混凝土减缩剂的开发及应用效果

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1、建国亚洲有限公司CHIENKUOASIA.LTD混凝土减缩剂的开发及应用效果韩建国1阎培渝21．韩建国，工程师，博士，北京清华大学土木工程系1000842．阎培渝，教授，博士，北京清华大学土木工程系1000841引言在常规的湿度条件(RH=100—40％)下，混凝土的收缩主要是由于失去其中的毛细管水时形成的凹液面导致的附加压力产生的。如在混凝土内毛细管水中，加入能降低气．液界面张力的表面活性物质，即可降低由凹液面所产生附加压力，达到降低混凝土收缩量的目的。最早出现的混凝土减缩剂(Shrinkage．reducingAdmixture，SRA)是1982年日本三洋化学工业公司和日立水泥公司

2、联合开发的，商品名为Tetraguard。1998年，美国的Grace公司开发了商品名为Eclipse的混凝土减缩剂，它们对混凝土性质的影响如表1所示[1,2]。表1几种减缩剂对混凝土性质的影响品牌水胶比凝结时间引气性新拌混凝土工作性抗压强度Tetraguard0.55-0.45稍微缓凝不引气不影响几乎不降低EclipseO．35稍微缓凝--稍有提高降低1988年富田六郎将减缩剂的主成分归纳为通式R10(AO)nR2。其中骨架A为碳原子数2～4的环氧基，或两种不同的环氧基以随机顺序重合；n为重复度，以整数表示，一般为2～5，10以上的大分子结构也具有减缩机能；R为H基、烷基、环烷基或苯基

3、[3]。可见，可用作混凝土减缩剂的化学物质多为具有特定结构的非离子型聚醚，它是一种气-液界面活性剂。用作减缩剂的活性剂的分子结构不同，其性质也不同。由表1可见，两家公司开发的产品具有不同的性质，第一种不降低抗压强度，而第二种则要降低抗压强度。在我国，尚无定型的混凝土减缩剂产品销售，也很难买到国外的产品。如同其它外加剂一样，各个生产厂家对其减缩剂的具体组分是保密的。因此，本文研究了非离子型界面活性剂的分子结构与性能之间的关系，开发了一种混凝土减缩剂，其主要组分为非离子型嵌段聚醚，并讨论了影响减缩剂作用效果的因素及减缩剂的实际作用效果。2影响混凝土减缩剂作用效果的因素减缩剂作为一种新型的化学

4、外加剂，其工作机理是在混凝土的自收缩和干燥收缩期间在毛细孔中形成的凹液面上富集，从而降低孔溶液的气．液界面张力，并最终达到减小毛细孔中的附加压力的目的。为了使得减缩剂大幅度降低混凝土的自收缩和干燥收缩量，同时适应混凝土高碱度的水化环境，在早期混凝土的水化进程中不断生成水化产物和水化热的情况下具有长功效和高稳定性，还要保证混凝土的强度不受到异常的影响。用作混凝土减缩剂的物质应具有如下性质：大幅度地降低气．液界面张力。对水泥的水化进程不产生异常影响。在高碱度溶液中具有高稳定性。在固相组分上不产生强烈的吸附。高温低挥发性。低引气性。建国亚洲有限公司CHIENKUOASIA.LTD图1影响减缩剂

5、作用效果的因素为了使得所制备的表面活性剂具有上述的性质，综合平衡各影响因素之间的关系(图1)，本文所开发的混凝土减缩剂的主要组分是一种非离子型的嵌段聚醚，分子量为3000，比重1．03，掺量为混凝土用水量的5．O％。3混凝土减缩剂的作用效果3．1SRA对减小水溶液表面张力的作用效果在室温25摄氏度的条件下，采用毛细上升法[4]测定了自来水和重量浓度为3．0％的减缩剂水溶液的表面张力(图2)。可见，掺入减缩剂后可大幅度降低气-液界面张力(降低53％)。图2减缩剂对水溶液表面张力的作用效果3．2SRA对水泥；争浆孔结构的影响建国亚洲有限公司CHIENKUOASIA.LTD图3空白样15天时的

6、断面照片图4掺入减缩剂试样15天时的断面照片本试验旨在考察减缩剂的引气性，对肉眼可分辨的孔(大于O．1mm)采用数码相机拍的方法予以观察，如图3和图4所示；对1Onm-0.1mm之间的孔用压汞法进行考察，如图5所示。可见，在水泥净浆中掺入5％减缩剂后，并没有对净浆原有的孔结构产生扰动。图5空白样和掺入减缩剂试样不同龄期的压汞试验结果3．3SRA对水泥净浆水化度的影响对不同龄期的水泥净浆试样在105—1050℃范围内进行灼烧，通过测定其失重百分数，即非蒸发水含量，可测定水泥净浆试样在不同龄期的水化度，如图6所示，试验结果表明，减缩剂对水泥净浆早期的水化进程几乎没有影响，只是在5天后，才显示

7、出促进水化的作用，这是由于减缩剂可减小水泥净浆的失水量，因而可维持体系内部的相对湿度，使得其水化程度较高的缘故。建国亚洲有限公司CHIENKUOASIA.LTD图6减缩剂对水泥净浆水化度的影响3．4SRA对混凝土凝结时间和强度的影响本试验旨在考察本文所开发的减缩剂对混凝土凝结时间和强度的影响。所用混凝土配合比如表2所示。由表3可见掺入减缩剂后混凝土的凝结时间稍有延长，但影响不大。由图7和图8可见，掺入减缩剂后，仅使混凝土的一天强度稍