改性萘系高效减水剂配制泵送剂的试验研究.docx

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改性萘系高效减水剂配制泵送剂的试验研究

改性萘系高效减水剂配制泵送剂的试验研究

摘要

在对高效减水剂复合研究的基础上，本文又对萘系高效减水剂复配泵送剂进行了大量的研究，在研究过程中通过不断调整泵送剂的配方即调整萘系高效减水剂，缓凝剂，引气剂的掺量，来寻求一种能够满足要求的泵送剂的最佳配方，它具有高效减水、缓凝、早强、大幅度提高混凝土的流动性能，增大混凝土拌合粘聚性，减少管道阻力等特点，适用于各种泵送混凝土。

本文还按照国家标准对配制的混凝土的各项指标进行了检测，结果各项指标都达到国家一级标准。

关键词:

萘系高效减水剂，改性萘系高效减水剂，泵送剂，泵送混凝土。

Abstract

Onthebasisofthecompositestudyofthesuperplasticizer，naphthalenesuperplasticizercomplexpumpingagentalotofresearchintheresearchprocessthroughcontinuousadjustmentofthepumpingformulationsadjustingNaphthaleneless-agent，retarders，airentrainingagentdosage，andtoseekapumpingofthebestformulatomeettherequirements，ithasahighwaterreducing，retarding，earlystrength，greatlyimprovetheflowpropertiesofconcreteincreasetheconcretemixcohesivenessandreducethepipingresistanceandothercharacteristics，suitableforpumpingconcrete.

Inaccordancewithnationalstandardsoftheindicatorsofthepreparationofconcretetodetecttheresultsoftheindicatorshavereachedthenationalstandard.

Keywords:

NaphthalenesuperplasticizerModifiedaminosuperplasticizerPumpingagentConcretePumping

目录

Keywords:

2

第一章绪论4

1.1前言4

1.2泵送剂的组成及其对混凝土性能的影响5

1.2.2泵送混凝土的特点6

第二章萘系高效减水剂的实验室研究与器材11

2.1萘系高效减水剂的合成工艺12

2.2试验原材料、设备及方案13

2.3试验方案14

2.3.2试验所用萘系高效减水剂合成配方15

2.3.3酸度测定方法15

2.5试验结果及讨论17

第三章改性萘系高效减水剂复合配置泵送剂实验研究21

3.1复配泵送剂的要点：

21

3.1.1正确选择外加剂品种21

3.1.2正确确定外加剂的掺量22

3.2泵送剂的复配与净浆流动度检测23

3.3结论：

29

第四章泵送剂混凝土性能检测30

4.1混凝土坍落度增加值的测定30

4.3混凝土坍落度保留值的测定31

4.4硬化混凝土抗压强度比测定32

第五章结论与展望33

参考文献：

34

致谢35

附录36

第一章绪论

1.1前言

自1979年常州市建筑材料供应公司建立第一家商品混凝土搅拌站以来，我国商品混凝土的发展已经历了31年。

在这31年的历程中，尤其值得称赞的是近10年。

2010年我国商品混凝土总量超过7亿m3，商品混凝土在混凝土总产量中所占比例超过了30％。

商品混凝土的发展极大地推动了混凝土的集中化生产供应、泵送施工技术，并保证了工程质量，提高了水泥的散装率，是建筑业节能降耗的重要环节之一。

商品混凝土运送到工地现场后，通常要通过压力泵送的方法浇注进入结构模具。

商品混凝土在泵的推动下沿着管道被输送和浇筑，它除了要满足设计规定的强度、耐久性和经济性等指标外，还必须满足运输过程中的流动性保持性，以及管道输送工艺对拌和物性能的特殊要求，也就是我们通常所说的可泵性。

而混凝土的可泵性和流动性既有联系，又有明显的区别。

为了能顺利地进行泵送，混凝土拌合物首先应具有良好的流动性，如一般要求坍落度必须大于12cm。

但流动性大的混凝土其可泵性并不一定好。

过大的流动性不仅对泵送没有好处，而且还会带来泌水、离析等质量问题，甚至使混凝土丧失可泵性，发生堵泵事故。

因此，在原材料选择和配合比设计方面要慎重考虑多重因素，以求配制出流动性保持性满足要求和可泵性良好的混凝土拌合物。

随着混凝土的商品化，泵送剂产品应运而生，成为混凝土材料必不可少的“伴侣”。

然而，据笔者统计，就是在混凝土外加剂应用技术已相当成熟的华东地区，每年因泵送剂的不合理应用而导致的百万元以上的工程损失竞超过40起，因采用不合格混凝土所浇注结构物的修复加固和拆除重建所额外耗费的金额高达100余亿元。

