聚羧酸减水剂在预拌混凝土中的应用研究

摘要

目前聚羧酸高效减水剂在国内高性能混凝土中的应用已基本普及，但在国内相当数量的预拌混凝土企业中却应用甚少。许多研究致力于研究如何利用聚羧酸高效减水剂配制高性能混凝土，但对聚羧酸高效减水剂在普通预拌混凝土中的研究及应用情况相对较少。鉴于此，本论文针对目前聚羧酸高效减水剂在预拌混凝土应用中存在的一些问题进行了系统研究。
　　 本文通过系统研究预拌混凝土中原材料组分和混凝土配合比对聚羧酸高效减水剂塑化效果的影响，发现聚羧酸高效减水剂受水泥、粉煤灰等原材料变化的影响较为敏感，聚羧酸高效减水剂的使用有效性受胶凝材料用量、砂率等混凝土配合比参数依赖性强，与常用减水剂、膨胀剂等其它外加剂组分相容性差等。这些问题是影响聚羧酸高效减水剂在预拌混凝土中应用的主要因素。
　　 通过对比研究掺加聚羧酸和萘系高效减水剂的预拌混凝土性能，发现相同配合比情况下，掺聚羧酸高效减水剂的混凝土不仅可以提高预拌混凝土拌合物的坍落度，同时坍落度损失率较萘系高效减水剂减少15～20％，而且可以提高硬化混凝土强度约10％，收缩可减低10％～20％。结合对影响聚羧酸高效减水剂塑化效果的主要因素的研究，本文以常用萘系高效减水剂混凝土配合比为参比对象，通过正交试验，得到了重庆地区掺聚羧酸高效减水剂的混凝土配合比中胶凝材料总用量可减少约3.0％，其中水泥用量减少约6％，矿物掺合料用量提高约8％，砂率提高约0.5％；用水量减少约6％。
　　 结合工程应用实际，分析并解决了聚羧酸高效减水剂在预拌混凝土应用中存在的储存聚羧酸高效减水剂容器管道易受腐蚀、混凝土拌合物工作性瞬时损失大和二次添加聚羧酸高效减水剂后混凝土易出现泌水等问题。在不影响减水率的前提下，调整PC溶液至弱碱性(pH=7.5)，以此解决了聚羧酸高效减水剂对储存罐、管道的腐蚀问题；通过添加适量引气剂可弥补因粉煤灰烧失量高而造成的工作性瞬间损失大的问题；通过引入木质素磺酸盐解决聚羧酸高效减水剂二次添加后混凝土拌合物离析泌水的问题等。
　　 最后本文根据高附加值混凝土的发展方向，结合重庆地材，通过掺加聚羧酸高效减水剂配制了C30低强自密实混凝土、C50清水混凝土和C80高强混凝土，并成功应用于工程实践。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪 论

1.1混凝土

1.1.1混凝土的发展历史

1.1.2混凝土的分类

1.1.3国内混凝土的发展方向

1.1.4预拌混凝土

1.1.5减水剂应用于混凝土的重要意义

1.2减水剂

1.2.1减水剂定义及分类

1.2.2高效减水剂的作用机理

1.2.3传统高效减水剂

1.2.4聚羧酸高效减水剂

1.3聚羧酸高效减水剂在预拌混凝土应用中的问题及影响因素

1.3.1水泥品种的影响

1.3.2减水剂掺量及用水量的影响

1.3.3掺合料的影响

1.3.4骨料的影响

1.4本课题的研究内容及意义

1.4.1研究目的和意义

1.4.2主要研究内容

2 原材料与实验方法

2.1减水剂性能测试的主要材料及仪器

2.1.1减水剂性能测试的主要材料

2.1.2减水剂性能测试的主要仪器

2.2减水剂性能测试试验方法

2.2.1水泥净浆流动度的测定方法

2.2.2砂浆减水率的测定方法

2.2.3混凝土减水率的测定方法

2.2.4抗压强度比测定方法

2.2.5坍落度测定方法

2.2.6坍落度损失测定方法

2.2.7混凝土含气量测定方法

2.2.8混凝土压力泌水率测定方法

2.2.9表面张力的测定方法

2.2.10倒坍落度筒试验

3 预拌混凝土中影响PC塑化效果的主要因素研究

3.1预拌混凝土中原材料对PC塑化效果的影响因素

3.1.1水泥对PC塑化效果的影响

3.1.2掺合材对PC塑化效果的影响

3.1.3集料对PC塑化效果的影响

3.2预拌混凝土常用泵送剂组分对PC塑化效果的影响

3.2.1 PC与常用减水剂的相容性

3.2.2 PC与常用缓凝剂的相容性

3.2.3 PC与常用引气剂的相容性

3.2.4 PC与常用增稠剂相容性

3.2.5 PC与常用膨胀剂的相容性

3.3混凝土配合比对PC塑化效果的影响

3.3.1总胶凝材料用量对PC塑化效果的影响

3.3.2掺和材用量对PC塑化效果的影响

3.3.3砂率对PC塑化效果的影响

3.3.4水胶比及PC掺量对PC塑化效果的影响

3.4小结

4 PC对预拌混凝土性能影响研究及拌合物配合比设计

4.1 PC对预拌混凝土拌合物性能的影响

4.1.1 PC对预拌混凝土拌合物坍落度保持性能的影响

4.1.2 PC对预拌混凝土拌合物压力泌水率的影响

4.1.3 PC对预拌混凝土拌合物含气量性能的影响

4.2 PC对预拌混凝土硬化后性能的影响研究

4.2.1 PC对预拌混凝土硬化后强度的影响

4.2.2 PC对预拌混凝土硬化后抗渗性能的影响

4.2.3 PC对硬化混凝土收缩性能的影响

4.3掺PC预拌混凝土配合比设计

4.3.1粉煤灰取代量和外加剂掺量的确定

4.3.2总胶凝材料用量、用水量、砂率确定

4.3.3掺PC其它等级预拌混凝土配合比设计

4.4小结

5 掺PC预拌混凝土在工程中的应用研究

5.1 PC在重庆预拌混凝土应用中的问题

5.1.1 PC对管道腐蚀的问题

5.1.2 PC变质的问题

5.1.3 PC采用二次添加的问题

5.1.4掺PC混凝土工作性瞬间损失的问题

5.1.5掺PC混凝土扩展度差异大的问题

5.2预拌混凝土中安全高效应用聚羧酸系高效减水剂措施建议

5.3掺PC高附加值预拌混凝土工程应用研究

5.3.1自密实混凝土

5.3.2清水混凝土

5.3.3高强混凝土

5.4小结

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

致 谢

参考文献

附 录:作者在攻读学位期间发表的论文