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PC型聚羧酸系减水剂与水泥相容性

发布日期:2018-04-23 |
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PC 与水泥相容性

   随着现代建筑设计与施工技术的发展,要求混凝土向高强、轻质及施工流态化方向发展。高性能超塑化剂作为一种化学外加剂,已成为配制高性能混凝土必不可少的组份,它可以最大限度地控制混凝土的用水量,提高混凝土的耐久性,克服普通混凝土坍落度损失过快的缺点,缩短凝结时间等。
   然而,混凝土外加剂在经历了快速发展及大规模推广应用后,始终困扰业内技术人员的难题依然是外加剂与水泥品种的适应性问题。几乎所有品种的外加剂与水泥之间都存在适应性问题。以目前使用最为普遍的减水剂为例,当其与水泥产生不适应性的时候,会非常明显地表现出流动性变差、减水率降低、坍落度损失过快等,而至今还没有一种通用减水剂能适应所有的国产水泥品种。
   聚羧酸系减水剂作为第三代新型混凝土高效减水剂,因其相对于萘系高效减水剂具有高减水率、低收缩、高强度、低泌水和坍落度损失小等优点,其生产和应用技术发展很快。目前,国内从事聚羧酸外加剂研发、生产、供货的单位有几十家,主要产品达十几种。北京、上海、天津、广州等城市的许多预拌混凝土搅拌站,都已经应用或正在尝试使用聚羧酸外加剂配制混凝土。起初,聚羧酸外加剂主要用于配制高强、自密实、高流态等特种和高性能混凝土。随着聚羧酸外加剂生产和应用技术不断提高,产品逐渐系列化,成本逐渐降低,聚羧酸外加剂同样可用于配制中低强度的高性能混凝土。随着聚羧酸外加剂的推广应用,对其性能特点的认识也不断深化,即聚羧酸外加剂同样也存在与混凝土中的其它材料 ( 尤其水泥 ) 的适应性问题。了解不同聚羧酸外加剂产品与不同水泥品种的相容性特点,对正确使用和充分发挥聚羧酸外加剂的性能有重要意义。
   水泥与超塑化剂之间的相互作用是一种非常复杂的物理化学现象,必须做严谨的分析。只有充分了解水泥、熟料以及超塑化剂的物理和化学性能,才可以分析这种水泥与超塑化剂作用下浆体的流变行为。而目前国内对水泥和高效减水剂之间适应性的研究还很少,—般都是根据现场情况进行调整,因此,开展此方面的研究对高效减水剂后合理使用及其推广应用意义重大。

、新型羧酸系梳形共聚物超塑化剂的分子结构特征 
   
羧酸系梳形共聚物根据其主链结构的不同可以分为 2 类:即 I 类以丙烯酸或甲基丙烯酸为主链,接枝不同侧链长度的聚醚; II 类以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚。其中 I 类又分为: (1) 主链上带有 COO — 基团,聚氧乙烯 (PEO) 侧链以 COO 酯键相连; (2) 主链上带有 CO O — 基,而 PEO 侧链以 COO 酰亚胺键形式相连; (3) 主链上带有 COO — 基团外,还带有磺酸根基团,而 PEO 侧链仍以 COO 酯键形式相连。 II类分为:马来酸酐和烯丙醇醚的共聚物、苯乙烯和马来酸酐共聚物与单甲基聚醚的接枝物。这些梳形共聚物共同的结构特征是:主链上都含有羧酸基吸附基团,侧链上链接有 PEO 提供空间位阻,不同长度的聚醚侧链或长短不同的聚醚侧链进行组合,在水泥颗粒上的吸附行为就不同,提供的位阻效应也不同,其分散性能也截然不同。
   正是由于羧酸系梳形共聚物化学结构上的多变性,高性能化的潜力大,才引起了世界各国学者的广泛关注。这些聚合物可以通过改变主链化学结构、侧链聚醚种类和长度、主链分子量大小及分布、离子基团含量来实现聚羧酸外加剂的高性能化。图 1 表示聚醚侧链长度不同的梳形共聚物分子结构图像固,短侧链的梳形共聚物空间位阻作用较弱,分散性能较差,但保坍性能优异;长侧链聚醚的梳形共聚物空间位阻效应强,分散效果好,但流动度损失快。长短不同的侧链进行组合可以改变其在水泥颗粒界面的行为,既能显示出较高的初始流动性,也具有良好的坍落度保持能力。

