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    一種無(wú)堿液體速凝劑的合成及性能研究

    2010-06-21 14:00:24馬臨濤韓良滿
    商品混凝土 2010年8期
    關(guān)鍵詞:無(wú)堿速凝劑水泥砂漿

    馬臨濤,韓良滿

    (中國(guó)水利水電科學(xué)研究院,北京 100038)

    0 前言

    傳統(tǒng)速凝劑大多數(shù)是高堿性的粉狀物質(zhì),對(duì)混凝土的后期強(qiáng)度發(fā)展很不利,會(huì)發(fā)生大幅度強(qiáng)度降低,對(duì)施工人員也有一定的傷害,因此速凝劑的研究正朝著無(wú)堿(低堿)液態(tài)方向發(fā)展。國(guó)外已經(jīng)研究使用了無(wú)堿、液態(tài)速凝劑, 在工程中取得了很好的效果。開(kāi)發(fā)無(wú)堿液態(tài)混凝土速凝劑已成為我國(guó)速凝劑發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。但是我國(guó)目前沒(méi)有專門(mén)的液體速凝劑的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),JC477-2005是以粉末速凝劑為主,在參考粉末速凝劑的基礎(chǔ)上寫(xiě)的一種速凝劑的檢測(cè)方法,實(shí)踐證明,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)液體速凝劑檢測(cè)部分存在很大問(wèn)題[1]。

    1 原材料

    (1)合成原料:無(wú)機(jī)化工原料A,工業(yè)級(jí);無(wú)機(jī)化工原料B,工業(yè)級(jí);有機(jī)化工原料C,工業(yè)級(jí);有機(jī)化工原料D,工業(yè)級(jí);調(diào)節(jié)劑E,自制;溶劑:水。

    (2)檢測(cè)原料:基準(zhǔn)水泥,河南孟店水泥P·O42.5,河北奎山水泥P·O42.5,唐山皇苑水泥P·S 32.5,自治SK速凝劑,標(biāo)準(zhǔn)砂。

    2 試驗(yàn)方法

    2.1 合成路線

    將原料A、B、C、D以一定比例加入帶有溫度控制器、攪拌器的四口燒瓶,加水、邊攪拌邊加熱至80℃,保溫至原料全部溶解,降溫至0℃以下,加自制調(diào)節(jié)劑E,加水調(diào)節(jié)至40%濃度,得無(wú)色透明液體速凝劑,代號(hào)SK。

    2.2 檢測(cè)方法

    (1)摻速凝劑的水泥凝結(jié)時(shí)間和水泥砂漿強(qiáng)度:按照J(rèn)C 477―2005《噴射混凝土用速凝劑》;

    (2)未摻速凝劑的水泥砂漿強(qiáng)度:按照GB/T 17671―1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》;

    (3)水泥砂漿干縮試驗(yàn):按照J(rèn)C/T 603-2004《水泥砂漿干縮試驗(yàn)方法》。

    3 結(jié)果與討論

    3.1 SK速凝劑配方的確定

    SK速凝劑合成時(shí)先根據(jù)凝結(jié)時(shí)間是否符合JC477-2005二等品以上要求,淘汰了一部分合成樣品,然后對(duì)符合凝結(jié)時(shí)間要求的樣品做了1d抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和28d抗壓強(qiáng)度比、抗折強(qiáng)度,最終確定綜合性能最好的樣品,對(duì)其做較為全面的性能檢測(cè),以最終確定產(chǎn)品配方。

    圖1中SK-004、8、15~20由于合成樣品為懸濁液或者有沉淀,沒(méi)有做凝結(jié)時(shí)間檢測(cè)。SK-010、012等符合JC475-2005凝結(jié)時(shí)間一等品的要求。SK-002、005、009、011、013、014也達(dá)到或接近二等品凝結(jié)時(shí)間要求,進(jìn)一步做抗壓強(qiáng)度比和抗折強(qiáng)度檢測(cè),以確定產(chǎn)品配方。

