超保塑型聚羧酸减水剂配置高性能混凝土的试验研究

摘要

随着建筑行业的蓬勃发展，普通建筑材料难以满足各种现代工程对于混凝土坍落度损失,力学性能和耐久性能的要求。本课题在高减水型聚羧酸减水剂的基础上研发了新型超保塑型聚羧酸减水剂。 首先采用溶液型自由基聚合的方法，制备了一系列分散性能良好的减水型聚羧酸减水剂。设计L16(45)正交试验，分析各个因素的影响，确定最优的配比和工艺。试验确定高减水型聚羧酸减水剂PC-C最优配方为5 ∶1的酸醚比，4.5 %的链转移剂用量，0.45 %的引发剂用量，滴加2.5 h，保温1 h。 使用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 AMPS和丙烯酸羟丙酯HPA对 PC-C进行改性研究，研究水泥胶砂流动度保持性能。分析试验结果，在 AMPS替代量为 60 %时，合成普通保塑型聚羧酸减水剂BTB，BTB初始扩展度及其中期保塑性能较优；在HPA替代量为40 %时，合成超保塑型聚羧酸减水剂 BTC，BTC 初始扩展度及其后期保塑性能较优。并且通过调整不同的pH值，确定不同 pH值对产品保持性能及存放时间的影响。试验发现：pH 值为 7 时，保塑型聚羧酸减水剂效果最佳。采用凝胶色谱检测方法对高保塑型聚羧酸减水剂的分子量和分子量分布进行分析。表征发现：聚羧酸减水剂的分子量和分子量分布与宏观分散性能相符。 对粉煤灰、矿粉、硅灰三种常用矿物掺合料在高性能混凝土中进行单掺及复掺试验。试验发现：随着粉煤灰和矿粉的掺量增加，高性能混凝土初始流动度和后期经时流动度整体上呈现增长的趋势，3 d 强度有所下降，对后期强度无影响。随着硅灰掺量的增加，高性能混凝土初始流动度和后期经时流动度出现一定程度的减小。对三种矿物掺合料进行复掺，试验确定 FA∶KF∶GH 比例为 13.5∶13.5∶3，并且总量取代 30 %的水泥时，高性能混凝土和易性及其强度发展较好。 通过PCC与BTC、BTB在小坍落度混凝土中进行复配试验，在 BTC∶BTB∶PCC比例为 2∶4∶4时，配制的小坍落度高性能混凝土 1 h坍落度变化不大，满足 160~180 mm的要求，和易性较好，收缩率较低。拌制的小坍落度混凝土在济南轨道交通 R2 线，地下连续墙工程施工中得到了成功应用，经相关部门检测合格。

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