当前,随着我国经济的飞跃和大型工程的建设,大体积、高泵程混凝土的施工越来越多地摆在我们面前。混凝土的商品化则对掺高效减水剂混凝土的流动性保持性提出了更高要求。深入了解各种高效减水剂的品种、特性和适宜应用领域,有助于我们在实际工程中正确选择,有助于使这些产品更好地服务于混凝土工程实践,产生最佳的经济和社会效益。
1.3研究意义
随着国家对基础设施和住宅建设投资力度的加大,对混凝土的需求和性能要求逐年上升。同样对具有高减水率和高缓凝保坍性能的高性能减水剂的需求也不断增大,因此,从分子设计的角度研究单环芳烃型高性能减水剂和聚羧酸系高效减水剂。从高性能减水剂的合成结构与性能的关系,作用机理等方面进行深入系统的研究,开发出具有更高减水能力及更高缓凝保坍性能的减水剂,以满足配制高性能混凝土的需要,无疑对我国的经济和社会发展具有重要的意义[1]。
2 混凝土减水剂应用的现状
2.1混凝土减水剂概述
减水剂是混凝土外加剂中应用最广泛、效果最显著的一种掺拌材料,它的主要作用是改善混凝土拌和物的流变性能。在混凝土中添加减水剂,能够减少用水量,提高混凝土强度,增大混凝土的流变性,同时还能节约水泥用量。
2.1.1减水剂的发展历史
减水剂是目前研究和使用最广泛的一种混凝土外加剂 。外加剂已成为混凝土除水泥、砂、石以外的第五种组成部分[2]。减水剂属改善混凝土拌和物流变性能的外加剂之一 ,减水剂是在混凝土坍落度基本相同和不影响和易性条件下 ,具有减水、提高温度效果的外加剂;也有增大混合物的流变性或节约水泥用量的作用。在工程中使用减水剂的主要目的是减少混凝土用水量 ,降低水灰比 ,节约单方水泥用量 ,并改善其和易性[3] 。
高效减水剂是一种能显著改善混凝土和易性和显著减少其拌和水量的一种化学外加剂 ,是新型建材支柱产业的重要产品之一。高效减水剂不但大大提高了高强混凝土的力学性能 ,而且提供了简便易行的施工工艺[4]。19世纪法国出现钢筋混凝土 ,实现了混凝土技术的第一次飞跃。1928 年法国 E. Freyssint 发明的预应力混凝土技术 ,实现了混凝土技术的第二次飞跃,各种高性能减水剂的问世是对混凝土技术的又一次重大突破[5]。可以说高效减水剂的应用已成为混凝土技术发展的一个重要里程碑[6]。
近代混凝土减水剂的发展已有60多年的历史[7]。20世纪30年代初[8],美国、英国、日本等已经在公路、隧道、地下工程中使用木质素磺酸盐类减水剂。到60年代,混凝土减水剂得到了较快发展。1962年,日本的服部健一等将萘磺酸甲醛高缩合物用作减水剂[9]。几乎在同时,前德意志联邦共和国研制成功了三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物减水剂。另外,同时出现的还有多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物减水剂[10]。
目前国外对萘系、三聚氰胺系等高效减水剂的研究和应用已日趋完善,不少科研机构已开始转向对聚羧酸盐系高性能减水剂的开发与研究。90年代,日本在该领域投人了大量的人力与资源,并获得了成功,开发出了一系列性能较为优异的聚羧酸盐系减水剂。1995年以后,聚羧酸盐系减水剂在日本的使用量超过了萘系减水剂。毕业论文
http://www.751com.cn/聚羧酸盐系高效减水剂是直接用有机化工原料通过接酯共聚反应合成的高分子表面活性剂,它不仅能吸附在水泥颗粒表面上,使水泥颗粒表面带电而互相排斥,而且还因具有支链的位阻作用,从而对水泥分散的作用更强、更持久.因此,聚羧酸盐系减水剂被认为是目前最高效的新一代减水剂。
2.1.2减水剂的分类
减水剂的分类:目前主要有普通减水剂和高效减水剂
普通减水剂:又称塑化剂 ,要求减水率 ≥5 % ,龄期 3— 7d 的混凝土的压缩强度提高 10 % ,28d强度提高 5 %以上。普通减水剂主要有这几类:木质素磺酸盐及其衍生物;高级多元醇 —糖蜜;羟基酸及其盐。
高效减水剂:又称超塑化剂 ,能大幅度减少用水量和提高新拌混凝土的和易性。要求(GB8076 - 87 “混凝土外加剂” ) 减水率 ≥10 % ,龄期 1Dr 混凝土强度提高 30 %以上 ,3d强度提高25 %以上 ,7d强度提高 20 %以上 ,28d强度提高15 %以上[11]。高效减水剂主要有这几种[8]: 萘磺酸甲醛缩合物减水剂;三聚氰胺系减水剂;氨基磺酸盐减水剂;羧酸盐接枝共聚物减水剂;脂肪酸系减水剂;聚苯乙烯磺酸盐减水剂。
按功能分类:
(1)按塑化效果分类:分为普通减水剂(减水率在5%以上)和高效减水剂(减水率在12%以上)。
(2)按引气量分类:分为引气减水剂(含气量3.5—5.5%)和非引气减水剂(含气量<3%,一般在2%左右)。
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