图 1 聚醚侧链长度不同的梳形共聚物分子结构示意

、外加剂与水泥适应性的主要影响因素

2 . 1 水泥的矿物组成
   水泥的矿物组成因生产厂家在原材料、生产工艺等方面存在差别而有所不同。我国大中型水泥厂水泥熟料的主要成分波动很大, C 3 S 含量可以相差 1 倍以上, C 3 A 含量则可能相差 6 倍。就是同一厂家的水泥熟料其矿物成分也会有所波动,据某年调查, C 3 S 波动在± 2.5 %以内的厂家有 50 %以上, C 3 A 波动在± 1 %以内的厂家有 70 %以上;通过对水泥熟料矿物组分 C 3 S 、 C 2 S 、 C 3 A 、 C 4 AF 对木钙分子的等温吸附的研究表明,他们对木钙减水剂的吸附程度为: C 3 A >C 4 AF>C 3 S>C 2 S ,可见,铝酸盐相矿物对木钙的吸附程度大于硅酸盐相矿物。由于 C 3 A 对木钙的选择吸附,使得吸附量显著增加,这样就会降低减水剂的减水作用。因此,在掺量相同的情况下, C 3 A 、 C 4 AF 含量较高的水泥浆体中,减水剂的分散效果就较差, C 3 A 含量低而 C 3 S 含量高的水泥对木钙类减水剂的适应性好。四大矿物组分对萘系和聚羧酸系减水剂的吸附程度有待进一步研究。

2 . 2 水泥中的调凝石膏
   在粉磨水泥熟料时,一般都掺加一定量的石膏共同磨细,在此,石膏起调整水泥凝结时间的作用。由于粉磨过程中,磨机内温度升高,使一部分二水石膏脱去部分结晶水转变为半水石膏,或脱去全部结晶转变为无水石膏。另外,有些水泥厂为节省生产成本,往往采用硬石膏 ( 无水石膏 ) 或工业副产品石膏 ( 也是无水石膏 ) 代替二水石膏作为水泥调凝剂,按照有关水泥标准进行产品检验时一般区别不大。但当掺外加剂时,有时却表现出大相径庭的塑化效果,尤其是以无水石膏作为调凝剂的水泥遇到木钙、糖钙减水剂时,会产生严重的不适应性,不仅得不到预期的减水效果,而且往往会引起流动度损失过快甚至异常凝结 ( 速凝、假凝 ) 。
   由于石膏结晶形态不同,其对木钙、糖钙类减水剂的吸附能力也不同,顺序为: CaSO 4 > CaSO 4 · 1/2H 2 O>CaSO 4 · 2H 2 O 。在以无水石膏为调凝剂的水泥中掺加木钙或糖钙减水剂,再与水一起拌和时,无水石膏表面立即吸附大量的木钙或糖钙分子,形成减水剂吸附膜层,该膜层将无水石膏严密地包围起来,使之无法溶出水泥浆体所需的 SO 离子,也就无法快速地在表面形成大量的钙矾石,因而造成 C 3 A 大量水化,出现相当数量的相互连接的水化铝酸钙结晶体,这一结果轻者导致混凝土坍落度损失过快,重者导致混凝土异常快凝。石膏对水泥和外加剂适应性的影响主要有以下 4 个方面:
(1) 石膏细度。石膏细度不够,使石膏溶解度不够,产生速凝。
(2) 石膏用量。石膏用量不够,不能有效控制 C 3 A 水化。
(3) 石膏形态和种类。—般在混凝土中 CaSO 4 · 2H 2 O 的调凝效果优于 CaSO 4 · 1/2H 2 O 和硬石膏。水泥中石膏形态对减水剂使用效果的影响与水泥中 C 3 A 的质量分数有关,当 C 3 A 质量分数高时影响较大,反之则小。影响水泥和高效减水剂流变性的关键参数足;特正电的空隙相活动区的数量和快速可溶的 SO 之间的平衡。如果这两个数值的平衡状态适当,则外加剂与水泥具有很好的适应性。
(4) 石膏研磨温度。通常情况下水泥厂为了缩短熟料的冷却时间,经常将温度还比较高的熟料与石膏同磨,二水石膏在 150 ℃ 高温下会脱水成为半水石膏,在 160 ℃ 以上时,半水石膏还会成为溶解性较差的硬石膏而影响水泥的适应性。

2 . 3 水泥细度和水泥的颗粒形态
   水泥颗粒对减水剂分子具有比较强的吸附性,在掺加减水剂的水泥浆体中,水泥颗粒越细,意味着其表面积越大,则对减水剂分子的吸附量越大。所以,减水剂在相同掺量情况下,水泥细度越细,其塑化效果越差。一些生产厂家为追求水泥的强度,往往提高水泥的细度,对于这类水泥,为了达到较好的塑化效果,必然增加减水剂的掺量。
   水泥颗粒表面的形态影响水泥表面各相生成物的数量和性质。水泥表面生成物主要有 2 种形式:“是带正电荷的空隙相;二是带负电荷的硅酸盐熟料矿物相。水泥颗粒除了表面形态不同外,颗粒中 C 3 A 的晶态结构也是不相同的 ( 常常把 C 3 A 的晶态结构假定为 2 种:立方体状和斜方晶状 ) 。而不同晶态结构的水泥颗粒与水反应的情况也不同。

