木質(zhì)素磺酸鈣減水劑對混凝土強(qiáng)度的影響

王慶彥 王建林 馬藝斌

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

木質(zhì)素磺酸鈣減水劑是陰離子型高分子表面活性劑，能使界面上的分子性質(zhì)和相間分子相互作用特性發(fā)生較大變化，摻入水泥漿中，離解成大分子陰離子和金屬陽離子Ca2+，呈現(xiàn)較強(qiáng)的表面活性的大分子陰離子吸附在水泥粒子的表面上，使水泥粒子帶負(fù)電荷，由于相同電荷相互排斥使水泥粒子分散。具有親水性，吸附層在水泥粒子周圍的溶劑化的膜也能阻礙水泥凝聚，游離水增多，使水泥漿的流動性提高。其能降低氣液表面張力，有一定的引氣性，微氣泡的滾動和浮托能改善水泥漿和易性。除了含有糖之外，本身的分子中含有緩凝基團(tuán)羥基和醚鍵，有緩凝作用。

1 混凝土實驗

1.1 實驗原理

在實驗中依照實驗原理設(shè)置兩組實驗。一組為未加入木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的混凝土試壓塊作為對照實驗的對照物，另一組為加入了木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的混凝土試壓塊。變量為木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的使用量。同時也使用了其他三種高效減水劑作為對木質(zhì)素磺酸鈣減水劑作為對比，分別是聚羧酸高效減水劑、萘磺酸鹽減水劑、粉末聚羧酸酯。

1.2 實驗設(shè)計

設(shè)計空白對照試壓塊36 塊，規(guī)格100m×100mm。加入減水劑有：木質(zhì)磺酸素減水、密胺系減水劑（1.0%）、萘磺酸鹽減水劑（1.5%）、粉末聚羧酸酯（2.3%）四種減水劑，分別制作了不同減水劑種類，不同減水劑摻加量的試壓塊，規(guī)格100m×100mm。包括空白對照所需的36塊試壓塊共計制作了81塊試壓塊。

所用粗石為機(jī)械碎石，且最大直徑為20mm?？瞻讓嶒炈杌炷恋呐浜媳?，水：灰：砂：石=175:348:425:1120。

根據(jù)所得出的配合比制作40L的C30混凝土，得出坍落度為9cm。共計6 組36 塊試壓塊，規(guī)格100m×100mm，水泥為祁連山牌P.O42.5，碎石最大直徑為20mm。最后將36塊試壓塊置于實驗室混凝土養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

對養(yǎng)護(hù)了7d的試壓塊取出，在TYE-2000B壓力試驗機(jī)中進(jìn)了抗壓強(qiáng)度的測試，得出如圖1所示的強(qiáng)度分布。

圖1 空白試壓塊強(qiáng)度分布

由圖1可知，已經(jīng)養(yǎng)護(hù)了7d的34個（2個試壓塊按照實驗原則要求已經(jīng)去除）試壓塊的抗壓強(qiáng)度分布相對均勻，且其平均值為257.02KN，即25.702MPa?？瞻自噳簤K抗壓強(qiáng)度均符合C30混凝土7d抗壓強(qiáng)度要求。

1.3 摻加木質(zhì)素磺酸鈣減水劑試壓塊

設(shè)計三組共計27個試壓塊。分別是，一組摻入有0.1%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的9個試壓塊，一組是摻入有0.2%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的9個試壓塊，一組摻入有三種減水劑，聚羧酸減水劑摻入1.0%、某高效減水劑摻入1.5%、某高效減水劑摻入2.3%，各三塊，作為對木質(zhì)素磺酸鈣減水劑試壓塊的對照組。脫模完成后以及養(yǎng)護(hù)了3d后對摻加有減水劑的試壓塊在TYE-2000B壓力試驗機(jī)上進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度測試，其結(jié)果如下列圖表。

