添加聚羧酸減水劑混凝土的耐久性能試驗研究

1、研究與應(yīng)用添加聚羧酸減水劑混凝土的耐久性能試驗研究張大利1，王元1，陳蜀東1，康勇1，高頌凱2（1. 遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院，遼寧沈陽110005；2. 遼寧省園林綠化工程有限公司，遼寧沈陽110021）摘要本文針對添加聚羧酸減水劑混凝土的抗凍性和抗氯離子滲透性進行了試驗研究。試驗結(jié)果分析表明，聚羧酸減水劑在這兩種性能上較奈系減水劑有較大的提高。文獻標識碼A1前言混凝土耐久性是指混凝土在設(shè)計壽命周期內(nèi)，在進行正常維護下，保持適合于使用而不需要進行維修加固，即指混凝土在抵抗周圍環(huán)境中各種物理和化學(xué)因素作用下，仍能保持原有性能的能力?；炷凉こ痰哪途眯耘c工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功

2、能的能力，這一正常功能不僅僅包括結(jié)構(gòu)的安全性，而且更多地體現(xiàn)在適用性上。通常，混凝土耐久性主要包括抗凍性、抗?jié)B性、抗化學(xué)侵蝕性、抗鋼筋銹蝕能力和抗沖磨等性能。具有梳形分子結(jié)構(gòu)的聚羧酸系高效減水劑因其減水率高、保坍性能好、摻量低、無污染、緩凝時間適宜、成本低等優(yōu)異性能，適宜配制高強超高強混凝土、高流動性及自密實混凝土等優(yōu)勢已成為國內(nèi)外混凝土外加劑研究開發(fā)的熱點。本文針對添加聚羧酸減水劑的混凝土，選擇幾家減水劑對混凝土耐久性中的抗凍性和抗?jié)B性進行試驗研究。2.1試件制作本試驗采用截面為100mm 100mm 400mm 棱柱體試件。試塊成型1d 后拆模，放在混凝土標準養(yǎng)護室中養(yǎng)護?；炷猎嚰拷M三

3、個，在試驗過程中可連續(xù)使用，除制作凍融試件外，尚應(yīng)制備同樣形狀尺寸、中心埋有熱電偶的測溫試件，其抗凍性能高于凍融試件。2.2試驗步驟試塊在28d 齡期開始凍融試驗。凍融前4d 把試塊從標養(yǎng)室取出，做外觀檢查。然后放入溫度為1520水中浸泡（包括測溫試塊）。浸泡時，水面至少高出試塊頂面20mm 。浸泡4d 后取出試件，用濕布擦除表面水分，稱重，并測定動彈性模量初始值。然后，放入快速凍融試驗機內(nèi)進行試驗。每次凍融循環(huán)大約4h ，每隔50次循環(huán)測定一次重量（含外觀檢查）和動彈性模量，測完后立即將試件掉頭重新裝入試件盒內(nèi)，試件測量，稱重及外觀檢查應(yīng)盡量迅速以避免水分損失。試驗按照上述試驗步驟對D1#D

4、4#試塊進行了快速凍融試驗，凍融后彈性模量變化見表2，重量變化見表3。2.4試驗結(jié)果分析由以上兩表經(jīng)計算可以得出，對于50次凍融循環(huán)來說，四種編號混凝土都具有良好的動彈性模量保持率和較低的重量損失率。但隨著凍融次數(shù)增加，摻加萘系減水劑的混凝土，其動彈性模量保持率急劇下降，重量損失率顯著增加，動彈性模量保持率D1#由50次時的81.5%下降到150次的62.0%，D2#由50次時的90.4%下降到200次的60.7%，重量損失率分別由50次時的16%、8%增加到200次時的2.21%、1.21%；而摻加聚羧酸高效減水劑的兩種水灰比的混2混凝土抗凍性能試驗研究混凝土的抗凍性是指混凝土在飽水狀態(tài)下，

5、經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用，能保持強度和外觀性的能力。在寒冷地區(qū)，尤其是在接觸水又受凍的環(huán)境下的混凝土，要求具有較高的抗凍性能。混凝土凍融試驗法包括快凍法和慢凍法。所謂快法是指測定混凝土在水和負溫共同反復(fù)作用下的快速凍融來測定混凝土抗凍性能的一種方法。試驗通過測定混凝土重量損失及動彈性模量下降比率來判定混凝土抗凍等級及是否合格。本項試驗是借助快速凍融方法來檢驗摻加聚羧酸減水劑和萘系高效減水劑混凝土抗凍性。試驗選用北京耀華路業(yè)儀器有限公司生產(chǎn)的TDR-2型混凝土自動快速凍融試驗設(shè)備進行測試。收稿日期2009-12-2023 遼寧建材2010年第3期表1快速凍融試驗用配合比編號D1#D2#D3#D4#水

6、泥，C/kgm -3砂子，S/kgm -3石子，G/kgm -3水，W/kgm -3品種400400400400781744781744聚羧酸萘系減水劑200215175185W/C坍落度/mm表2凍融循環(huán)后混凝土動彈性模量變化項目D1#D2#D3#D4#0次凍融動彈性模量/GPa保持率/%-50次凍融動彈性模量/GPa100次凍融動彈性模量/GPa保持率/%150次凍融動彈性模量/GPa表3凍融循環(huán)后混凝土重量變化項目初始重量/kgD1#D2#D3#D4#15811350次凍融重量損失量/g67422310100次凍融150次凍融1248135172151194825200次凍融重量損失率/

7、%重量損失率/%重量損失量/g重量損失率/%重量損失量/g重量損失率/%重量損失量/g凝土，它們的動彈性模量保持率隨著凍融次數(shù)增多降低較慢，凍融200次后，依然能達到72%和80%，其重量損失增加幅度較萘系減水劑混凝土小?？梢姡瑩郊泳埕人釡p水劑的混凝土具有較好的抗凍性，同比條件下動彈性模量保持率提高10.9%35.0%，重量損失率減少到摻加萘系減水劑混凝土的450%以上。這主要是由于聚羧酸減水劑具有一定的引氣功能，使混凝土含氣量增加到4.0%7.0%，這樣引入混凝土中許多微小氣泡而增加了混凝土抗凍性。3混凝土抗氯離子滲透性試驗研究混凝土抗?jié)B性是指混凝土抵抗水、油等液體在壓力作用下滲透的性能?？?/p>

8、滲性對混凝土的耐久性起著重要的作用，因為抗?jié)B性控制著水分滲入的速率，這些水可能含有侵蝕性的化合物，同時控制混凝土受熱或受冷時水的移動。以美國庫侖電量法（ASTM C1202）為基礎(chǔ)的試驗方法是目前國內(nèi)外常用的一種測試混凝土滲透性的試驗方法，北美、歐洲及東南亞國家在設(shè)計或驗收混凝土?xí)r，規(guī)定用ASTM C1202測得的庫侖電量值在1000C 以下才為合格。本項研究就是采用該標準，使用北京耐爾公司生產(chǎn)的NEL-PER 型混凝土電通量測定儀對摻加聚羧酸減水劑和萘系減水劑的混凝土進行圖1滲透試驗原理示意對比試驗，探索兩種減水劑對混凝土氯離子抗?jié)B性的影響。3.1滲透性試驗原理試驗原理就是用50mm 厚，100mm 直徑的水飽和混凝土試件，兩端水槽所用溶液分別為3.0%N