2 . 4 水泥中的混合材
   目前我国 80 %以上的水泥都掺加一定量的混合材,如火山灰、粉煤灰、矿渣粉和煤矸石等。由于混合材的品种性质和掺量不同,减水剂的作用效果也不相同。试验表明:减水剂对掺加粉煤灰和矿渣作为混合材水泥的塑化效果较好:而对掺加火山灰或煤矸石作为混合材水泥的塑化效果较差,若要达到相同的减水效果,需增大减水剂的掺量。

2 . 5 水泥的碱含量
   水泥中的碱含量主要来源于所用原材料,特别是石灰和黏土,这些碱相当一部分可以在水泥生产过程中挥发,但许多水泥厂为了节约能源,将挥发的废气进行回收利用,这就会使挥发的碱又沉淀下来,从而增加水泥的碱含量。
   碱含量对水泥与减水剂的适应性会产生很大的影响。随着水泥碱含量的增大,减水剂的塑化效果变差。水泥碱含量提高还会导致混凝土的凝结时间缩短和坍落度损失增大。

2 . 6 水泥的陈放时间和温度
   水泥陈放时间越短,减水剂对其塑化作用效果越差。因为新鲜水泥的正电性较强,对减水剂的吸附能力较大。水泥的温度越高,减水剂对其塑化作用越差,混凝土的坍落度损失也越快。

3 、试验部分
   水泥熟料的矿物组成对坍落度经时损失有很大的影响,但考虑到熟料矿物组成的调整将涉及熟料烧成制度的变化,对工艺控制影响较大,因此,本课题组尝试在不改变熟料矿物组成的条件下,力求通过调整水泥组成中石膏的形态和掺量,对水泥与聚羧酸系超塑化剂相容性问题进行研究,主要考察其对水泥净浆流动度经时损失的影响。

3 . 1 试验原材料
   试验所用的水泥由不同种类的石膏分别与熟料混合粉磨制成,比表面积为 3741cm 2 /g ,熟料的化学组成见表 1 。外加剂为聚羧酸系超塑化剂,掺量为 1.0 %。

表 1 试验用水泥熟料的主要化学组成 

SiO 2

Al 2 O 3

CaO

MgO

Fe 2 O 3

SO 3

碱含量

Loss

21.08

4.55

62.68

2.05

2.70

2.90

0.50

2.94

采用德国干湿两用激光粒度仪对水泥粒径及其分布进行测试 ( 湿法 ) ; Blaine 比表面积采用无锡建仪仪器机械有限公司生产的 SBT-127 型数显勃氏比表面积仪测试。结果见表 2 。

表 2 水泥粒度分析

X 10 /μm

X 50 /μm

X 90 /μm

SMD/μm

VMD/μm

Sm/(cm 2 /g)

Blain/(cm 2 /g)

3.74

19.82

52.05

7.88

25.04

2417.25

3741

3 . 2 试验方法
   水泥净浆流动度按照 GB 8077 — 2000 《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行测试,水灰比为 0.29 ,减水剂掺量为水泥质量的 1.0 %,测试初始净浆流动度及 1h 时的净浆流动度。
   净浆流动度经时损失率是以净浆浆体搅拌结束时的流动度作为初始流动度,此后每隔 1h 测试 1 次,计算各水化龄期流动度经时损失率。为防止水分蒸发,每次测试完毕后将水泥浆体密封放置。

4 、试验结果与讨论
4 . 1 石膏掺量的影响
   分别采用相同形态不同种类的石膏 E 和石膏 P ,配制水泥,考察石膏中 SO 3 含量对水泥净浆流动度及 1h 流动度损火的影响 ( 见表 3) 。

表 3 不同种类石膏对水泥净浆流动度及经时损失的影响

编号

SO 3 含量 /%

流动度 / ㎜

流动度经时损失率 /%

0min 60min

E1
石膏 E E2
E3

1.5
2.0
2.5

203 、 204
195 、 193
172 、 172

132 、 132
125 、 124
103 、 105

35
36
40

P1
石膏 P P2
P3

1.5
2.0
2.5

150 、 154
160 、 165
175 、 168

80 、 85
88 、 90
90 、 95

45
45
46

由表 3 可知:
   掺石膏 E 的水泥样品,在固定水灰比和外加剂用量的情况下,随水泥中 SO 3 含量的增加,流动度不断减小,流动度经时损失率逐渐增大。
   掺石膏 P 的水泥样品,在固定水灰比和外加剂用量的情况下,随 SO 3 含量的增加,净浆流动度逐渐增大,流动度经时损失率也逐渐增大。同时,在相同条件下,掺石膏 P 的水泥样品,其流动度经时损失率要高于掺石膏 E 的样品。