    圖1 SK樣品凝結(jié)時(shí)間

    表1 SK系列速凝劑樣品抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度比

    由表1可知,符合一天抗壓強(qiáng)度大于7.0MPa,28d抗壓強(qiáng)度比大于70%的有SK-010和SK-012兩個(gè)樣品,由于SK-012 1d抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度明顯低于SK-010,所以確定SK-010及其改進(jìn)樣品為最佳研究方向。

    所得速凝劑主要物性特點(diǎn):產(chǎn)品無(wú)色透明,溶液呈現(xiàn)酸性,pH值3左右,密度為1.250~1.336g/cm3(和產(chǎn)品濃度有關(guān))、早期強(qiáng)度高,1d抗壓強(qiáng)度在摻量8%時(shí)可達(dá)20MPa,遠(yuǎn)高于JC477-2005一等品的要求。28d抗壓強(qiáng)度比達(dá)到或超過(guò)100%。該產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,工藝易于操作,生產(chǎn)投資小,產(chǎn)品長(zhǎng)期(6個(gè)月)保存保持穩(wěn)定,低溫下不結(jié)晶,無(wú)腐蝕,無(wú)刺激性,對(duì)水泥無(wú)不良影響。

    3.2 SK速凝劑與水泥的適應(yīng)性

    速凝劑和減水劑一樣,對(duì)水泥都有個(gè)適應(yīng)性的問(wèn)題,我們隨機(jī)的選了三種水泥:孟店水泥 P·O42.5;皇苑水泥P·S32.5;奎山水泥P·O42.5。另外加上基準(zhǔn)水泥。

    噴射混凝土使用水泥一般為普通硅酸鹽水泥P·O42.5及以上等級(jí),由表2可知,速凝劑SK對(duì)所選的三種P·O42.5水泥均有較好的適應(yīng)性,1d抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于JC477- 2005要求的7.0MPa的一等品的標(biāo)準(zhǔn),而28d抗壓強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度比遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)70%的要求,都說(shuō)明無(wú)堿速凝劑不但對(duì)后期強(qiáng)度沒(méi)有破壞,反而少量的提高了砂漿的后期強(qiáng)度;而對(duì)皇苑·S32.5水泥,由于強(qiáng)度等級(jí)較低,1d抗壓強(qiáng)度較低,28d抗壓強(qiáng)度比仍達(dá)到93.2%,說(shuō)明SK系列無(wú)堿速凝劑由于堿含量低對(duì)水泥及砂漿的后期強(qiáng)度基本沒(méi)有破壞,且具有較好的適應(yīng)性。

    表2 SK系列速凝劑在不同水泥上抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度比

    3.3 SK無(wú)堿液體速凝劑的干縮性能

    我們對(duì)上述三種水泥按照J(rèn)C/T 603-2004《水泥砂漿干縮試驗(yàn)方法》進(jìn)行了添加速凝劑的砂漿干縮試驗(yàn),得到結(jié)果見(jiàn)圖2。

    圖2 無(wú)堿液體速凝劑對(duì)砂漿干縮的影響

    由圖2可以看出,添加了速凝劑的砂漿的干縮量明顯增加,添加無(wú)堿速凝劑的砂漿干縮比不加速凝劑的砂漿干縮增加1.2~1.5倍,一般含堿或高堿速凝劑使砂漿干縮的增加量在1.5~2.0倍[2]。說(shuō)明無(wú)堿速凝劑對(duì)砂漿干縮影響比普通速凝劑要小些,但是在一些對(duì)干縮要求嚴(yán)格的工程中還是要和膨脹劑等減少收縮的外加劑配合使用。

    從前面試驗(yàn)結(jié)果可知,SK系列無(wú)堿液體速凝劑是一種對(duì)水泥適應(yīng)性廣、對(duì)混凝土干縮影響小、性能優(yōu)異的混凝土添加劑,可廣泛應(yīng)用于各種工程中。

    [1]李國(guó)新,楊秦莉,伍勇華等.淺談噴射混凝土用速凝劑JC477- 2005.標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)存在的問(wèn)題[J].混凝土,2006( 3):22~24.

    [2]曾文淵,黃煜鑌.速凝劑對(duì)噴射混凝土耐久性的不利影響淺析[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā), 2002(9):30~31.

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