木質素磺酸鹽減水劑對防止混凝土水泥顆粒分散的作用分析

岳燦 王芳

摘 ?????要：探究了木質素磺酸鹽減水劑對防止混凝土水泥顆粒分散的作用。制備木質素磺酸鹽減水劑與混凝土水泥顆粒樣本，在木質素磺酸鹽減水劑濃度為20%、40%與80%的情況下，對同樣尺寸、形狀與組成成分的混凝土水泥顆粒樣本的凝結時間進行記錄，并預測相應的分散時間。實驗結果：當木質素磺酸鹽減水劑濃度為20%、40%、80%時，混凝土水泥顆粒樣本的凝結時間為61±0.35、55±0.33、（46±0.46）min，分散時間為（5±0.56）、6±0.37、（8±0.26）a。實驗結論：隨著木質素磺酸鹽減水劑濃度的增高，防止混凝土水泥顆粒分散的作用越大。

關 ?鍵 ?詞：木質素磺酸鹽減水劑;混凝土水泥顆粒;凝結;分散;作用

中圖分類號：R272????????文獻標識碼：?A ??????文章編號： 1671-0460（2019）11-2529-04

Effect of Lignosulfonate Water Reducer on Preventing the

Dispersion of Concrete Cement Particles

YUE?Can， WANG?Fang

（Kaifeng City Construction Engineering Quality Inspection Station， Henan Kaifeng 470004，?China）

Abstract： To explore the effect of lignosulfonate water reducer on preventing the dispersion of concrete cement particles， lignosulfonate water reducer and concrete cement particle samples were prepared. When the concentration of lignosulfonate water reducer was 20%， 40% and 80%， the setting time of concrete cement particle samples with the same size， shape and composition was recorded， and the corresponding dispersion time of concrete cement particle samples was predicted. The results showed?that when the concentration of lignosulfonate water reducer was?20%， the setting time of concrete cement particle samples was?61±0.35 min and the dispersing time was 5±0.56 years; when the concentration of lignosulfonate water reducer was?40%， the setting time of concrete cement particle samples was?55±0.33 min and the dispersing time was?6±0.37 years; when the concentration of lignosulfonate water reducer was?80%，the setting time and dispersal time of concrete cement particle samples were 46±0.46 min and 8±0.26?years，respectively. Experimental conclusion： With the increase of the concentration of lignosulfonate water reducer， the effect of preventing the dispersion of concrete cement particles is greater.

Key words： Lignosulfonate water reducer; Concrete cement particles; Setting; Dispersion; Effect

混凝土水泥主要是由砂、石、水泥等用水混合結合成整體的工程復合材料的總稱，廣泛的應用于土木工程中?；炷了嘣趯嶋H生活中的應用較為廣泛，但是其具有分散的劣勢，因此，在施工的過程中，會采用木質素磺酸鹽減水劑對混凝土水泥進行處理，使得混凝土水泥的使用時間延長^[1]。

木質素磺酸鹽減水劑主要來源于制漿造紙廢液中，這種減水劑具有引氣性好、價格低廉與緩凝性強的優(yōu)勢，從環(huán)境、安全以及資源可持續(xù)化發(fā)展的角度來看，木質素磺酸鹽減水劑是一種具有廣泛應用前景的環(huán)保型產(chǎn)品。但是木質素磺酸鹽減水劑存在著減水率低、與水泥相容性差的缺陷，有時會引起混凝土水泥顆粒分散，對其使用范圍造成了一定的限制^[2]。經(jīng)過近幾年的化學改性后，木質素磺酸鹽減水劑的減水率得到了提高，可以極大程度的提升混凝土水泥的工作性能，但是其與水泥的相容性還是存在著較大的缺陷，會導致混凝土水泥發(fā)生異常凝結的情況，從而降低混凝土性能，施工困難，其使用范圍就會受到一定的限制。要想對木質素磺酸鹽減水劑的性能進行改善，首先必須對木質素磺酸鹽減水劑對防止混凝土水泥顆粒分散的作用進行相應的分析。木質素磺酸鹽減水劑對防止混凝土水泥顆粒分散的作用主要體現(xiàn)在混凝土水泥顆粒的凝結與水化兩個方面，因此，為了對木質素磺酸鹽減水劑現(xiàn)有的缺陷進行改善，設計實驗對木質素磺酸鹽減水劑對防止混凝土水泥顆粒分散的作用進行分析^[3]。