4 . 2 石膏形态的影响
   为了考察石膏形态对水泥净浆流动度及经时损失的影响,选取石膏 E 和石膏 P ,以及另外一种无水石膏 Y 进行实验。试验过程中,分别对这 3 种石膏按照一定的比例进行复配,然后与水泥熟料一起粉磨,并控制相同的细度。试验结果见表 4 。

表 4 石膏形态对水泥净浆流动度及经时损失的影响

编号

SO 3 含量 /%

流动度 / ㎜

流动度经时损失率 /%

0min 60min

E-P1

石膏 E 与 P 复配 E-P2

E-P3

1.5

2.0

2.5

148 、 148

146 、 148

160 、 158

76 、 77

62 、 63

65 、 66

49

57

59

Y-P1

石膏 P 与 Y 复配 Y-P2

Y-P3

1.5

2.0

2.5

225 、 227

158 、 157

180 、 180

115 、 120

75 、 75

85 、 87

48

52

52

E-Y1

石膏 E 与 Y 复配 E-Y2

E-Y3

1.5

2.0

2.5

290 、 285

202 、 204

174 、 173

189 、 191

92 、 93

63 、 60

34

54

64

由表 4 可知:
   石膏 E 和石膏 P 复配的水泥样品,在固定水灰比和外加剂用量的情况下,随 SO 3 含量的增加,净浆流动度逐渐增大,同时 1h 流动度经时损失率也逐渐增大。
   石膏 P 和石膏 Y 复配的水泥样品,在固定水灰比和外加剂用量的情况下,随 SO 3 含量的增加,流动度经时损失率逐渐增大;并且,石膏 P 与石膏 Y 按照一定比例复配的样品的 1h 流动度损失率大于单掺石膏 P 的样品。
   石膏 E 和石膏 Y 复配的水泥样品,随水泥中 SO 3 含量的增加,净浆流动度减小,流动度经时损失率逐渐增大。但是石膏 E 和石膏 Y 复配后的样品要比单掺石膏 E 的样品损失率大。

5 、结语

(1) 水泥组成中石膏对净浆流动度损失的影响非常大,各种不同形态不同种类的石膏对净浆流动度的影响也各有不同。
(2) 石膏含量的增加会加快水泥净浆流动度的损失。
(3) 相同形态不同种类的 2 种石膏,分别与同一种类的无水石膏复配后,其损失率大大增加。
(4) 如何通过聚羧酸系超塑化剂分子结构的改性,来提高水泥和聚羧酸系超塑化剂之间的相容性还有待进一步研究。
(5) 为更好地服务于实际工程,深入开展混凝土外加剂与水泥适应性问题的研究,并针对具体问题寻求必要而有效的技术措施是相当重要的。

应用实例 4]

PC 在预拌混凝土生产应用中出现的问题及解决方法

  聚羧酸系减水剂被称为第四代减水剂,它具有掺量少、减水率高、保坍性能好、与水泥适应性强、混凝土收缩小等特点。这样,给初次使用者的感觉是该减水剂比前几代减水剂在使用时更方便、安全、高效,但经笔者在近两年的应用中发现,该减水剂与其他减水剂一样,有一定的局限性,其优点只是相对的,所以,在生产中遇到了许多问题,甚至有的问题是我们许多人从心理上很难接受的。
   与某水泥严重不适应,导至发往工地的混凝土不能正常使用某搅拌站用所在地区某名牌水泥, QL 牌 P · 042.5R 水泥,给某工地供应 C50 混凝土,用的是聚羧酸系高效减水剂,做混凝土配合比时,发现该水泥用减水剂的掺量比其他水泥稍多,但实际搅拌时,出厂混凝土拌合物坍落度目测有 200 毫米,到工地往混凝土泵车中卸料时,却发现该车混凝土已卸不出来;通知厂内送一桶减水剂加入搅拌后,目测坍落度有 170 毫米,基本可以满足泵送要求,但刚卸 1 立方米左右时,又卸不出来了,立即把该车混凝土返厂,加人大量的水及少量的减水剂,才勉强卸出,险些凝固在搅拌车中。
原因:没有坚持对每一批水泥在开盘前做与外加剂的适应性试验。
预防: 1 .对每一批水泥在开盘前用施工配合比做一次复配试验。 2 .尽可能避免用“煤矸石”做掺合料的水泥与聚羧酸系减水剂配制混凝土。

