缓凝剂葡萄糖磺酸酯在混凝土中的应用
2016-12-08李维宇李全堂
李维宇,李全堂
(中铁十二局集团第一工程有限公司,陕西 西安 710000)
缓凝剂葡萄糖磺酸酯在混凝土中的应用
李维宇,李全堂
(中铁十二局集团第一工程有限公司,陕西 西安 710000)
本文对比葡萄糖磺酸酯与葡萄糖酸钠两种缓凝剂对混凝土各项性能的影响。试验结果表明:掺加葡萄糖磺酸酯的混凝土塑性阶段缓凝,终凝后早期强度迅速上升,相较于葡萄糖酸钠,掺葡萄糖磺酸酯的混凝土早期和后期强度均提高10%以上;与葡萄糖酸钠相比,缓凝时间基本相同,但葡萄糖磺酸酯在混凝土中耐水化热产生的高温,保坍时间长;具有微乳化效能,可大幅提高混凝土的和易性(不泌水、不抓底);对砂石料适应性强,抗泥性好;具有抑菌能力,夏天高温时节不酸败变质,从而可持续保持混凝土外加剂的工作性能。
缓凝剂;混凝土;和易性;葡萄糖磺酸酯;葡萄糖酸钠
0 序言
在混凝土施工中,水泥的铝酸三钙含量和碱含量、粉煤灰的烧失量、砂石的含泥量、机制砂的石粉含量都会影响到聚羧酸系减水剂的减水保坍作用,使得混凝土的坍落度经时损失大,流动性变差,影响工程施工。目前常用的解决办法是通过增加减水剂的用量来提高水泥浆体初始流动度的经时保持能力,但会增加减水剂的生产成本和工程成本。有些人为图省事,施工中直接加水增加流动度,使水灰比增大,影响混凝土强度,造成工程质量隐患。因此,开发一种混凝土保坍助剂对解决聚羧酸系减水剂的保坍、抗泥问题具有较好的应用前景。
1 试验原材料及配合比
1.1 新建成昆铁路扩能工程大渡河特大桥深水 C30 桩基设计指标
(1)混凝土设计强度等级:C30,最大胶凝材料用量550kg/m3。
(2)混凝土材料组成:采用水泥、碎石、机制砂、河砂、粉煤灰、外加剂配制而成。
(3)环境作用等级:设计使用年限 100 年。T2(铁路耐久性限制:最大水胶比 0.50,最小胶凝材料用量 300kg/m3,矿物掺合料掺量≤30%)。
(4)坍落度控制:180~220mm。
1.2 试验用原材料
(1)减水剂:山西康特尔建材有限公司生产的聚羧酸系 KTPCA-S 减水剂;贵州凯襄建材有限公司生产的聚羧酸系KXSP-1 减水剂。
(2)保坍缓凝剂:石家庄市太和顺工贸公司生产的葡萄糖磺酸酯(简称葡酯);普通型缓凝剂:石家庄市聚格化工科技公司生产的葡萄糖酸钠(简称葡钠)。
(3)水泥:四川乐山市峨胜牌 P·O42.5 水泥。
(4)碎石:四川省峨边县胜峰生产的粒径为 5~26.5mm碎石。
(5)机制砂:四川省峨边县胜峰材料有限公司生产的细度模数为 3.0~3.2 机制砂;
(6)河砂:四川省峨边县山江材料有限公司生产的河砂,细度模数为 2.2~2.3。
(7)矿物掺合料 :四川成都博磊公司供应的 Ⅱ 级粉煤灰;
(8)水:自来水。
1.3 山西康特尔聚羧酸减水剂配方筛选(表 1)
表1 聚羧酸减水剂配方 g
1.4 检验配合比(表2)
表2 胶砂配合比 g
胶砂配合比流动度测定:将胶砂材料拌合 2 分钟后装入倒立的坍落度桶中,提起后 30s 后测胶砂扩展度,所得的扩展度除以 2 基本对应外加剂掺量为 1% 时的混凝土坍落度值。
1.5 聚羧酸外加剂胶砂试验初选结果(表3)试验分析:外加剂双掺葡钠葡酯与单掺葡萄糖酸钠的拌合物性能对比配方 3 坍落度损失小、流动性大、初终凝时间缓凝时间长,因此,将配方 3 做为外加剂的生产配方。
表3 水泥胶砂性能
1.6 C30 桩基混凝土配合比(表 4)
表4 混凝土配合比 kg/m3
