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1、减水剂在混凝土中正交试验2011-06-04 09:54:21 作者：info 来源： 浏览次数：52 网友评论 0 条 混凝土广泛应用于建筑工程以来，混凝土技术的进步与外加剂的不断更新密不可分。从历史上讲，外加剂的使用几乎和混凝土本身一样长久，古罗马人使用动物油脂、牛乳和血液来改善混凝土的性能，20世纪30年代开始系统的研究外加剂，发明了引气剂以及以木质素类外加剂为代表的普通减水剂，减水率在10左右，并广泛用于混凝土中1；70年代又发明了以萘系、密胺系为代表的高效减水剂，但是仍然存在着缺陷,一定程度的制约它的推广和使用。 80年代日本首次研发了新型聚羧酸系高性能减水剂后，引发了第三代高效减水
2、剂的研发和使用，聚羧酸系减水剂作为第三代新型混凝土高效减水剂，其性能和质量均有了大幅提高，它是一类分子结构为含羧基接枝共聚物，表面活性分子结构呈梳形，主要通过不饱和单体在引发剂作用下共聚而获得，主链系由含羧基的活性单体聚合而成、侧链由含功能性官能团的活性单体与主链接枝共聚而成，具有高减水率并使拌合物具有良好的流动性保持效果的减水剂。 推广应用聚羧酸系高效减水剂是混凝土质量向高性能化方向发展的必然要求。吴中伟院士提出“高性能混凝土”是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标。为此，高性能混凝土在配置上的特点是低水胶比，
3、选用优质原材料，并必须掺加一定数量的矿物细掺料和高效减水剂。关于聚羧酸高效减水剂，国外在这方面的研究和应用已经相当成熟。而国内虽然也进行了大量的室内研究，但是应用经验很不足，只是在近几年才得到推广，客运专线时速350Km/h的高速铁路，提出了使用寿命100年高标准的高性能混凝土要求，第二代高效减水剂已经难以满足客运专线混凝土工程对减水剂的性能要求，聚羧酸高效减水剂登上了这个时代的舞台。 / 0研究目标及试验方法 郑西铁路客运专线工程施工使用的高性能混凝土强度等级小于C60，采用聚羧酸外加剂改善性能，笔者对C50预制梁混凝土配合比设计进行试验和研究。 0.1 研究目标 A、配合比减水效果良好，坍
4、落度保证的情况下水胶比最小（密实度） B、混凝土坍落度200mm20mm、1小时损失小于20mm（泵送） C、混凝土缓凝效果适当（大体积混凝土防裂） D、抗压强度及耐久性指标满足要求， E、满足上述条件基础上成本最低。 0.2 原材料 水泥：陕西社会 P.O42.5级普通硅酸盐水泥；其基本性能检验结果见表1; 各项检验指标均满足规范要求。 水泥基本性能检验结果 表1 化 学 性 能试验项目烧失量（%）氧化镁（%）三氧化硫（%）碱含量（%）氯离子含量（%）游离氧化钙（%）试验结果2.82.612.30.490.0220.66物 理 性 能试验项目细度（%）初凝时间终凝时间安定性标准稠度用水量（%
5、）比表面积（m2/Kg）试验结果2.4185min255min合格27.2340胶 砂 强 度试验项目3天抗折强度 (Mpa)28天抗折强度 (Mpa)3天抗压强度Mpa)28天抗压强度 (Mpa)试验结果4.57.525.348.4 掺合料：三门峡唐润资源综合利用有限公司产级粉煤灰，其性能检验结果见表2；S95级临汾三泰高新材料有限公司产矿渣粉，其性能检验结果见表3；各项检验指标均满足规范要求。 粉煤灰基本性能检验结果 表2试验项目细度（%）需水量比（%）烧失量（%）含水量（%）SO3含量（%）总碱量（%）氯离子含量(%)氧化钙含量（%）比表面积（m2/Kg）活性指数(%)试验结果10.49
6、00.40.10.91.350.0082.0447483 矿渣粉基本性能检验结果 表3试验项目密度（g/cm3）比表面积(m2/kg)7d活性指数（%）28d活性指数（%）流动度比（%）含水量（%）三氧化硫（%）烧失量（%）氯离子（%）氧化镁（%）碱含量（%）需水量比（%）试验结果2.842978981040.20.780.40.01811.240.4494 砂：渭河魏庄中砂，细度模数2.9，其性能检验结果见表4；各项检验指标均满足规范要求。 细骨料基本性能检验结果 表4试验项目表观密度（kg/m3）堆积密度（kg/m3）紧密密度（kg/m3）含泥量（%）泥块含量（%）氯离子含量（%）云母含量
