减水率的影响因素试验研究

杨鑫， 秦士洪

(重庆大学土木工程学院， 重庆 400045)

【摘要】为探知混凝土配合比、减水剂以及水泥品种对聚羧酸系减水剂的减水率影响，以混凝土减水率、坍落度为指标，通过配合比对比试验进行了研究分析。结果表明，减水剂的减水效果受减水剂品种的影响，同时减水剂的减水效果随水灰比的增加而降低，最后当水灰比相同时，同种减水剂的减水效果依赖于减水剂与水泥品种之间的适应性。

【关键词】混凝土;外加剂；减水效果；配合比;试验

聚羧酸系高性能减水剂是重要的混凝土外加剂，是新型建筑材料产业的重要产品。减水剂不仅大大改善了混凝土的施工性能，而且提高了混凝土的强度和耐久性能。它具有掺量少、减水率高、坍落度损失小等优良性能[1]。日本是研究和应用聚羧酸减水剂中最早、最多也是最成功的国家，日本早在1981年就研制成功了聚羧酸系减水剂[2]。国内对聚羧酸系减水剂产品的研究起步较晚，由于近年来对聚羧酸减水剂应用的不断扩大，其研究远不能满足高性能混凝土发展的需要。为了更好地在工程中使用聚羧酸系减水剂，保证混凝土在施工中的质量，有必要研究和分析混凝土配合比、水泥种类对聚羧酸系减水剂减水率的影响，同时对比中、日两国聚羧酸减水剂的性能，为提高我国的聚羧酸减水剂的应用和研究提供依据。

影响减水剂减水率的因素比较多，主要有混凝土配合比、减水剂种类、减水剂掺量和混凝土种类等[3]。国内现有对减水剂的研究主要针对减水剂种类，减水剂掺量等因素对减水剂减水率的影响[4-6]。本文以混凝土配合比、水泥种类以及减水剂种类等多种因素对减水剂减水率的影响为研究目的，通过配合比对比试验探讨影响减水率的主要原因。

1试验方案

1.1原材料

混凝土的主要成分及性能见表1。

表1　混凝土试验材料及性能

试验所用聚羧酸系高性能减水剂有多种，其中PCT型减水剂是从日本进口的新型减水剂，PCC型减水剂是国内市场销量较大的减水剂，它们的主要性能见表2。

表2　试验用减水剂的主要性能

1.2试验方法

为了探讨混凝土配合比以及减水剂种类对减水剂性能的影响，本试验主要采用了对比研究的方法。固定水泥和石子的用量，改变水灰比以及减水剂种类，定量地反映出混凝土配合比以及减水剂种类对减水率的影响。试验配合比见表3。

为了研究水泥种类对减水剂减水率的影响，采用控制混凝土配合比，改变水泥种类的方法，分析水泥材料的改变对混凝土坍落度的影响。试验配合比见表4。

根据各组试验的配合比配制混凝土，按照相关规范要求进行搅拌，测定各组混凝土的坍落度和减水率。

2试验结果与分析

2.1混凝土配合比影响

将试验结果进行分析与统计得到表5。为了更直观地反应试验结果，在此将表5的数据分别绘制柱状图，得到各组别对应的减水率、坍落度和含气量见图1～图3。

表3　混凝土试验配合比

表4　改变水泥种类的试验配合比

表5　改变混凝土配合比的试验结果

图1　各组混凝土的减水率

通过对表5和图1进行分析得出水灰比的改变与减水剂的减水率有着明显的相关性。随着水灰比的增加，同种减水剂的减水率明显降低。

图2　各组混凝土的坍落度

由表5和图2可以看出，掺入减水剂的混凝土坍落度明显大于未掺入减水剂的混凝土。其中，掺入PCT-1，PCC-1和PCC-3型减水剂的混凝土，随着水灰比的增加，混凝土的坍落度有增加的趋势。掺入PCT-3型减水剂的混凝土，随着水灰比的增加混凝土的坍落度减少。

由表5和图3可以看出，掺入减水剂的混凝土含气量明显增加且保持在合理的含气量范围内，混凝土具有更好的工作性能。同时从图中也可以看出水灰比与含气量呈负相关，即水灰比低的含气量高。

分别对比2，5，8，10组和1，4，7，9组的坍落度可知，当混凝土配合比相同时减水剂品种对混凝土的坍落度有着明显的影响，其中掺日系减水剂的混凝土坍落度低于掺国产减水剂的坍落度，而减水剂品种对含气量的影响并无明显差别。

图3　各组的含气量

2.2水泥种类影响

将改变水泥品种的试验结果统计分析得到表6，并将表6直观地用柱状图表示,得到图4。

表6　不同水泥品种的坍落度

图4　不同水泥材料的坍落度

对比JD1与SS1、JD2与SS2、JD3与SS3、可以看出，减水剂品种相同时，水泥品种对混凝土坍落度的影响较大，故水泥品种也是影响坍落度的主要因素之一。试验表明，山水水泥的坍落度明显大于冀东水泥的坍落度。

3结论

试验结果及分析表明，混凝土的配合比、减水剂的种类和水泥的品种是影响减水剂减水率的主要因素。

减水剂的减水效果随水灰比的改变呈单调变化，至于正相关或是负相关取决于减水剂的种类。

其他材料成分相同时，减水剂种类对坍落度的影响较大。日系减水剂的坍落度小于国产减水剂，至于在广泛程度上是否有相同的差别有待于更多的试验。

不同的水泥品种也是影响减水剂减水效果的主要因素。不同减水剂对不同的材料有着适应性上的差别，主要是由于每种材料组份的不同造成的。今后在对减水剂减水率进行评价时，材料的适应性应该充分重视。

参考文献

[1]吕素军. 聚羧酸系高性能减水剂在混凝土中的应用探讨[J]. 现代装饰理论，2011(6):167.

[2]孔祥明，曹恩祥，侯珊珊. 聚羧酸减水剂的研究进展[J]. 混凝土世界，2010(11):2.

[3]周云. 减水剂对混凝土性能影响的试验研究[J]. 混凝土，2011(11):86-88.

[4]张玲. 聚羧酸高效减水剂的试验研究[J]. 安阳大学学报，2004(4):12-15.

[5]朱圣敏，简宜端. 浅谈聚羧酸类高效减水剂与水泥胶凝材料适应性[J]. 商品混凝土，2007(2):26-28.

[6]杨广军，李建梁. 浅析聚羧酸高性能减水剂在混凝土中的应用[J]. 建筑与工程，2011(17):332.

【文献标志码】B

【中图分类号】TU502; TU528.024+.2

[作者简介]杨鑫(1992～)，男，硕士研究生，主要从事砌体及预应力混凝土研究。

[定稿日期]2015-09-18