泵送剂的应用技术成为商品混凝土技术人员最难对付的问题之一。

在对高效减水剂复合研究的基础上，本文又对改性萘系高效减水剂配制泵送剂进行了大量的研究，在研究过程中通过不断调整泵送剂的配方即调整萘系高效减水剂，改性萘系高效减水剂，缓凝剂，引气剂的掺量，来寻求一种能够满足要求的泵送剂的最佳配方，它具有高效减水、缓凝、早强、大幅度提高混凝土的流动性能，增大混凝土拌合粘聚性，减少管道阻力等特点，适用于各种泵送混凝土。

1.2泵送剂的组成及其对混凝土性能的影响

1.2.1泵送剂的组成

泵送剂通常不是一种外加剂就能满足性能要求，而是要根据泵送剂的特点由不同的作用的外加剂复合而成。

其复配比例应根据不同的使用目的、不同的使用温度、不同的混凝土强度等级、不同的泵送工艺等条件来确定。

其主要由一下几种组分组成。

（1）减水剂

如木质素磺酸钙与木质素磺酸钠、萘系减水剂、三聚氰胺减水剂、聚羧酸系减水剂等，这些减水剂具有减水率高，能够配置高强、大坍落度、自流平泵送混凝土，但是这些减水剂如萘系、三聚氰胺减水剂坍落度损失较大，而聚羧酸系减水剂则属于低坍落度损失外加剂，而且减水效果更好，更适用于配制低水灰比的高性能混凝土，目前我国正在推广使用聚羧酸系外加剂，相信在不久的将来聚羧酸系减水剂必是泵送剂的最主要的成分。

（2）缓凝剂

由于萘系等高效减水剂坍落度损失大的原因，在泵送剂剂往往都要复配缓凝剂来解决这个问题。

用作缓凝剂的有羟基羧酸类物质、多羟基碳水化合物、木质素磺酸盐和糖类等。

目前我国使用较多的缓凝剂就是糖类缓凝剂，主要是葡萄糖酸钠，其缓凝效果好，在掺量适宜的条件下还有增加混凝土的强度的作用。

（3）引气剂

混凝土中具有适当含气量时，微小气泡可以起到滚珠效应改善混凝土的流动性，减小泵送阻力。

同时由于气泡的存在可以阻断混凝土中由于泌水形成的毛细管孔，进而降低泌水、离析，又可以提高抗渗、抗冻融性能。

不过国内的泵送剂中复合引气剂的还是比较少的，主要原因是由于引气剂的用量很难把握好，掺量过多时，会引起混凝土的强度大幅度的降低。

（4）保水剂

保水组分亦成增稠剂，其作用是增加混凝土聚合物的黏度，主要是纤维素类、聚丙烯酸类、聚乙烯醇类的水溶性高分子化合物。

其相对分子量都是比较的高，主要是能够提高粘度。

他们掺入水泥浆中，形成保护性胶体，对分散的水泥浆起稳定作用，同时增加了粘聚性。

由于泵送混凝土的施工工艺，要求混凝土一般是，离浇筑面有一定的高度，一般都有0.2～0.5m左右，而且浇筑物如果具有一定的高度，则混凝土下落的距离更大，就必须让混凝土具有很高的粘聚性。

