以改性废旧聚苯乙烯塑料高效减水增强剂为基的早强型水泥高效减水剂的研究廖兵(中国科学院广州化学研究所,广州510650)用调配技术,与水泥早强剂、普通减水剂复配制备综合性能优良的早强型高效减水剂。研究了配方中各组分对水泥混凝土性能如早期强度、减水率和最终强度的影响。
中图法分类号:TQ172.4+6:A水泥是建筑材料中用量最大的原材料。由于水泥强度与拌合水泥时所加入的拌合水量成反比关系,拌合水量越大,水泥的强度越差,而实际工程施工中对水泥的流动性又有一定的要求,因此,在水泥混凝土的加水拌合过程时需要加入可同时提高水泥流动性和水泥强度的减水剂。另外,在实际施工中,有些工程需要加快水泥混凝土凝固的速度,这就需要可明显提高水泥混凝土早期强度的早强型减水剂。
本文以自己合成的改性废旧聚苯乙烯塑料高效减水剂为基础,利用复合调配技术通过加入水泥早强剂、普通减水剂,复配出具有明显早强效果的综合性能良好的早强型高效减水剂,系统研究了配方中各组分对水泥混凝土性能的影响。
1实验部分1.1原料试剂废旧聚苯乙烯塑料:废旧聚苯乙烯泡沫包装料,南海大浙购买。改性剂A:自己研制。1,2二氯乙烷:工业级,广州试剂厂生产。氢氧化钙:工业级,江苏蒙城试剂厂生产。木质素磺酸钙:广东造纸厂生产。硫酸钠:工业级,江苏蒙城试剂厂生产。
1.2改性废旧聚苯乙烯塑料高效减水增强剂的制备将干燥的废旧聚苯乙烯塑料加入反应釜中,加入溶剂和改性剂A,在100°C反应5h,加水溶解,用氢氧化钙中和,过滤,即制成含量为10%的改性废旧聚苯乙烯塑料减水增强剂。
1.3早强型复合高效减水剂的制备根据所设计的配方,分别将改性废旧聚苯乙烯塑料高效减水剂、早强剂和普通减水剂溶解在水中,搅拌均匀即成。
我们选用的普通型减水剂为木质素磺酸配,早强剂为硫酸钠,改性废旧聚苯乙烯塑料高效减水剂的离子含量为83mol%. 1.4性能测试减水剂的减水率用标准塌落筒,按国家标准GB8076―1997测定。
水泥混凝土的抗压强度比按国家标准GB8076― 1997,用江苏无锡试验机厂生产的200吨压力机测定。
2结果与讨论2.1复合减水剂中早强剂的用量对减水剂的减水率和水泥混凝土强度的影响我们调配选用的基本配方为:改性废旧聚苯乙烯塑料高效减水剂:100份;木质素磺酸钙:50份;早强剂:变量。
表1是早强剂的添加量对水泥减水率的影响。从表1可看出,在配方容许的早强剂添加量的范围,早强剂的添加量对减水剂的减水性能基本上没有影响。
表1早强剂的添加量对水泥减水率的影响早强剂的添加量y份复合减水剂的添加量(%水泥重量)减水率/%表2是早强剂的添加量对水泥混凝土的早期强度和最终强度的影响。
表2早强剂的添加量对水泥混凝土的早期强度和最终强度的影响早强剂的添加量/份水泥凝固时间/天水泥混凝土的抗压强度比/%注:减水剂的添加量为0.5%水泥重量兵以改性废旧聚苯乙烯塑料高效减水增强剂为基的早强型水泥高效减水剂的研究从表2可知,早强剂的添加量对水泥混凝土各期的抗压强度影响十分明显。随着早强剂量的增多,水泥混凝土的早期强度(1天的抗压强度)迅速提高。但从表中可知,在较低和较高早强剂添加量时,水泥混凝土其他各期的抗压强度,特别是水泥混凝土的最终抗压强度(28天抗压强度)都很低。水泥混凝土的最终抗压强度直接关系到建筑工程的质量,因此,早强剂的添加量存在一个最佳值。在我们调配的复合减水剂配方中,早强剂的添加量在6份最好。水泥遇水凝固固化的过程是水泥粒子与水发生化学反应的复杂过程,早强剂的作用可大大提高水泥水合化学反应的速度,可明显提高水泥早期的强度。但是,由于水泥混凝土是由水泥、砂石等组成,在它固化的过程中,只有保持一定固化速度,才能保证最终水泥混凝土中缺陷点最少,而水泥混凝土中的缺陷正是影响水泥最终强度的关键,过快和过慢固化,水泥最终强度都不是很好。
2.2复合减水剂中木质素横酸耗的用量对减水率和水泥混凝土强度的影响我们调配选用的基本配方为:改性废旧聚苯乙烯塑料高效减水剂:1份;木质素磺酸钙:变量;早强剂:6份。
表3是木质素磺酸钙对减水剂减水率和水泥混凝土强度的影响。
从表3可看出,木质素磺酸钙加入的份数越大,减水剂的减水率越低水泥最终强度也越低,它对减水剂的早强效果影响不大。由于在实际生产中不但要考虑性能因素,而且要考虑产品的成本。木质素磺酸钙是十分便宜的低档减水剂,因此,我们实际在调配中选用木质素横酸f丐的添加量在5份。
木质素磺酸钙的添加量/份减水率/%水泥固化时间/天水泥抗压强度比/%注:减水剂的添加量。5%水泥重量。
3结论以我们自己研制的改性废旧聚苯乙烯塑料高效减水剂为基础,利用调配技末研制出减水率为16%,7K泥混凝土早期强度可提高50%,最终强度可提高30%的高效早强型减水增强剂。
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