7、（%）坚固性（%）吸水率（%）有机物含量（%）三氧化硫含量（%）轻物质含量（%）试验结果2590167018101.80.10.00060.221.7浅于标准色0020.1颗 粒 分 析筛孔尺寸（mm）5.002.501.250.630.3150.16细度模数试验结果373367871002.9 碎石：5-10mm；10-20mm连续级配碎石，其性能检验结果见表5；各项检验指标均满足规范要求。 粗骨料基本性能检验结果 表5试验项目表观密度（kg/m3）堆积密度（kg/m3）紧密密度（kg/m3）含泥量（%）泥块含量（%）压碎指标（%）针片状颗粒含量（%）坚固性（%）吸水率（%）有机物含量（%）
8、三氧化硫含量（%）氯离子含量（%）试验结果2600154016400.20.05.32.840.3浅于标准色0.240.0001颗 粒 级 配筛孔尺寸（mm）26.519.016.09.54.742.36检验结果试验结果05367194100合格 减水剂：山西黄腾聚羧酸高效减水剂，其性能检验结果见表6；各项检验指标均满足规范要求。 减水剂基本性能检验结果 表6试验项目硫酸纳含量（%)氯离子含量（%)总碱量（%)减水率（%)常压泌水率比（%)压力泌水率比（%)含气量 （%）初凝时间之差 （min)终凝时间之差 （min)试验结果1.210.0560.8730.02.113.44.7+50+65试
9、验项目3d抗压强度比（%）7d抗压强度比（%）28d抗压强度比（%）收缩率比（28天）（%）相对耐久性指标（200次）（%）钢筋锈蚀塌落度增加值30min塌落度保留值60min塌落度保留值试验结果13513112512890.6无锈蚀作用+75180170 0.3 试验方法 混凝土配合比设计参照JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规程、铁路混凝土工程施工质量验收补充标准客运专线高性能混凝土暂行技术条件、客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件、混凝土性能指标检测参照GB/T50080-2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准、GB/T50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准、GBJ
10、82-85普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法、ASTM C1202-1997等相关规定执行。1、C50混凝土配合比正交试验研究 随着混凝土技术的发展，配合比原材料越来越多，因此影响因素也多了起来，要想找到最优配合比，进行大量的正交试验研究是非常必要的。因素与水平列表见表7所示，正交试验配合比设计见表8所示，在这里主要选取水胶比、60min坍落度保留值、28天抗压强度为指标进行正交试验研究。 因素与水平列表 表7水平因素矿粉kg/m3粉煤灰kg/m3砂率外加剂17075370.828085381.039095391.2注：外加剂掺量相对于胶凝材料用量。 正交试验配合比设计 表8编号混凝土配合比
11、（kg/ m3）水胶比60min坍落度保留值mm28天抗压强度MPa水泥矿粉粉煤灰砂石水外加剂C1330707566811374.750.3118064.0C2330708568611193.880.3018563.4C3330709570411015.940.2919062.6C4330807568611195.820.3019063.1C5330808570411011454.950.2918567.2C6330809566811374.040.2918562.1C7330907570411013.960.2918062.2C8330908566811376.060.2918060.3C9330909568611195.150.2819064.0 注：水泥用量330kg/m3不变；假设容重2400 kg/ m3 设计配比，为了方便比较，骨料总量也不变；用水量均是坍落度为200mm20mm时的用水量。 0.4 水胶比因素极差水平分析 根据表8数据可以得