1 ?實驗部分

1.1 ?主要原料與試劑

木質素磺酸鈣（木鈣，CL），該物質主要由石硯紙業(yè)有限責任公司提供，來源于楊木酸性亞硫酸鹽法制漿廢液，該物質中含有較多的雜質，需要對其進行超濾，以此為基礎制造木質素磺酸鹽減水劑。

混凝土水泥主要由廣州市珠江水泥廠生產(chǎn)。混凝土水泥顆粒的主要化學成分如表1所示。

1.2 ?主要儀器

實驗過程中采用的儀器包括超濾機、標準磨、維卡儀、水泥凈漿攪拌機、水泥標準養(yǎng)護箱、真空干燥箱、掃描電鏡、電子天平、電熱鼓風橫溫干燥箱、離心分離機與恒溫振蕩器^[4]。

超濾機主要是由美國科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)。該設備主要是利用超濾膜對雜質進行濾除，是一種加壓膜分離技術，在一定的壓力下，可以對雜質進行完全的濾除，具有極好的濾除效果。

標準磨、維卡儀與水泥凈漿攪拌機由建筑材料儀器廠生產(chǎn)。

水泥標準養(yǎng)護箱由華南實驗儀器公司生產(chǎn)。

德國ME公司生產(chǎn)的Memmert真空干燥箱;

掃描電鏡是由德國蔡司公司生產(chǎn)。

電子天平由美國科學儀器有限公司生產(chǎn)。

電熱鼓風橫溫干燥箱由上海電熱設備有限公司制造。

由安亭科學技術儀器廠生產(chǎn)的TDL-40B離心分離機。

由奧華儀器有限公司生產(chǎn)的AHRO-S型號恒溫振蕩器。

1.3 ?實驗技術

首先要對木質素磺酸鹽減水劑與混凝土水泥樣本進行制備，為實驗做準備工作^[5]。采用木質素磺酸鈣對木質素磺酸鹽減水劑進行制備。采用超純水對木質素磺酸鈣進行溶解，形成適當濃度的溶液，采用超濾機將溶液進行分級，超濾機工作壓力為0.48 MPa，使用截留分子量為2 500的超濾膜，對溶液進行10 h的超濾，將A級分離出來，然后采用截留分子量為150的超濾膜，對溶液進行13 h超濾，將B級分離出來。將分離出來的各級別溶液進行濃縮、干燥與處理，得到木質素磺酸鹽，將其溶解于純水中，得到木質素磺酸鹽減水劑^[6]。

混凝土水泥樣本制備主要是將一定比列的熟料與水泥進行均勻混合，利用標準磨進行粉磨，制備出混凝土水泥樣本，其組成及細度如表2所示。

在實驗過程中，準備20%、40%、80%濃度的木質素磺酸鹽減水劑對混凝土水泥樣本，對相關指標進行記錄與比較，得到相應的實驗結果，對其進行整合與處理，得到相應的實驗結果。

1.4 ?檢測指標

混凝土水泥凝結后使用的時間很長，通?？梢赃_到5～8 a。若是對其混凝土水泥顆粒分散時間進行記錄，實驗時間較長，其中的影響因素也較多，無法得到準確的實驗結果。因此，在實驗過程中主要對混凝土水泥顆粒凝結時間進行記錄，通過特定的方法對其分散時間進行預測，以此指標來對木質素磺酸鹽減水劑對防止混凝土水泥顆粒分散的作用進行體現(xiàn)。

1.5 ?統(tǒng)計學處理

將檢測指標數(shù)據(jù)采用“平均數(shù)±標準差”，即以（x±s）形式對數(shù)據(jù)進行相應的表示，用SPSS18.0版統(tǒng)計分析軟件對檢測之間數(shù)據(jù)進行相應的統(tǒng)計與分析^[7]。通過獨立T檢驗同一時間的兩組數(shù)據(jù)，并進行相應的比較與分析，差異顯著性標準為P<0.05，當P<0.01時認為數(shù)據(jù)之間具有非常顯著性的差異。