C30 桩基混凝土拌合物性能:2016 年 9 月 23 日四川峨边,温度 25℃、湿度 70%,初始坍落度 210mm、扩展度450mm、含气量 2.5%,混凝土和易性好,容重 2480kg/m3,砂率 45%。1h 后坍落度 200mm、扩展度 465mm,混凝土和易性好,含气量 2.6%,容重 2480kg/m3。
试验分析:混凝土坍落度损失小,含气量变化小,混凝土流动性好、和易性好。
2 葡萄糖磺酸酯与葡萄糖酸钠的在混凝土拌合物中的各项性能对比结果
(1)贵州凯襄外加剂双掺葡钠葡酯与单掺葡萄糖酸钠的拌合物性能对比(25℃ 条件下)见表 5。
表5 工作性能对比
试验分析:贵州凯襄外加剂双掺葡钠 2.5% 葡酯 2.5%后,坍落度损失小,含气量稳定,达到铁路混凝土的拌合物性能要求。
(2)葡萄糖磺酸酯与葡萄糖酸钠在水泥中的掺量与凝结时间关系(25℃条件下),见表 6。
表6 凝结时间
试验分析:葡萄糖磺酸酯与葡萄糖酸钠在混凝土中的缓凝时间基本相同。
(3)葡萄糖磺酸酯与葡萄糖酸钠的混凝土泌水性验证见表 7。
表7 泌水性验证
试验分析:葡萄糖磺酸酯具有微乳化效果,减少了有害气泡,所产生的微小气泡持续时间较长,有利于提高混凝土的和易性。
(4)温度不敏感等的试验验证见表 8。
表8 对温度敏感性验证
试验分析:葡萄糖磺酸酯对温度不敏感,掺加本剂后在高温环境条件下对混凝土夏季施工可起到保障作用。
(5)对砂石料含泥量适应性的胶砂扩展度试验见表 9。
表9 胶砂扩展度
试验分析:葡萄糖磺酸酯对各种砂石料含泥量适应性优于葡萄糖酸钠。
(6)缓凝剂掺 2% 时,葡萄糖磺酸酯与葡萄糖酸钠的混凝土强度对比验证结果见表 10。
表10 混凝土强度对比
试验分析:掺葡萄糖磺酸酯的混凝土比掺葡萄糖酸钠的3d 和 28d 混凝土强度分别提高 14%、10%。混凝土在早期强度提高的前提下,后期强度并未出现强度倒缩的现象。
(7)掺葡萄糖磺酸酯与掺葡萄糖酸钠的外加剂防腐性能对比(25℃条件下)见表 11。
表 11 防腐性能
试验分析:掺葡萄糖磺酸酯的聚羧酸外加剂无酸败味,外加剂减水率保持不变。然而,掺葡萄糖酸钠的聚羧酸外加剂 3 天产生酸败味,缓凝时间未变,但混凝土流动度降低。因此,葡萄糖磺酸酯具有抑菌防腐功能,可长期保持混凝土外加剂的保坍缓凝效果。
3 小结
(1)双掺葡钠葡酯的外加剂配制的混凝土坍落度损失小、含气量变化小、混凝土流动性好;葡萄糖磺酸酯与葡萄糖酸钠在混凝土中的缓凝时间基本相同,协同性好。
(2)葡萄糖磺酸酯具有微乳化效果,减少了有害气泡,所产生的微小气泡持续时间较长,含气量稳定,有利于提高混凝土的和易性。
(3)葡萄糖磺酸酯对温度不敏感,在夏季的高温环境条件下对混凝土施工可起到保障作用。
(4)葡萄糖磺酸酯对各种砂石料含泥量适应性优于葡萄糖酸钠。
(5)掺葡萄糖磺酸酯比掺葡萄糖酸钠的 3d 和 28d 混凝土强度分别提高 10% 以上。
(6)掺葡萄糖磺酸酯的聚羧酸外加剂长期存放无酸败味,葡萄糖磺酸酯具有抑菌防腐功能保持外加剂的减水效果保持不变。
[1] 吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,2005.
[2] 葛兆明,余成行,等.混凝土外加剂[M].北京:化学工业出版社,2012: 118-127.
[通讯地址]山西省育红路 9 号(041000)
李维宇(1987—),男,助理工程师,毕业于辽宁工程技术大学,本科。