1.2.2泵送混凝土的特点

混凝土在泵管内呈柱塞状向前流动，靠近管壁处有一层薄浆层，薄浆层的最外面是水膜层，里面是混凝土拌和物芯柱。

水膜层和薄浆层形成阻力很小的润滑层，混凝土拌和物芯柱悬浮在润滑层内以平均流速2～6m/s向前运动。

所以，要使混凝土能顺利泵送，必须能形成润滑层及泵送过程中混凝土芯柱始终保持粘聚状（即不离析）。

混凝土的可泵性以坍落度、坍落度保留值、保水性和粘聚性表示。

泵送剂提高了混凝土的内聚性和物料间润滑作用，降低了胀流，使混凝土泵送时不过度离析和泌水，因而可泵性更好。

矿物掺和料是泵送混凝土的一个重要组分，主要是粉煤灰和矿渣，不仅可以节约水泥降低成本，而且可以降低水泥的水化热，品质好的粉煤灰矿物掺和料还可以降低混凝土的用水量，由于粉煤灰中玻璃体含量比较高，在混凝土中起到滚珠效应，从而表现混凝土的流动性变好，更加利于泵送。

1.2.3对混凝土性能的影响

1对新拌混凝土性能的影响

（1）和易性

泵送剂的主要成分是减水剂，能够显著改善混凝土的和易性，尤其是对低水泥用量的贫混凝土，在不提高水泥用量的情况下大大提高拌和物流动性，使其满足泵送要求。

坍落度在12～25cm都是适宜泵送要求，坍落度过小吸入困难，无润滑层，摩擦阻力大，容易堵泵，泵送效率底。

坍落度过大，在泵送压力下弯头处容易产生离析而堵泵。

泵送剂在正确的掺量下能够提高混凝土坍落度8cm以上。

根据实际混凝土要求，制定适宜掺量，或根据厂家推荐掺量来用。

但是在使用之前一定要做与水泥的适应性试验，确保混凝土的正常泵送。

（2）保水性

混凝土的保水性一般是以泌水来表示，保水性好坏可以在做混凝土坍落度试验时看出来，保水性差的混凝土在坍落度筒提起后，有较多的水泥浆从底部淌出。

泌水率关系到泵送混凝土的匀质性和可泵性，泵送混凝土是在一定的泵压下由管道输送到浇筑现场，如果发生泌水，不但影响混凝土的质量而且会堵塞管道，造成堵泵，因此对泵送剂不但有常压泌水率要求，而且有压力作用下泌水率的要求。

在常压情况下泵送混凝土在坍落度（18±1）cm时的泌水率称为常压泌水率。

（3）粘聚性

混凝土的粘聚性在试验中尚无衡量指标，一般凭眼睛观察，粘聚性差的混凝土在试验时容易倒坍和离散，坍落度扩展后的混凝土样中心部分不能有骨料堆积，边缘部分不能有明显的浆体和游离水分离出来，粘聚性好的混凝土砂浆对石子的包裹性能也好，不会在混凝土泵送时出现混凝土泵把砂浆泵出去，而在泵车的进料斗中留下大部分的石子，从而产生堵泵的现象。

加入好的泵送剂可使混凝土的粘聚性提高。

砂率也使影响泵送混凝土粘聚性的主要因素之一，砂率较小容易离散，所以中底强度泵送混凝土的砂率往往在40%以上，高强混凝土的砂率在34%～38%之间。

（4）含气量

混凝土中具有一定量均匀的分布的无害小气泡，对混凝土的流动性具有很大的提高作用，因为微小的气泡能够减小混凝土内部摩擦，降低泵送阻力。

而且一定的引气量还可以降低混凝土的离析和泌水，对提高混凝土的耐久性也是有利的。

但是过高的含气量会使硬化的混凝土的强度下降很多，所以泵送剂一般的含气量都在2.5%～4%左右，不大于5.5%。

（5）凝结时间

泵送剂有一定的缓凝作用，特别是对初凝时间有一定的延缓。

这主要是由于泵送混凝土对坍落度的保留值有一定的要求，在运送到工地的过程中，不能坍落度损失过大，到工地后要能够顺利泵送。

在大体积混凝土工程时，泵送剂的加入还可以延缓混凝土的早期水化热，降低混凝土在强度很低时由于内外温差而产生的裂缝。

泵送混凝土要特别注意冬夏季凝结时间的改变。

在加入缓凝剂的时候一定要注意施工温度的改变。

冬季施工时，不少工程希望用泵送剂提高混凝土早期强度，冬季施工时还希望防止冻害，这些在泵送剂中栽掺入特定的组分是完全可以做到的，比如：

掺入早强剂，防冻剂等。

2对硬化混凝土的性能的影响

（1）强度

泵送混凝土中掺