一、混凝土拌和物坍落度突然变大、泌水,被工地退货 
   
某搅拌站用某水泥厂 P · 032.5R 水泥配制 C30 混凝土,合同要求坍落度到工地为 150 毫米 土 30 毫米,混凝土出厂时,实测坍落度 180 毫米 ,运送到工地后,被工地测出混凝土坍落度 210 毫米 ,连续两车混凝土被退货,返回厂内验证坍落度仍有 210 毫米,而且有泌水、分层现象。
   原因: 1 .该水泥与此减水剂适应性好,减水剂掺量稍大。 2 .搅拌时间不够,出机时的混凝土坍落度因搅拌时间短而表现出的坍落度不是真实的坍落度。
   预防: 1 .对外加剂掺量敏感的水泥,外加剂掺量要适当,计量精度要高。 2 .适当延长搅拌时间,即使双卧轴强制搅拌机,搅拌时间不应低于 40 秒,最好在 60 秒以上。

二、减水剂掺量偏大,混凝土结构表面气泡太多 
   
某搅拌站在一段时间内一直用聚羧酸系减水剂配制混凝土,突然有一天某工地反映,剪力墙拆模后发现墙体表面气泡太多,感观太差。
   原因: 1 .浇筑混凝土的当天,工地多次反映坍落度小,流动性差,混凝土搅拌站试验室值班人员提高了外加剂的掺量。 2 .该工地用的是定型钢制大模板,浇筑时一次投料太多,振捣不均匀。
   预防: 1 .聚羧酸系减水剂与萘系减水剂一样也有一饱和点,对于不同品种的水泥、不同的水泥用量,该外加剂在混凝土中的饱和点是不同的。如果外加剂的掺量已接近其饱和点,只能用调整混凝土中浆体的数量或用其他方法来提高混凝土拌和物的流动性。 2 .加强与工地沟通,建议一次投料高度、振捣方法严格按规范要求操作。

三、减水剂超掺,混凝土坍落度大,混凝土 24 小时才终凝

某工地在结构梁板混凝土浇筑后 15 小时,向搅
拌站反映混凝土有一部分还没有凝固,搅拌站派工程师查看,后经加温处理后, 24 小时才终凝。
   原因: 1 .减水剂掺量较大,加上夜间环境温度低,混凝土水化反应慢。 2 .工地卸货工人私自往混凝土中加水,混凝土用水量大。
   预防: 1 .外加剂掺量要适当,计量要精确。

2 .提醒工地气温变低时,注意保温养护,而且聚羧酸系外加剂对用水量敏感,不可随意加水。

四、与萘系减水剂配制的混凝土浇筑同一部位,致使剪力墙拆模时有严重粘模现象 
   
某搅拌站在聚羧酸系减水剂试应用期间,与萘系减水剂用不同配合比分别给两工地提供混凝土,因一工地停电,调度把一车用聚羧酸系外加剂配制的混凝土调到这个工地,结果该工地在墙体拆模时发现严重粘模。
   原因:由两种性质不同的外加剂配制的混凝土因凝结时间不同,收缩量大小不同造成。
   预防: 1 .两种性质不同的外加剂配制的混凝土不能同时用于同一部位。 2 .发现问题后,提前与工地沟通,适当延迟拆模时间。

五、与萘系减水剂配制的混凝土剩料混合,导致混凝土工作性能极差 
   
某一生产人员把剩有少量用萘系减水剂配制的混凝土混入用聚羧酸系减水剂配制的混凝土,结果混凝土出厂时坍落度 190 毫米,送到工地后只有 100 毫米,而且几乎没有流动性,振捣时振动棒拔出后较长时间孔洞才能弥合。
   原因:两种性质不同的外加剂混合后发生不良反应。
   预防:两种外加剂一定要严格分开使用,生产时最好定站、定车、定工地。

六、两种减水剂混合后配制的混凝土强度极低 
   
某搅拌站工人在卸外加剂时,把少量萘系减水剂误卸人聚羧酸系外加剂中,用混合的外加剂配制的混凝土,不仅外加剂掺量大,而且拌合物流动性差,坍落度损失快,但凝结时间延迟,混凝土试件强度比相同水泥用量的混凝土低 30 %~ 50 %。
   原因:由两种性质不同的外加剂配制的混凝土因凝结时间不同,收缩量大小不同造成。
   预防:以目前的技术条件,两种外加剂是不能混用的,生产过程中,要加强管理,标识清楚,杜绝此类事故发生。

