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泵送剂如何进行配方设计?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-07-25

泵送剂是为了提高混凝土的可泵性而加入的,以往多用普通减水剂或高效减水剂当作泵送剂,普通减水剂减水率小,高效减水剂的混凝土坍落度损失大,给使用带来不便。人们对泵送剂的要求是:

(1)减水率要高。因为泵送混凝土流动性好,坍落度大,必须采用减水率高的减水剂或复合减水剂;

(2)坍落度损失小。坍落度的经时损失必须满足预拌混凝土与泵送混凝土的要求。为了尽可能减小水灰比,最好坍落度损失控制在1~2h之内损失不超过20%;

(3)不泌水、不离析、保水性好。尤其是压力泌水率要尽可能低,以保证泵送的顺利进行,不堵泵;

(4)有一定的缓凝作用。一方面可保持坍落度损失小,同时可降低水化热,推迟热峰出现,以免产生温度裂缝;

(5)混凝土内摩擦小,既不能泌水又要易于流动,因此泵送剂必须有一定的引气性,以减小阻力,防止堵泵。

一、组成

泵送剂常常不是一种外加剂就能满足性能要求,而是根据泵送剂的特点由不同作用的外加剂复合而成。其具体的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、不同的泵送工艺等使用条件来确定。其主要由以下几种组分组成:

(一)减水剂

(1)普通减水剂。有减水作用,可在保持泵送混凝土所需要的流动度条件下降低水灰比,以提高后期强度。木质磺酸钙与木质磺酸钠是最常用的减水剂。除了减水作用外,还有些缓凝和引气性。

(2)高效减水剂。如萘系减水剂、三聚氰胺减水剂、脂肪酸系减水剂。这些减水剂减水率高,适于配制高强度等级、大坍落度、自流平泵送混凝土,但这些减水剂坍落度损失较大,需要复合缓凝剂。氨基磺酸盐减水剂、聚羧酸盐减水剂属低坍落度损失减水剂,而且更适用于配制低水灰比(水胶比)的高性能混凝土。在水灰比0.3时,氨基磺酸盐的减水率可达30%。而在水灰比较大时使用,它们就很容易产生泌水。

(二)缓凝剂

主要目的是减小混凝土的坍落度损失,多采用羟基羧酸盐、糖类、多元醇、磷酸盐等。

(三)引气剂

适当的混凝土含气量可以减少泵送阻力,防止混凝土泌水、离析,又可以提高抗渗、抗冻融性能。国外混凝土中几乎都保持一定的含气量。选用气泡性能好的引气剂是不会影响混凝土的强度的,如日本混凝土中几乎都掺有AE剂。国内掺引气剂的泵送剂也在增加。

(四)保水组分

保水剂亦称增稠剂,其作用是增加混凝土拌合物的黏度,使混凝土在大水灰比、大坍落度情况下不泌水、离析,有些保水剂还兼有减水、保持坍落度等性能。这些材料包括纤维素醚、聚乙烯醇、胡精、木糖醇母液、动物胶等。

二、基本配方实例

不同品种的减水剂复合能收到取长补短的效果,有些强度等级较低、坍落度要求又不太高的泵送混凝土甚至只加木质素磺酸盐类减水剂就能满足要求。普通减水剂中的糖钙类减水剂,则常常作为缓凝组分引入泵送剂中。例如,木质素磺酸钠与木质素磺酸钙复合,能使掺量降低25%,强度提高19%。

在强度较高、坍落度值要求高的泵送混凝土中,泵送剂往往使用两种以上的减水剂来复合,常见的复合方式有:萘系+木质素磺酸盐系;三聚氰胺+木质素磺酸盐系;萘系+氨基磺酸盐系等。复合使用往往比单独使用掺量低,效果好。如配方Ⅰ:萘系高效减水剂80%+木钙20%。

近几年销售的泵送剂产品由高效减水剂、木质素磺酸盐、或引气剂等多种组分复合而成,具有塑化、缓凝、引气、早强、增强、抗渗等多种功能,进一步提高泵送剂的性能。如配方Ⅱ:萘系高效减水剂48%+木钠40%+引气剂2%+三聚磷酸钠10%。

为满足远距离运输的泵送商品混凝土保持流动性的需要,不少泵送剂中加入了保塑剂(组分),减少了1~2h的坍落度损失。新型高效减水剂对水泥的适应性优于传统高效减水剂,已开始用于工程中,因新型高效减水剂价格较高,可与传统高效减水剂复合使用。如配方Ⅲ:氨基磺酸盐30%+萘系高效减水剂70%。配方Ⅳ:聚羧酸盐25%+萘系高效减水剂75%。

泵送剂也有用不同的高效减水剂为主复合制成,萘系高效减水剂FDN、磺化三聚氰胺甲醛缩合物SM都是常见的高效减水剂,单独使用都存在坍落度损失大的问题。西安建筑科技大学将FDN和SM复合在“赛马”水泥中使水泥净浆流动度保持2h,保水性提高,混凝土2h的坍落度损失由FDN的91.7%、SM的43.5%减小到12.8%,凝结时间没有变化。如配方Ⅴ:FDN+SM的比例为2∶1~1∶2。

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