缓凝剂和早强剂与聚羧酸减水剂复合使用对蒸养混凝土强度的影响

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使用减水剂或减水类复合外加剂提高蒸养混凝土的强度,特别是早期强度,不但有利于节能降耗,而且能够加快模具周转率,提高预制构件生产效率。目前,聚羧酸减水剂在蒸养预制混凝土中应用越来越广泛,提高该类减水剂对蒸养混凝土强度的增效作用是预制构件领域研究的热点,关于将适量无机盐和小分子有机物与聚羧酸减水剂复合使用方面的研究,虽有报道,但研究较少。有鉴于此,本文较为系统地研究了微量(掺量小于胶凝材料用量的0.05%)的缓凝剂和适量早强剂与聚羧酸减水剂复合使用对蒸养混凝土强度的影响,并对影响机理进行了探讨。六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、正磷酸钠、葡萄糖酸钠和蔗糖是混凝土常用的缓凝剂,一般不用于蒸养混凝土中,但本文研究表明:磷酸盐与聚羧酸减水剂复合使用,掺量较大时起缓凝作用,当掺量较低时(胶凝材料的0.01%左右),对蒸养混凝土早期强度和后期强度均有增效作用,其顺序为六偏磷酸钠>三聚磷酸钠>正磷酸钠,掺入0.01%六偏磷酸钠可使蒸养混凝土12h脱模强度提高14.7%,蒸养后28d强度提高15.3%;葡萄糖酸钠掺量小于0.05%时,对蒸养混凝土强度无增效作用,但掺量增大,蒸养混凝土强度明显降低;蔗糖掺量小于0.03%时,对蒸养混凝土早期强度几乎无增效作用,对后期强度有一定的增效作用,但掺量较大时则起缓凝作用。氯化钙、硫酸钠、硫代硫酸钠、硅酸钠和三乙醇胺是混凝土常用的早强剂,本文研究表明,与六偏磷酸钠相比,早强剂提高蒸养早期强度的掺量往往较高,且对后期强度增长作用不大。氯化钙与聚羧酸减水剂复合使用,早强效果最优,蒸养早期强度增效作用强于微量六偏磷酸钠,后期增效作用却不如六偏磷酸钠;硫酸钠、硅酸钠、硫代硫酸钠早强效果依次降低,硫酸钠和硫代硫酸钠对后期强度无提升作用,硅酸钠能略微提高后期强度,但效果不如磷酸盐;微量三乙醇胺对蒸养混凝土早、后期强度基本无影响。X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜分析(SEM)以及饱和Ca(OH)2溶液浓度检测等研究结果表明,微量磷酸盐,特别是六偏磷酸钠对蒸养混凝土强度增效作用的原因,主要是因为微量磷酸盐能降低混凝土孔溶液中Ca(OH)2浓度,促进水泥水化,同时使得水泥水化产物晶体形貌生长致密和分布均匀,对蒸养强度发展有利。但掺量过大,磷酸盐与钙离子反应生成的络合物会覆盖在水泥颗粒表面,延缓水泥水化,对蒸养强度反而无增效作用。
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