七、点 评 
   聚羧酸系 减水剂引入我国的时间不长,它的作用机理我们还没有完全掌握,对其的认识也需要一个过程,而且有关混凝土的知识不是来源于理论而是来自试验,但这些试验是在最基本的理论指导下进行的。现在市场上销售的聚羧酸系减水剂的种类越来越多,但它们的合成路径不一定相同,原材料来源、质量也不同,生产工艺也有差别,所以产品的性能就会出现较大的差别。我们对于聚羧酸系减水剂的认识也需要不断的进行试验总结来获得,根据以上的教训表明,聚羧酸系减水剂如果使用不当,也一样会造成急凝、缓凝、泌水、分层、强度降低等现象。

聚羧酸系高性能减水剂 JG/T223—2007

范围
   
本标准规定了用于水泥混凝土中的聚羧酸系高性能减水剂的术语和定义、分类与标记、要求、试验方法、检验规则、包装、出厂、贮存等。
   本标准适用于在水泥混凝土中掺用的聚羧酸系高性能减水剂。

规范性引用文件
   
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单 ( 不包括勘误的内容 ) 或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB 8076 混凝土外加剂
GB/T 8077 混凝土外加剂匀质性试验方法
GB 18582 室内装饰装修材料 内墙涂料中有害物质限量
GB/T50080 普通混凝土拌合物性能试验方法标准
GB/T50081 普通混凝土力学性能试验方法标准
GBJ 82 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法
JC 473 混凝土泵送剂
JC 47 5 — 2004 混凝土防冻剂
JGJ 52 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准
JGJ 63 混凝土用水标准

术语和定义

3 . 1 聚羧酸系高性能减水剂 polycarboxylates high performance water-reducing admixture
   由含有羧基的不饱和单体和其他单体共聚而成,使混凝土在减水、保坍、增强、收缩及环保等方面具有优良性能的系列减水剂。

3 . 2 基准水泥 reference cement
符合 GB 8076 中规定的水泥。

3 . 3 基准混凝土 reference concrete
   按照 GB 8076 试验条件规定配制的不掺外加剂的混凝土。

3 . 4 受检混凝土 tested concrete
   按照本标准试验条件规定配制的掺聚羧酸系高性能减水剂的混凝土。

分类与标记

4 . 1 分类
4 . 1 . 1 按产品类型分类,见表 1 。

表 1 聚羧酸系高性能减水剂的类型

类型

符号

非缓凝型

FHN

缓凝型

HN

4 . 1 . 2 按产品形态分类,见表 2 。

表 2 聚羧酸系高性能减水剂的形态

形态

符号

液体

Y

固体

G

4 . 1 . 3 按产品级别分类,见表 3 。

表 3 聚羧酸系高性能减水剂的级别

级别

符号

一等品

合格品

4 . 2 标记
4 . 2 . 1 标记方法

4 . 2 . 2 标记示例
   PC A — FHN — Y —Ⅱ表示非缓凝剂液体型合格品聚羧酸系高效性能减水剂。

要求
5 . 1 聚羧酸系高性能减水剂化学性能
   聚羧酸系高性能减水剂化学性能应符合表 4 要求。

表 4 聚羧酸系高性能减水剂化学性能指标

序号

试验项目

性能指标

FHN

HN

1

甲醛含量 ( 按折固含量计 ),%, 不大于

0.05

2

氯离子含量 ( 按折固含量计 ),%, 不大于

0.6

3

总碱量 (Na 2 O+0.58K 2 O)

( 按折固含量计 ),%, 不大于

15

5 . 2 掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土性能
   掺聚羧酸系高性能减水剂性能应符合表 5 要求。

表 5 掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土性能指标

序号

试验项目

性能指标

FHN

HN

1

减水剂 ,%, 不小于

25

18

25

18

2

沁水率比 ,%, 不大于

60

70

60

70

3

含气量 ,%, 不大于

6.0

4

1h 坍落度保留值 , ㎜ , 不小于

150

5

凝结时间差 (min)

-9 0 ~ +120

> +120

6

抗压强度比 ,%, 不小于

1d

170

150

3d

160

140

155

135

7d

150

130

145

125

28d

130

120

130

120

7

28d 收缩率比 ,%, 不大于

100

120

100

120

8

对钢筋锈蚀作用

对钢筋无锈蚀作用

5 . 3 聚羧酸系高性能减水剂匀质性
   聚羧酸系高性能减水剂匀质性应符合表 6 要求。

表 6 聚羧酸系高性能减水剂匀质性指标

序号

试验项目

指标

1

固体含量 1 )

对液体聚羧酸系高性能减水剂:
S ≥ 20 %时, 0.95 S ≤ X<1.05S
S<20 %时, 0.90 S ≤ X<1.10S

2

含水率 2 )