2 ?實驗結果分析

采用20%、40%、80%濃度的木質素磺酸鹽減水劑分別對同樣尺寸、形狀與組成成分的混凝土水泥樣本進行實驗，對其檢測指標進行記錄，并預測相應的分散時間。

2.1 ?20%濃度木質素磺酸鹽減水劑對混凝土水泥的作用

當木質素磺酸鹽減水劑濃度為20%時，通過實驗得到混凝土水泥樣本的凝結過程如表3所示。

如表3所示，可以看出在木質素磺酸鹽減水劑濃度為20%時，混凝土水泥樣本的凝結時間為（61±0.35）min。在記錄的過程中，若凝結程度越來越低，表示混凝土水泥顆粒無法凝結，則對其實驗結果進行相應的剔除，以免對混凝土水泥顆粒分散時間預測結果產(chǎn)生不利的影響^[8]。

為了分析木質素磺酸鹽減水劑對防止混凝土水泥顆粒分散的作用，采用預測模型對混凝土水泥顆粒分散時間進行相應的預測。為了可以準確的對混凝土水泥顆粒分散時間進行預測，對相關文獻進行查詢，發(fā)現(xiàn)目前使用較為廣泛的預測模型為線性預測模型，其表達式為

（1）

其中：y—混凝土水泥顆粒分散時間;

a?—是預測因子;

x?—混凝土水泥顆粒凝結時間;

?—混凝土水泥顆粒凝結平均時間;

?—參數(shù)。

經(jīng)過計算得到木質素磺酸鹽減水劑濃度為20%時，混凝土水泥顆粒分散時間為（5±0.56）a。

2.2 ?40%濃度木質素磺酸鹽減水劑對混凝土水泥的作用

當木質素磺酸鹽減水劑濃度為40%時，通過實驗得到混凝土水泥樣本的凝結過程如表4所示。

如表4所示，可以看出在木質素磺酸鹽減水劑濃度為40%時，混凝土水泥樣本的凝結時間為（55±0.33）min。在記錄的過程中，若凝結程度越來越低，表示混凝土水泥顆粒無法凝結，則對其實驗結果進行相應的剔除，以免對混凝土水泥顆粒分散時間預測結果產(chǎn)生不利的影響^[9]。

通過公式（1）對混凝土水泥顆粒分散時間進行預測，得到木質素磺酸鹽減水劑濃度為40%時，混凝土水泥顆粒分散時間為（6±0.37）a。

2.3 ?80%濃度木質素磺酸鹽減水劑對混凝土水泥的作用

當木質素磺酸鹽減水劑濃度為80%時，通過實驗得到混凝土水泥樣本的凝結過程如表5所示。

如表5所示，可以看出在木質素磺酸鹽減水劑濃度為80%時，混凝土水泥樣本的凝結時間為（46±0.46?min）^[10]。在記錄的過程中，若凝結程度越來越低，表示混凝土水泥顆粒無法凝結，則對其實驗結果進行相應的剔除，以免對混凝土水泥顆粒分散時間預測結果產(chǎn)生不利的影響。

通過公式（1）對混凝土水泥顆粒分散時間進行預測，得到木質素磺酸鹽減水劑濃度為80%時，混凝土水泥顆粒分散時間為（8±0.26）a。

2.4 ?實驗結論

將實驗結果進行整合，得到混凝土水泥顆粒凝結時間與分散時間實驗對比情況如圖1所示。

如圖1所示，隨著木質素磺酸鹽減水劑濃度的增加，混凝土水泥顆粒凝結時間逐漸減小，分散時間逐漸增加。

可以看出，隨著木質素磺酸鹽減水劑濃度的增加，混凝土水泥顆粒凝結的速度越快，分散時間越長，則說明木質素磺酸鹽減水劑濃度越高，防止混凝土水泥顆粒分散的作用越大。

3 ?結束語

采用20%、40%、80%濃度的木質素磺酸鹽減水劑對混凝土水泥顆粒樣本進行實驗，得到相應的凝結時間與分散時間。木質素磺酸鹽減水劑濃度越高，防止混凝土水泥顆粒分散的作用越大。實驗過程中，由于樣本數(shù)量過小，可能會對實驗結果產(chǎn)生一定的影響，但是不會影響結果的大趨勢因此，要想得到更加精準的實驗結果，需要對木質素磺酸鹽減水劑缺陷進行相應的改善，同時進行嚴謹?shù)膶嶒炁c分析。

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