减水剂对混凝土性能的影响

(1)对新拌混凝土性能的影响

1)混合物的流动性。

普通减水剂对混凝土的塑化效果为木质素磺酸盐>多元醇>羟基羧酸盐。减水剂对混凝土的塑化效果由大到小依次为聚羧酸盐>氨基磺酸盐>脂肪族羟甲基磺酸盐>磺化三聚氰胺树脂、β-萘磺酸盐>磺化古马隆树脂>蒽油系。

大多数高效减水剂均有自己一个具有临界掺量,超过临界掺量,混凝土塑化作用效果可以不再需要增加,甚至会导致出现泌水、离析现象。临界掺量也称饱和点,随减水剂和水泥产品品种等因素的不同而不同。

2)引气性。某些减水剂可以在混凝土中引入空气,使混凝土的体积分数增加1% ー3% ,并通过引入气泡增加水泥浆体的体积,从而提高混凝土的塑化效果。但是,如果进气口过大,混凝土的强度将大大降低。因此,在使用减水剂时一定要注意其引气性。烷基聚氧乙烯醚和木素磺酸盐在普通破水剂中具有引气性。在混凝土中加入0.3% (水泥质量分数)的木钙,混凝土的含气量约为4% (体积分数)。聚羧酸盐、碳酸甲酯和蒽油磺酸盐是常用的高效减水剂,具有一定的引气性能。但是,萘磺酸盐、三胺树脂碳酸盐和氨基磷酸盐三种减水剂不会引起混凝土的引气。

普通减水剂对混凝土的引气性能为聚氧乙烯烷基醚>木质素碳酸酯>多元醇>羟基羧酸酯。各种高效减水剂对混凝土的引气性能大小顺序为甲酯>聚羧酸盐>蒽基磺酸盐>脂肪族羟甲基磺酸盐>古马隆树脂磺酸盐> β-萘磺酸盐、磺化三聚氰胺树脂>氨基磺酸酯。

3)凝结时间。普通传统减水剂对混凝土结构均有缓凝效果作用,使用一些普通采用减水剂能延缓混凝土的初、终凝时间。因此,在泵送混凝土施工中常与高效合成减水剂以及复合以控制研究混凝土的坍落度经时损失,在大体积影响混凝土中常用其控制工程混凝土的水化热。而各类高效应用减水剂在它们的最佳掺量范围内对混凝土的缓凝作用能力较弱,聚羧酸盐和氨基磺酸盐减水剂对水泥可以显示了缓凝作用,具有发展较好的保坍性能,但蒽基磺酸盐减水剂产品具有促凝作用。

常用高效减水剂对水泥的缓凝作用大小顺序为多元醇>羟基羧酸盐>木质素磺酸盐。

各种超级塑化剂的坍落度损失由快到慢依次为蒽、菲磺酸盐 > 甲基磺酸盐 > β-萘磺酸盐。磺化三聚氰胺树脂 > 磺化古玛隆树脂磺酸盐 > 脂肪族羟甲基磺酸盐 > 氨基磺酸盐 > 聚羧酸盐。

值得注意的是,以上排名意味着在各种减水剂的最佳掺量范围内,如果掺量增加,对水泥水化的抑制作用会增加。以萘磺酸高效减水剂为例,当掺量小于1%(质量分数,以固形物计)时,对水泥水化的抑制作用较弱,但当掺量大于1%时,可与矿物掺合料配合使用,在不使用缓凝剂的情况下,长期保持坍落度损失。

4)泌水性和离析性。在减少环境用水量的情况下,掺入减水剂的混凝土泌水量会显著影响减少。多数减水剂可以能够有效减少由于混凝土的泌水量和泌水速度。其根本主要原因是加入一些减水剂后,水泥浆体的稳定性以及提高,骨料颗粒的沉降发展速度明显减慢。但也存在有些减水剂会增大导致混凝土的泌水量,如羟基羧酸盐类,这类减水剂不适合用于贫混凝土。

当超级塑化剂含量过高时,混凝土泌水量增大,混凝土流动性提高,出现离析泌水现象。

具有引气功能的减水剂对抑制混凝土的离析和泌水具有良好的效果。

(2)对硬化导致混凝土结构性能的影响

1)混凝土强度。

减水剂对混凝土强度的影响可分为两种情况。一种情况是:在保持水泥用量和工作性能不变时,在混凝土中掺入减水剂可以起到早强、增强作用。例如,在与基准混凝土保持相同坍落度条件下,掺入水泥质量0.25%的木钙可以减少用水量10%(质量分数),混凝土28d强度提高15%~20%;掺入少量高效减水剂(水泥质量的0.5%~2.0%)可以使混凝土用水量减少18%~25%(质量分数),能够配制出高强混凝土和流态混凝土。另一种情况是:在保持水胶比不变,改善混凝土和易性或节约水泥的情况下,减水剂对混凝土的强度几乎没有影响。减水剂对混凝土的增强效果取决于其减水分散作用的大小,减水分散作用越强,其增强效果越显著。

2)干缩。干缩对混凝土发展具有一定负面因素影响。在有约束力存在的情况下,干缩会造成混凝土开裂,从而产生影响进行混凝土的使用管理功能,降低工程混凝土的耐久性,严重的会危及建筑物的结构信息安全。

影响混凝土收缩的因素是复杂的,如水泥组成、水泥用量、水胶比、配合比、养护条件等。减水剂对混凝土干缩的影响不同。这是由于使用了不同的减水剂造成的。使用减水剂降低混凝土用水量以提高混凝土强度或节约用水时,混凝土的干缩值小于未掺空白混凝土,混凝土的干缩值略高于或等于未掺空白混凝土的干缩值。

3)不渗透性。在混凝土中加入减水剂,由于其减水和分散作用,可以提高水泥的密实度和混凝土的抗渗性。而具有引气作用的减水剂,由于在混凝土中引入了大量的微气泡,堵塞了连接毛细孔的通道,使开放的孔变成了封闭的孔,因此可以进一步提高混凝土的抗渗性。

抗冻性能。混凝土抗冻性与水胶比及含气量进行密切结合相关。在混凝土中掺入减水剂产品可以通过降低工程混凝土的单位用水量,改善我国水泥孔结构。有些减水剂由于企业具有引气作用,会在混凝土中引入适量的气泡,因而能得到提高对于混凝土的抗冻性能。
 

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