对固体聚羧酸系高性能减水剂:
W ≥ 5 %时, 0.90 W ≤ X < 1.10W
W < 5 %时, 0.80 W ≤ X < 1.20W

3

细度

对固体聚羧酸系高性能减水剂,其 0.3mm 筛筛余应小于 15 %

4

pH 值

应在生产厂控制值的± 1.0 之内

5

密度

对液体聚羧酸系高性能减水剂,密度测试值波动范围应控制在± 0.01g /ml 之内

6

水泥净浆流动度 3)

不应小于生产厂控制值的 95 %

7

砂浆减水率 3)

不应小于生产厂控制值的 95 %

注: 1) S 是生产厂提供的固体含量 ( 质量百分数 ) , X 是测试的固体含量 ( 质量百分数 ) 。
   2) w 是生产厂提供的含水率 ( 质量百分数 ) , X 是测试的含水率 ( 质量百分数 ) 。
   3) 水泥净浆流动度和砂浆减水率选做其中的一项。

6 试验方法
6 . 1 聚羧酸系高性能减水剂化学性能
6 . 1 . 1 甲醛含量
  聚羧酸系高性能减水剂样品中的甲醛含量应按照 GBl8582 规定的方法进行测定。按折固含量计的甲醛含量通过下式计算:

(1)

式中 F —— - 按折固含量计的甲醛含量 ( % ) ;

f ——聚羧酸系高性能减水剂样品中的甲醛含量 ( % ) ;

Xs ——聚羧酸系高性能减水剂的固体含量 ( % ) 。

6 . 1 . 2 氯离子含量
   聚羧酸系高性能减水剂样品中的氯离子含量应按照 GB/T8077 规定的方法进行测乍。按折固含量计的氯离子含量通过下式计算:

(2)

式中 C ——按折固含量计的氯离子含量 ( % ) ;

C ——聚羧酸系高性能减水剂样品中的氯离子含量 ( % ) ;

Xs ——聚羧酸系高性能减水剂的固体含量 ( % ) 。

6 . 1 . 3 总碱量
   聚羧酸系高性能减水剂样品中的总碱量应按照 GB/T8077 规定的方法进行测定。按折固含量计的总碱量通过下式计算:

(3)

式中 K ——按折固含量计的总碱量 ( % ) ;

К ——聚羧酸系高性能减水剂样品中的总碱量 ( % ) ;

Xs ——聚羧酸系高性能减水剂的固体含量 ( % ) 。

6 . 2 掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土性能
6 . 2 . 1 原材料
6 . 2 . 1 . 1 水泥
   应采用 GB 8076 标准规定的水泥,仲裁时须采用基准水泥。

6 . 2 . 1 . 2 砂
   应采用符合 JGJ 52 要求的细度模数为 2.5 ~ 2.8 的中砂。

6 . 2 . 1 . 3 石子
   应采用符合 JGJ 53 要求的二级配碎石,粒径为 5 ~ 20mm ( 圆孔筛 ) ,其中 5 ~ 10mm 占 40 %, 10 ~ 20mm 占 60 %。

6 . 2 . 1 . 4 水
   应采用符合 JGJ 63 要求的水。

6 . 2 . 1 . 5 外加剂
   需要检测的聚羧酸系高性能减水剂。

6 . 2 . 2 配合比
   混凝土配合比设计应符合以下规定:
6 . 2 . 2 . 1 在进行除混凝土拌合物 1h 坍落度保留性能以外的其他性能测试时,基准混凝土和受检混凝土的配合比应按照 GB 8076 的规定进行设计,并应符合以下规定:
  一水泥用量: 33 0 ㎏ /m 3 ;
   一砂率: 38 %~ 40 %;
   一聚羧酸系高性能减水剂掺量:采用聚羧酸系高性能减水剂生产厂的推荐掺量;
   一用水量:应使基准混凝土和受检混凝土的坍落度均为 80mm ± 10mm 。

6 . 2 . 2 . 2 在进行混凝土拌合物 1h 坍落度保留值测定时,受检混凝土配合比应按照 JC 473 的规定进行设计,并应符合以下规定:
   一水泥用量: 390 ㎏ /m 3 ;
   一砂率: 44 %;
   一聚羧酸系高性能减水剂掺量:采用聚羧酸系高性能减水剂生产厂的推荐掺量;
   一用水量:应使受检混凝土的坍落度为 210mm ± 10mm 。