由圖2和圖3可知，摻加了0.1%的木質(zhì)磺酸鈣減水劑在3d的抗壓強(qiáng)度可以與沒有加入減水劑的7d試壓塊強(qiáng)度相當(dāng)，摻加了0.2%的木質(zhì)素磺酸鈣減水劑3d的試壓塊抗壓強(qiáng)度僅僅比加入0.1%的低了2.58%。在混凝土早期強(qiáng)度方面同樣對混凝土試壓體具有早強(qiáng)影響。

對加入了0.5%、1%、2%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的3d試壓體在TYE-2000B壓力測試機(jī)上進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度測試具體抗壓強(qiáng)度值見表3。

表1 木質(zhì)素磺酸鈣減水劑摻加量為0.1%（單位：KN）

圖2 摻加0.1%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑抗壓強(qiáng)度分布

表2 木質(zhì)素磺酸鈣減水劑摻量為0.2%（單位：KN）

圖3 摻加0.2%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑抗壓強(qiáng)度分布

表3 抗壓強(qiáng)度測試具體抗壓強(qiáng)度值（單位：KN）

在摻加了木質(zhì)素磺酸鈣減水劑有0.5%～2%的不同試壓體中數(shù)值較為穩(wěn)定，3種摻加量的9個試壓體，其摻加了1%木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的抗壓強(qiáng)度最高，均值為262.8KN，即26.28MPa。

與加入木質(zhì)素磺酸鈣減水劑做對照的其他三種高效減水劑對此次抗壓強(qiáng)度影響較大，主要是某高效減水劑對3d試壓體的早期強(qiáng)度影響最大，其中摻加某高效減水劑的試壓體的抗壓強(qiáng)度值高達(dá)334.4KN，即33.44MPa，是同規(guī)格同期同配合比摻入木質(zhì)素磺酸鈣減水劑試壓塊最高值的118.5%。但未知后期強(qiáng)度是否有下降及其他性能是否有提高或能否一直保持不變。

實驗中統(tǒng)計的出其抗壓強(qiáng)度為26.2MPa，比空白試壓體7d，25.702MPa高出0.498MPa。而高出的0.498MPa為3d的抗壓強(qiáng)度，但就抗壓強(qiáng)度，加入減水劑的試壓體的確對未加入減水劑的試壓體要高很多，整體加入減水劑的7d抗壓強(qiáng)度高于空白試壓體44.2MPa。

圖4 全部81個試壓體抗壓強(qiáng)度分布

2 結(jié)果分析

木質(zhì)素磺酸鈣減水劑對混凝土強(qiáng)度的影響存在，特別是對其早期強(qiáng)度影響較大，由實驗可知摻加有木質(zhì)素磺酸鈣減水劑的3d抗壓強(qiáng)度是不加減水劑空白混凝土試壓體抗壓強(qiáng)度的118.5%。在同配合比同期同規(guī)格試壓體抗壓強(qiáng)度分布中，是不加減水劑空白試壓體抗壓強(qiáng)度的144.2%。

在混凝土減水劑中，本實驗所用的其他三種高效減水劑的減水效率遠(yuǎn)高于木質(zhì)素磺酸鈣減水劑，同時對混凝土強(qiáng)度的影響也大于木質(zhì)素磺酸鈣減水劑，摻加有三種高效減水劑的混凝土試壓體的抗壓強(qiáng)度是摻加木質(zhì)素磺酸鈣減水劑試壓體的119.3%，是空白試壓體抗壓強(qiáng)度的129.9%。

3 結(jié)語

在實際生產(chǎn)中，木質(zhì)素磺酸鈣減水劑也存在著許多問題。在混凝土生產(chǎn)中加入減水劑的量過大，導(dǎo)致混凝土自身產(chǎn)生缺陷。常規(guī)情況下?lián)郊舆^量不大于2倍時會使得混凝土凝結(jié)時間延長，影響工程進(jìn)度，且混凝土的引氣量增加，內(nèi)部產(chǎn)生過量氣泡，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏密度過小，強(qiáng)度下降，嚴(yán)重時甚至?xí)鸸こ淌鹿蔥1]，我國應(yīng)加強(qiáng)減水劑的研發(fā)及推廣應(yīng)用工作，更好地應(yīng)用于工程質(zhì)量的提高。