6 . 2 . 3 混凝土搅拌
   应采用强制式混凝土搅拌机,拌合量应不少于搅拌机额定容量的 25 %,不大于搅拌机额定容量的 75 %。拌制混凝土时,先将砂、石、水泥加入搅拌机干拌 10s ,之后加入聚羧酸系高性能减水剂及拌合水,继续搅拌 120s ;搅拌结束,出料后在铁板上将拌合物用人工翻拌 2 ~ 3 次再行试验。混凝土各种原材料及试验环境温度均应保持在 2 0 ℃ ± 3 ℃ ;混凝土收缩试验应在 GBJ 82 规定的试验环境温度下进行。

6 . 2 . 4 试件制作
   混凝土试件制作及养护应按照 GB/T 50081 规定的方法进行,但是混凝土预养时的环境温度为 2 0 ℃ 土 2 ℃ 。

6 . 2 . 5 掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土拌合物
6 . 2 . 5 . 1 减水率
   减水率应按照 GB 8076 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 5 . 2 泌水率比
   泌水率比应按照 GB 8076 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 5 . 3 含气量
   含气量应按照 GB/T 50080 规定的方法进行测定。混凝土拌合物宜采用手工插捣捣实。

6 . 2 . 5 . 4 1h 坍落度保留值
   混凝土拌合物 1h 坍落度保留值应按照 JC 473 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 5 . 5 凝结时间差
   凝结时间差应按照 GB 8076 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 6 掺聚羧酸系高性能减水剂硬化混凝土
6 . 2 . 6 . 1 抗压强度比
   抗压强度比应按照 GB 8076 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 6 . 2 28d 收缩率比
   28d 收缩率比应按照 GB 8076 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 7 聚羧酸系高性能减水剂对钢筋的锈蚀作用
   对钢筋的锈蚀作用应按照 GB 8076 中规定的方法进行测定。

6 . 2 . 8 聚羧酸系高性能减水剂匀质性
6 . 2 . 8 . 1 固体含量
   固体含量应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 2 含水率
   含水率应按照 JC 47 5 — 2004 附录 A 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 3 细度
   细度应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 4 pH 值
   pH 值应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 5 密度
   密度应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 6 水泥净浆流动度
   水泥净浆流动度应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 7 砂浆减水率
   砂浆减水率应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。

7 检验规则
7 . 1 检验分类
7 . 1 . 1 出厂检验
   出厂检验项目包括减水率和表 6 规定的匀质性试验项目。
7 . 1 . 2 型式检验
   型式检验项目包括表 4 、表 5 和表 6 中的所有项目。有下列条件之一时,应进行型式检验:
a) 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定;
b) 正式生产后,如材料、工艺有较大改变,可能影响产品性能时;
c) 产品长期停产后,恢复生产时;
d) 正常生产时,一年至少进行一次检验;
e) 国家质量监督机构提出进行型式检验要求时;
f) 出厂检验结果和上次型式检验结果有较大差异时。

7 . 2 批量、取样及留样
7 . 2 . 1 批量
   同一品种的聚羧酸系高性能减水剂,每 100t 为一批,不足 100t 也作为一批。
7 . 2 . 2 取样及留样
   取样应具有代表性。
   每一批号取样量不少于 0.2t 水泥所需用的聚羧酸系高性能减水剂量。
   每一批号取得的试样应充分混匀,分为两等份。一份按本标准规定方法与项目进行试验,另一份要密封保存六个月,以备有争议时提交国家指定的检验机关进行复验或仲裁。如生产和使用单位同意,复验或仲裁也可使用现场取样。

7 . 3 判定规则
  产品经检验,产品性能完全符合上述出厂检验和型式检验规定的相应指标要求,则判定该编号聚羧醉系高性能减水剂为相应等级的产品;如果不符合上述要求时,则判该编号聚羧酸系高性能减水剂为不合格。

7 . 4 复验
   复验以封存样进行。如果使用单位要求现场取样,应事先在供货合同中规定,并在生产和使用单位相关人员在场的情况下于现场取具有代表性的样品。复验按照型式检验项目进行。

8 包装、出厂、贮存
8 . 1 包装
   固体产品应采用有塑料袋衬里的编织袋或纸袋包装;液体产品应密封包装。单位包装内产品数量与规定数量相比的短缺量不应超过 2 %。
   所有包装的容器上均应在明显位置注明以下内容:产品名称、标记、型号、净质量、生产厂名。生产日期及出厂编号应于产品合格证上予以说明。

8 . 2 出厂
   生产厂应随第一批货提供出厂检验报告、产品说明书、合格证。
   凡有下列情况之一者,不应出厂:不合格品、技术文件 ( 产品说明书、合格证、检验报告 ) 不全、包装不符、质量不足、产品变质以及超过保质期。

8 . 3 贮存
   聚羧酸系高性能减水剂应存放在专用仓库或固定的场所妥善保管,以易于识别、便于检查和提货为原则。

 
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